Ренессанс колесных вездеходов

30.03.09 22:31

Сага о колесе

Для движения по бездорожью колесному вездеходу необходимо иметь хорошую проходимость - опорную (способность держаться на слабом грунте) и профильную (умение преодолевать неровности). Следовательно, нужны большие колеса и хорошая артикуляция подвески, а также достаточный запас мощности.

В колесном вездеходе традиционно применяются шины низкого (от 0,5 атм.) и сверхнизкого (менее 0,5 атм.) давления. Основное преимущество таких шин и, соответственно, колесных вездеходов - их высокая проходимость и экологическая безопасность.

«Наш 13-летний опыт применения шин низкого давления относится, в основном, к шинам бескамерным, закрепленным на ободе прижимными кольцами, предотвращающими их проворачивание при воздействии тягового или тормозного крутящего момента, - рассказывает Сергей Самойлов, главный конструктор ОАО «ПСА «БРОНТО» (Тольятти). - Данная конструкция колеса с шиной низкого давления является в настоящее время самой распространенной и доказала свою надежность в самых экстремальных условиях эксплуатации во всех климатических зонах. Использование камер в дополнение к данной конструкции колеса не увеличивает его прочности и ходовых качеств, а только увеличивает его массу и ухудшает температурный режим при движении по мягким грунтам, добавляя трение между камерой и шиной».

LADA-БРОНТО 1922-010-00 «Марш-1»

Например, шина НПФ «Трэкол» (Люберцы, Московская область) представляет собой оболочку размером 1300х600х533, в которой сочетаются высокая эластичность оболочки (укрепленной 2-слойным капроновым кордом), малая толщина стенок и стойкость к повреждениям. Рабочее давление на шоссе 0,5 атм, на слабонесущих грунтах и снегу всего 0,08 атм. Хорошее сцепление на бездорожье обеспечивает деформация шины, которая адаптируется к грунту, обтекая рельеф. Складки резины, образующиеся в «пятне контакта», дополняют слаборазвитый рисунок протектора.

«Трэкол-39292»

«Многие компании пытаются изготовлять подобную шину и колесо в сборе, но получается не очень хорошо, - считает Михаил Ширин, начальник отдела продаж и маркетинга НПФ «Трэкол». - Во-первых, их колеса камерные, а минимальное давление может быть 0,3 атм., при меньшем давлении камера просто схлопывается и отрывается ее сосок. Многослойная конструкция колеса в сборе не позволяет шине адаптироваться к рельефу грунта, нередко колесо просто раскалывается от нагрузок. Далее, при проколе шина резко теряет давление, что приводит к неуправляемому движению вездехода. Наконец, в случае ремонта неизбежна разбортовка колеса, нежелательная в полевых условия и на морозе. И самое главное - производители камерных колес рекомендуют устанавливать их на вездеходы «Трэкол», не беспокоясь о проходимости и безопасности их эксплуатации».

«Трэкол-39294» на Севере

«Бескамерная шина «Трэкола» не имеет герметизирующего слоя и поэтому стравливает давление после преодоления препятствия, что специально оговаривается в инструкции  по эксплуатации, - уточняет Иван Елисеев, главный конструктор Ассоциации «Арктиктранс» (Москва). - Кроме того, при малейшей деформации диска происходит стравливание воздуха и при четырехколесной схеме машина не может двигаться дальше без замены диска. Далее, складки не могут заменить грунтозацепа, но зато быстро разрушают шину. Давление в камерной шине можно снизить до 0,05 атм., а не 0,3 атм. При этом проворачивания камеры относительно покрышки не наблюдается, особенно если покрышка закреплена относительно диска, а стравливание воздуха не происходит и связанной с ним подкачки не требуется. За 10 лет выпуска нашей резины «раскалывание» колес ни разу не наблюдалось, и мы не понимаем этого термина».

Ассоциация «Арктиктранс» оснащает свои вездеходы объемными тонкостенными шинами (2-3 слоя корда), давление в которых поддерживается в зависимости от веса вездехода от 0,1 до 0,5 атм. Особенность этих шин - наличие запатентованных пластичных грунтозацепов. «Кроме того, «Арктиктранс» выпускает свои шины одного и того же размера как в камерном, так и в бескамерном вариантах, с герметизирующим слоем, - уточняет «отец» российских колесников, генеральный директор «Арктиктранса» Вадим Шапиро, - чего «Трэкол» не делает до сих пор. Камерные шины обладают достаточной эластичностью для адаптации к рельефу, и даже у трехслойной мощной шины 1700х750 мм с давлением 0,25 атм. эластичность такова, что шина принимает рельеф бревна, которое преодолевает».

«Лопасня» в болоте

«Скептики не упустят случая, чтобы не сказать о недостаточной прочности протектора при воздействии острых предметов, - замечает Сергей Самойлов. - Однако здесь они окажутся правы лишь отчасти, так как наблюдается прямая зависимость вероятности повреждения от внутреннего давления воздуха в шине: чем меньше давление - тем меньше вероятность прокола. Учитывая большой внутренний объем шины и низкое давление, скорость потери воздуха оказывается невелика при незначительных повреждениях, что позволяет продолжить движение в случае острой необходимости, или отремонтировать шину даже не снижая давления в ней, используя обычную автомобильную аптечку для ремонта бескамерных шин».

«Если пытаться ехать на «Трэколе» по кустам, не спустив давление в шинах с «асфальтового», они просто рвутся в клочья, - говорит Сергей Бирюков, коммерческий директор ООО «Спецтех» (Заволжье, Нижегородская область). – Необходимо снижать давление до 0,05 атм. Многие этого не делают, ленятся, ведь на «Трэколах» нет централизованной подкачки колес». Точнее, не было: с марта 2009 года для моделей «Трэкол-9041» и -39445 эта опция доступна.

«Кержак»

В компанию к известным производителям вездеходов в 2006 году присоединилось ООО «Трансмаш» из Нижнего Новгорода, где при помощи местных ученых создали плавающий снегоболотоход «Кержак» (две модификации грузоподъемностью 1 т). Конструктивно колесный диск машины состоит из двух сваренных конусов, к которым прижимается забортная часть двухслойной шины. С наружной стороны забортная часть плотно фиксируется прижимными секторами, что не дает проворачиваться шине и обеспечивает лучшую герметизацию. Широкопрофильные бескамерные шины с развитым грунтозацепом – собственной разработки, могут эксплуатироваться на дорогах с твердым покрытием. Что очень удобно, можно установить компрессор для централизованной подкачки/спуска колес. Специалисты «Трансмаша» также планируют применить на «Кержаке» пятислойные шины с рабочим давление 0,5-1 атм., поскольку возникла необходимость использования машин в горных условиях, где тонкие шины сверхнизкого давления не выдерживают нагрузок.

«Все производители колесных вездеходов в России каждый по своему занимаются одним интересным и нужным делом, идя к цели разными путями, - подытоживает «колесный» спор Вадим Шапиро. - Факт: несколько сотен владельцев «Трэкола» используют шины «Арктиктранса» и ОАО «Авторос» (Москва). «Авторос», кстати, выпустил уже вторую шину низкого давления в своем ассортименте. Пусть эта шина не идеальна, но ведь люди занимаются делом, думают, стараются... Почему берут наши шины? Потому что в некоторых случаях продукция «Арктиктранса» и «Автороса» показывает себя лучше трэколовской. Недавно я позвонил в «Трэкол» и предложил им нашу шину в качестве второго комплекта, специально для передвижения по грязи. К сожалению, мою инициативу встретили без энтузиазма.

В дискуссии производителей шин для вездеходов поражает одно: ее участники не понимают, что нельзя создать универсальную шину при всем многообразии российских почв и условий. В прошлом году мы провели серьезное исследование в испытательном центре, где сравнили шины «Автороса», «Трэкола» и «Арктиктранса». Это исследование занимает 390 страниц. Теперь мы знаем о шинах низкого давления больше, чем кто бы то ни было, а вывод прост – для разных внедорожных условий нужны различные шины. С различным рисунком протектора, для снега, для грязи, болота... Универсальных шин нет и быть не может!»

«Литвина 2202» на Эльбрусе

Главный враг вездехода

Не менее важный элемент колесного вездехода – ходовая часть. «Вездеход на пневматиках должен быть максимально легким, иметь независимую длинноходовую (с большой амплитудой колебаний) подвеску всех колес и шины с грунтозацепами, - считает Иван Елисеев. - Соблюдение этих условий позволило создать снегоболотоход «Лопасня». К его особым свойствам следует отнести герметичность кузова (мотор и трансмиссия расположены внутри него) и возможность плавать даже при волнении 3 балла. По существу, это амфибия, которая легко выходит из воды на крутой берег и лед высотой до 20 см.

«Литвина 3301» во время экспедиции «Полярное кольцо» (2001 год)

Однако изумительное сцепление с грунтом может сыграть злую шутку с владельцем вездехода. На твердом грунте пневматики создают защемленную конструкцию – их невозможно загнать в пробуксовку (не хватает мощности обычного мотора) и при максимальных оборотах двигателя на пониженной первой передаче легко порвать трансмиссию».

 «Мамонтенок» преодолевает лужу глубиной 1,5 м, глинистое дно

«Арктиктрансом» построены пассажирские вездеходы «Нара», «Арктика», «Лопасня» и грузовой «Мамонтенок». При разработке грузовика независимую подвеску заменили на поворотно-сцепной узел, который позволяет всем колесам постоянно находиться в контакте с почвой. «Мамонтенок» при полезной нагрузке 1,5-2,5 т оказывает давление на грунт как ступня человека (0,25 кг/см²) и плавает со скоростью до 4 км/ч. «Мамонтенок» расходует в 3-3,5 меньше дизельного топлива, чем ГАЗ-34039 (при этом его грузоподъемность в 1,5-2 раза выше). Ходимость колеса «Мамонтенка» на каменистом грунте составила более 15 000 км.

Первой моделью НПФ «Трэкол» (построенной в 1996 году) стал трехосный среднемоторный «Трэкол-3929» с несущим кузовом из дюралюминиевых листов. К нашему времени производство разрослось до нескольких моделей - все с зависимой подвеской. Это две модификации 4-колесных вездеходов «Трэкол-39041» и трехосные -39294, -39292, грузопассажирский -39295 с 4-местной кабиной. В 2008 году модельный ряд пополнился новинкой - «Трэкол-39445». Кузов этой машины, рассчитанный на перевозку пяти человек, сделан  из стеклопластика, имеет люк и съемные крылья, что позволяет упростить транспортировку вездехода. Шасси «Трэкол-39445» взято у модели -39041, а передние и задние мосты, раздаточные коробки и коробки передач, механизм рулевого управления унифицированы с моделями -39041, -39294 и -39295.

В марте 2009 года закончены ходовые испытания нового вездехода «Трэкол-3905», презентация этой модели намечена на август.

Конструкторы «Кержака» поставили раму «Газели» на тракторные портальные мосты от МТЗ-82. Подвеска - зависимая (пружинная на продольных рычагах на всех мостах), тормоза дисковые. Руль связан с управляемыми колесами посредством насоса и гидроцилиндра. На вездеходе штатно установлен двигатель ЗМЗ-406, 5-ступенчатая МКП и 2-ступенчатая раздаточная коробка с принудительной блокировкой межосевого дифференциала и главными передачами с самоблокирующимися дифференциалами. В планах завода – изготовление собственных портальных мостов, более легких.

«Включение блокировки на раздаточной коробке часто приводит к поломке кардана, - замечает Виталий Мазуркевич, конструктор ООО «Литвина» (Пинск, Беларусь). - Ранее была популярна схема Лэфли, ее использовал советский конструктор Виталий Грачев на своих ЗиЛах. С первого взгляда, большое количество преимуществ и простота. Мы тоже поддались хвалебным описаниям детищ Грачева, не задав себе простого вопроса: почему их никто не производит? С тех пор я не доверяю статьям в журналах, пока не проверю все на собственном опыте. А опыт проверки этой схемы случился в 1999-2000 годах в Антарктиде, где восемь машин пытались дойти до южного Полюса, но дошли только четыре. Поломки случались в среднем каждые 30 км – «летели» редукторы, приводные валы. По возвращении из Антарктиды мы напрасно пытались усиливать их, дорабатывать и т.д. А болезнь оказалась проста, и название ей: рециркуляция паразитной мощности, это главный враг вездехода [разрушительное воздействие избыточной мощности мотора на приводной вал и редуктор, – прим. Energyland.info].

Кстати, в 2007 году в Бауманском университете презентовали 3-осный вездеход «Проекта Z», сделанный по схеме Лэфли (проект вездехода был разработан «Объединением проектировщиков предприятий» по заказу ОАО «Авторос», - примечание редакции EnergyLand.info). И в первый же день у него срезало редуктор. Ущербность этой схемы поняли в «Арктиктрансе», поэтому их «Лопасня» не имеет блокировок вообще. Но так как используются колеса 1200 мм и более, а передние редукторы и приводы взяты от «Нивы», то их рвет крутящий момент двигателя (они даже на «Ниве» ломаются). С применением других, более мощных редукторов и приводов машина станет значительно надежней. Также при низких температурах смазка ШРУС густеет и сепаратор просто раскалывается, поэтому следует применить авиационную смазку. Кроме того, «Лопасня» не полноприводная - средняя ось подкатная, на глубоком снегу и в болоте передние и задние колеса зарываются».

«С 1990 года «Арктиктранс» использовал схему Лэфли в снегоболотоходе «Арктика», и весной 1990 года на двух таких вездеходах мы пытались пройти к Северному полюсу, - возражает Иван Елисеев. - Из-за чрезвычайно мягкой зимы это оказалось невыполнимо, но нам удалось обойти весь архипелаг Северная земля (2000 км). Поломок не случилось. К сожалению, участник этого похода Виктор Радкевич при создании в 2000 году восьми машин для похода к Южному полюсу применил в качестве двигателя автомобильные дизели объемом 1,6-1,8 л с моментами, в 4-5 раз превышающими моменты, которые были использованы на «Арктике». Понятно, что трансмиссия, целиком заимствованная у «Арктики», не могла выдержать столь значительные нагрузки. И по поводу «Лопасни»: у нас есть протокол Государственных испытаний, в котором записано, что «машина превышает по проходимости все известные типы транспортных средств, включая гусеничные».


  Вездеход «Проекта Z»: прошлое и настоящее

Между тем «Проект Z» в рамках группы компаний «Авторос» вполне здоров – в феврале 2009 года состоялся технический выезд 4-осного вездехода Z-83 в окрестности Усть-Илимска (Иркутская область). Основной задачей испытаний было определить способности вездехода преодолевать снежные преграды с разной глубиной снега, плотности, консистенции при низких температурах. Проверялись работоспособность узлов и агрегатов вездехода: двигателя, коробки передач, раздаточной коробки, шин. Результаты этих испытаний пока не опубликованы. Надо отметить, что дизайн Z-83 серьезно отличается от первоначального варианта, причем в лучшую сторону, и колес теперь стало восемь.

«Старатель»

«Вездеходами я занимаюсь уже 10 лет, и за это время было перепробовано много схем трансмиссии и подвески, - продолжает Виталий Мазуркевич. - Часть наших старых машин уже вовсю копируют и выдают за свои разработки некоторые мелкие фирмы, удачи им. Для нас эти модели были промежуточным звеном в проверке идей и новых технических решений... После Антарктиды у меня было еще 4 экспедиции, каждая протяженностью более 5000 км, в итоге родилась «Литвина 3301». В ней нет ШРУСов, только карданы от ГАЗ-66 и УАЗа, блокировок тоже нет. Работает переброска момента по осям. Все болты с двумя гайками, ход подвески около 600 мм, только рессоры. «Литвина 3301» целиком соответствует моим представлениям о вездеходе».

При этом все четыре экспедиции сталкивались с большим количеством поломок техники, в результате чего в значительной степени их планы были нарушены. Но ведь «Литвина» и стала итогом этих неудачных экспедиций. Впрочем, по мнению конкурентов, по проходимости «Литвина» так и не смогла превзойти трехосный «Трэкол».

«Странник»

Энтузиасты и рынок

Попытки наладить производство колесников периодически совершаются разными предприятиями и отдельными энтузиастами. Так, в ООО «Аквилон-Групп» (Самара) построили вездеход «Старатель Александра», ООО «Полюс-Вектор» (Дмитров, Московская область) соорудило машину «Вектор». Ряд компаний (например, ООО «МЕГ Вест» из Сургута, построивший вездеход «Хищник») воспользовались шинами «Трэкола» для создания собственных моделей. «Конструкторская мысль не стоит на месте, - утверждает Вадим Шапиро. - В последние годы появились новые машины – «Странник», «Тром», «Хищник», «Александра», «Петрович» (бывшая «Грива»). «Тром» имеет интереснейшую конструкцию, и ее автор утверждает, что машина способна преодолевать любой тип болот. Можно сказать, что 2008 год был плодотворным в смысле создания новых колесных вездеходов. Все эти машины сейчас поставлены в серию. Причем на «Странник» даже выстроилась очередь на весь 2009 год, производство «Хищника» также разворачивается, поскольку машина достаточно дешевая и востребована в текущей ситуации».

«Хищник»

Несть числа тем, кто «тюнингует» УАЗы и «Нивы» шинами низкого давления. Немало самодеятельных конструкторов, умельцев и просто увлеченных людей по всей России, видя окружающие их непролазные болота, убеждены в возможности собрать простой и универсальный вездеход-амфибию на пневматиках из металлических обломков, которых немало лежит по весям - так же точно в начале XX века многие талантливые самоучки были увлечены идеей постройки собственного аэроплана, но лишь единицы поднялись в небо. А пока даже серийное производство колесных вездеходов не приносит особых прибылей их производителям, учитывая узость рынка этих полезных, удобных, но почему-то не слишком востребованных машин. Если даже лидирующий с большим отрывом «Трэкол» до кризиса, по мнению конкурентов, продавал 10-20 машин в месяц, то о чем можно говорить?

«Машины «Трэкола» самые распространенные на нашем бездорожье, – согласен Сергей Бирюков. - Не потому, что их много и они лучшие (например, у «Кержака» проходимость выше), а потому, что они самые дешевые и колесников у нас вообще мало. Менять вездеходы как обычные автомобили не принято – что купили, на том и ездят. «Трэколы» берут как частники (для охоты и проч.), так и компании, «Кержак» и другие марки, будучи намного дороже, востребованы в основном организациями, и техника используется ими для служебных надобностей».

«Тром 8х8»

Особой распространенности «Трэколы» добились благодаря заказам компании, при которой она была создана («Газпром»). «Пусть эти машины ломаются, но люди привыкли к ним, - говорит Вадим Шапиро. – «Трэколы» заняли на рынке главенствующее положение, все остальные вездеходы лишь пытаются конкурировать с ними».

«Сейчас особенно активно развивается направление полноприводных колесных вездеходов на шинах сверхнизкого давления... - считает Владимир Волхонский, руководитель отдела маркетинга компании «Проект Z» (Москва). - Существуют различные производители колесных вездеходов, но в основном это вездеходы на серийных отечественных агрегатах. На сегодняшний день в России идут активные разработки по созданию новой модели полноприводного вездехода, который обладает высокой проходимостью, надежностью, удобством, комфортом, безопасностью, привлекательным внешним видом. Есть уже первые положительные результаты, и мы уверены, что в скором времени появится российский колесный полноприводный вездеход, который будет востребован не только в России, но и за рубежом.

Наблюдается некоторый спад в активности потребителей, но спрос на подобную технику присутствует. Это обусловлено необходимостью решать существующие транспортные задачи и в условиях кризиса».

«Виса»

Помимо отечественных вездеходов, встречаются амфибии канадской компании Ontario Drive & Gear Ltd. под маркой «Argo». До недавнего времени импортировались только агрегаты серии Conquest 8x8, однако фирма не стоит на месте и запустила в серию Avenger 8x8. Внедрено множество приятных улучшений вроде более мощного двигателя, руля вместо рычагов, повышенной до 521 кг грузоподъемности и т.п. Увы, агрегат так и не обзавелся кабиной, без которой по российским просторам, особенно зимой, ездить неуютно. Поэтому канадская «Argo» как была, так и осталась дорогой игрушкой, с которой приятно пижонить в окрестностях коттеджного поселка, но туго в настоящем деле.

Также в России можно купить многоцелевые американские амфибии MAX II, MAX IV и плавающий самосвал с откидным бортом BUFFALO – это небольшие машины с кузовом из ударопрочного полимера, передвигающиеся на шести ведущих колесах. Интересно, что любая модель переделывается своими силами из колесной в гусеничную.

«Argo»

Проще - значит лучше

Вездеходы на шинах сверхнизкого давления целесообразно применять взамен гусеничной техники для сохранения экологии тундры, для передвижения на слабонесущих грунтах (лессовые, переходные типа вода – суша, фирновый крупчатый снег) в тех случаях, когда гусеничный вездеход «сядет» на брюхо и его придется перемещать на подкладываемых поперечных бревнах, и в целях экономии горючего. Кроме того, гусеницы создают сдвиговые деформации в поверхностном слое почвы, значительно увеличивающиеся при поворотах. Поэтому гусеничный движитель в настоящее время усилиями Минприроды запрещен к эксплуатации в летний период в большинстве северных регионов России.

Увы, «экологической безопасности шин низкого давления уделяется мало внимания со стороны транспортных организаций, работающих в природных зонах, почвы которых подвержены эрозии в результате разрушения поверхности обычными колесами, - считает Сергей Самойлов. - При этом наземное транспортное средство может эксплуатироваться в любых погодных условиях, в отличие от воздушного транспорта, не говоря уж о значительно более низких эксплуатационных расходах.

К этому можно добавить безопасность пассажиров и груза при движении по болотистой местности, особенно в межсезонье - когда снег уже выпал, а лед еще не окреп, когда транспортное средство остается на плаву только за счет водоизмещения колес, при условии соблюдения грузоподъемности».

MAX II

Основная задача любого вездехода - доехать из одно пункта в другой, желательно с минимальными затратами, следовательно, он должен быть надежным и неприхотливым. Однако абсолютно надежной техники нет, поэтому вездеход должен быть ремонтопригоден в любых условиях силами одного человека. Далее, важна проходимость (поскольку практически всегда найдется возможность объехать препятствие), дальность хода и грузоподъемность. Удобство управления и комфорт езды также хороши, но это не главное.

«Нужно понимать, что вездеходы эксплуатируются там, где даже гаража ни разу не увидишь, а все обслуживание: зимой на снегу (иногда с пургой), а летом в болоте по пояс, - убежден  Виталий Мазуркевич, конструктор ООО «Литвина». - Поэтому вездеход должен быть проще телеги, иначе ему будет уготована судьба еще одной груды металла посреди тундры. Ведь население тех краев, эксплуатирующее технику, университетов не заканчивало, а обучается на практике, и все «инновации» только во вред».

Так или иначе, потребителю пока приходится выбирать вездеход из того, что ему предлагается, ориентируясь в первую очередь на цену и ремонтопригодность, и во вторую очередь – на колесную формулу (4х4, 6х6 или 8х8), от которой зависит грузоподъемность. Стоит иметь ввиду, что простой колесный вездеход «съест» 20-30 л на 100 км, при этом шины сверхнизкого давления имеют ограничение по нагрузке - 650 кг на одно колесо.


Фото заводов-производителей и ЗАО УК «ЭнТерра»

Подробнее об испытании шин и новых конструкторских решениях читайте на этой неделе в статье Вадима Шапиро «Русские пневматики в развитии».

Материалы по теме:

Русские пневматики в развитии: Петрович, Странник и Леший
Безграничная власть над бездорожьем
«Барсы» из Ужура: этой машине нужна не дорога, а только направление движения

Читайте также: