ЗИЛ-135: инженерные изыски доктора Грачева

Запредельный конструктор

В предыдущих частях цикла шла речь о поисковых макетах будущих ракетоносцев и первых плавающих прототипов. Третий раздел стоит начать с личности главного конструктора Специального конструкторского бюро ЗИЛа и вдохновителя машин серии 135, доктора технических наук, лауреата двух Сталинских премий Грачева Виталия Андреевича.


Конструктор первой величины, заложивший фундамент для дальнейшего развития внедорожной техники в нашей стране, так и не получил высшего образования. По легенде, за непролетарское происхождение его исключили из Томского политехнического училища. До 1931 года Виталий Андреевич, можно сказать, искал себя, то есть работал грузчиком, кинорадиомехаником, конструктором на заводе имени Егорова, авиамехаником в армии, а также успел построить планер. Но с авиацией у будущего автомобильного конструктора не сложилось. В декабре 1931 года по мобилизации Ленсовнархоза Грачева отправляют на строящийся Нижегородский автозавод, будущий ГАЗ. В стране настолько не хватало автомобильной техники, что при строительстве завода первые собранные там же танкетки Т-27 использовались в качестве тягачей. Молодого инженера сразу же определили на разработку техники повышенной проходимости в группу разработчиков машины НАЗ-НАТИ-30. Грачев дополнил технику трехосного грузовичка демультипликатором, задней балансирной подвеской, реактивными штангами, прибором для сцепки, и в серию машина пошла под именем ГАЗ-ААА.



В конструкторской карьере Виталия Андреевича была и опала: в 1933 году его переводят на должность мастера сборки в один из филиалов автозавода. Во многом это было следствием неуступчивости Грачева по принципиальным вопросам конструкции автомобилей. Он не боялся выступать с критикой кажущихся ему неверных компоновочных просчетов. В должности мастера Грачев пробыл недолго и уже к 1936 году построил трехосный пикап ГАЗ-АААА по схеме 6х4.

Конструктор не только умел хорошо обращаться с кульманом в конструкторском бюро, но и любил «выходить в поле». Так, на своем пикапе он лично отправился в сложнейший испытательный пробег в Каракумы – в общей сложности конструктор на своей машине проехал 12 291 километр. После был почти серийный ГАЗ-21 образца 1936 года (не путать с легендарной «Волгой» ГАЗ-21). Таких грузопассажирских «трехосок» было собрано около ста экземпляров.


Но одно дело — разрабатывать машины повышенной проходимости, в которых эта самая проходимость обеспечивалась простой стыковкой дополнительной оси сзади, а другое — создать машину с передней управляемой ведущей осью. Это была для Советского Союза середины 30-х годов очень нетривиальная задача. Виталий Грачев с ней справился.

Основная проблема была в конструкции шарнира равных угловых скоростей типа «Вейсс», лицензии на которую у страны не было. Первенцем стал ГАЗ-61-40, двухосный легковой полноприводный автомобиль, после разработки которого к Грачеву пришла настоящая слава. Машина встала в мелкосерийное производство, в частности, седана ГАЗ-61-73 собрали всего 194 экземпляра. Большая часть серии использовалась в качестве VIP-машин для высшего командного состава: К. Ворошилова, С. Тимошенко, Г. Жукова, К. Рокоссовского, И. Конева, С. Буденного и других.

В начале 1941 года нарком Малышев фактически приказал Грачёву создать отечественный аналог американского «Бантама»: армии остро требовался недорогой и простой вездеход. Так появляется ГАЗ-64, во многом превосходящий свой прототип, а в январе 1942 года на его базе конструктор строит легкий пулеметный броневик БА-64. За эту разработку оборонного значения Грачев получает свою первую Сталинскую премию.

В конструкторской биографии главного героя в 1944 году появляется Днепропетровский автомобильный завод и работа над трехосной амфибией ДАЗ-485. Машина создавалась под влиянием лендлизовского плавающего GMC DUKW-353, и одним из важнейших достижений конструкторского коллектива стала разработка системы централизованной подкачки колес. После этого подкачка стала фирменным знаком всей линейки автомобильной техники Советской Армии. За амфибию ДАЗ-438 Грачев в 1951 году получает свою вторую Сталинскую премию. В это же году конструктора переводят в Москву на ЗИС, где создается по инициативе Георгия Жукова Специальное конструкторское бюро по разработке военной техники «среднего» формата. Главой СКБ назначают Виталия Грачева. Основным профилем работы бюро становятся артиллерийский тягачи и ракетоносцы. На этом месте конструктор проработал до самой смерти в 1978 году.

Помимо многочисленных книг и воспоминаний, о знаменитом Грачеве был снят фильм «Запредельный конструктор» из цикла «Тайны забытых побед». В частности, в этом фильме имя Виталия Грачева поставлено в один ряд с такими автомобильными конструкторами, как Генри Форд, Генри Лиланд (основатель фирмы «Кадиллак») и Фердинанд Порше.


Для ЗИЛа наличие СКБ все время его существования было откровенно обременительным. Фактически контору Грачева защищали только покровительство военных и космической отрасли. При этом у инженеров и конструкторов СКБ было право привлекать силы основного завода для выполнения особо важных заказов. Дирекция завода нередко отвечала на подобное привлечением инженеров и служащих спецбюро на рабочие места ЗИЛа. Грачев, естественно, как мог противился этому, что и вызывало антипатию с руководством предприятия. Во многом вся ситуация стала следствием хронической нехватки рабочих рук на основном заводе. По мнению Владимира Пискунова, одного из инженеров СКБ, а впоследствии заместителя главного конструктора холодильников «ЗИЛ», напряженный труд, строгая дисциплина режимного предприятия и заниженные заработки по сравнению с аналогичными работами на предприятиях оборонного комплекса вынуждали людей уходить с завода. Приходилось замещать вакантные места рабочими со всего Советского Союза, которые успешно работали, получали московские квартиры и… уходили с завода. И так раз за разом на протяжении многих лет. Когда заказы со стороны военных для СКБ серьезно снизились, дирекция ЗИЛа стала требовать каждый месяц на главный конвейер одного из работников бюро. Случилось это уже после смерти Грачева в начале 80-х. Дошло до того, что исполняющий обязанности главного конструктора Владимир Шестопалов, не найдя в СКБ добровольцев на очередную «барщину», пошел сам работать сборщиком на конвейер.

Но это были годы заката грачевского СКБ, а в золотую эпоху отечественного автомобилестроения появился такой уникум, как ЗИЛ-135.

Детище «грачевской фирмы»

Большая часть разработанных в СКБ внедорожников отличались особыми инженерными изысками, многие из которых нашли своё место в ЗИЛ-135. Прежде всего это шины максимально возможных по компоновке размеров, малослойные, с развитыми грунтозацепами, а также большой дорожный просвет с плоским дном машины и передним наклонным «въездным» листом. Все это требовало применения нецентральных или двухвальных колесных редукторов, позволяющие упростить подвод воздуха к шинам и тормозной жидкости к герметичным тормозным механизмам. На машинах 8х8, к которым относится ЗИЛ-135, используется бездифференциальный привод с приводом колес каждого борта отдельным мотором. Пойти на снижение количества дифференциалов до нуля Грачева побудили неудачные испытания ранних прототипов агрегатов на макетных образцах №1 и №2 ЗИС-Э134, ЗИЛ-134 и ЗИЛ-157Р. На указанных машинах монтировались червячно-винтовые дифференциалы типа «Вальтер» с регулируемыми фрикционными муфтами типа «Торнтон Пауэр-Лок» и дифференциалы свободного хода типа «Ноу-Спин». Все они были забракованы на различных этапах испытаний техники.


Следующей характерной «подписью» техники СКБ стала симметричная колесная схема 1 – 2 – 1 для машин 8х8. Поворотными делали передние и задние колеса. Помимо того, что этот нетрадиционный прием повышал маневренность и проходимость (колеса двигались по одной колее), он позволял поворачивать колеса всего на 15-17 градусов. А это и возможность размещения больших колес, и большая надежность шарниров равных угловых скоростей. Отличительной особенность машин СКБ стало широкое применение наполненного стеклопластика при изготовлении кабин, бензобаков, корпусов амфибий, ободов колес, торсионов и сотовых рам. Для плавающих машин агрегаты, находящиеся под водой, придумали наддувать воздухом под давлением через авиационный редукционный клапан. Грачев с большим скепсисом относился к лебедкам на своей технике. Аргумент был прост – проходимость техники была настолько высокая, что надобности в ней не было. А если вдруг какой-нибудь вездеход все-таки увязнет, то никакая лебедка уже не спасет. Этот принцип вытекает, пожалуй, из главного кредо всего СКБ Грачева – борьба с лишим весом техники любыми доступными способами. Даже если для этого придется удорожать конструкцию алюминием, магнием или титаном. Главный конструктор требовал не закладывать в технику излишний запас прочности – все должно работать по максимуму без лишнего перетяжеления. «Запас карман тянет», — говорил по этому поводу Грачев. Насколько это было оправдано, судить сложно, но технику СКБ точно нельзя назвать непревзойденной в плане надежности.


Первой машиной 135-й серии с привычным для нас характерным внешним видом кабины стал ЗИЛ-135Е образца 1960 года. Машина была лишена подвески, что не особо волновало ракетчиков, для которых вездеход и предназначался. Дело в том, что по дорогам с твердыми покрытиями много ездить они не предполагали, а вот боковая устойчивость машины повышалась – это было важно при погрузке ракет. Связь колес с рамой осуществлялась через жесткий кронштейн из магниевого сплава — оцените степень технического изящества конструкторской школы Виталия Грачева. Естественно, эти кронштейны на испытаниях нещадно ломались и на управляемых колесах их пришлось отливать из стали марки 30. Также по сравнению с прототипами в СКБ увеличили разнос базы крайних колес. Это позволило разместить на ЗИЛ-135Е пусковую установку 2П21 тактического ракетного комплекса «Луна» с наклонным стартом. Также под требования ракетчиков переместили вперед бензобаки и освободили среднюю и заднюю части рамы, чтобы улучшить отвод газов стартующего крылатого изделия. Пластик кабины, о котором говорили выше, появился на машине не по причине борьбы с весом, а для противодействия газовой ракетной струе. Стальная кабина необратимо деформировалась, а вот полиэфирная смола, наполненная стекловолокном, возвращалась после запуска оружия в исходную форму. Металлического каркаса кабина вообще не имела и состояла из одиннадцати крупных пластиковых деталей, скрепленных друг с другом эпоксидкой. Такие вот высокие военные технологии. Кроме кабины, из пластика изготавливались бензобаки и оперение машины.



К весне 1961 года две изготовленные машины прошли весь цикл необходимых испытаний и, казалось бы, готовы были пойти в серию. Проходимость ЗИЛ-135Е была впечатляющей. Машина уверенно брала 27-градусные подъемы, преодолевала болота метровой глубины, а по выбитым проселочным дорогам восьмиколесный ракетоносец шел со скоростями, заметно превышающими таковые у аналогов с рессорной подвеской. Но все испортило отсутствие подвески. Раз нет подвески, то нет и амортизаторов, гасящих колебания. На скоростях 22-28 км/ч приходила первая волна опасных резонансных колебаний, вторая наступала при достижении 50 км/ч. А если машина «удачно» попадала на особый профиль дороги, то колебания переходили в чувствительные удары, требующие ремней безопасности для трех членов экипажа. «Галопирование» загруженного ракетой ЗИЛ-135Е на волнообразном асфальте начиналось уже при 40 км/ч с частотой 120 единиц в минуту. Остановить такие опасные повадки 16-тонного ракетоносца можно было резким торможением со снижением скорости на 30-50%, а также снижением давления в шинах до одной атмосферы. Кроме этого, военным не понравилась низкая надежность отдельных узлов машины (привет принципам конструирования Грачева) и чрезмерный расход топлива в районе 134 л/100 км. К каждой колонне таких ракетоносцев требовалась такая же колонна бензовозов.

В итоге от прототипов ЗИЛ-135Е решено было отказаться, чтобы к весне 1961 года разработать модифицированный ЗИЛ-135Л, который и стал по-настоящему массовой разработкой «фирмы Грачева».

Продолжение следует…