Шнекоход ШН-67
Шнекоход — вездеход, движение которого осуществляется посредством шнекороторного движителя. Конструкция движителя представляет собой два винта Архимеда из особо прочного материала.
Вездеход обладает уникальной проходимостью и отличной маневренностью в условиях грязи, снега и льда, хорошо показывает себя в качестве водоходного движителя (на амфибийных машинах), однако обычно непригоден для езды по асфальту или бетону, но может двигаться боком по относительно твердому грунту, при вращении обоих роторов в одну и ту же сторону.
К середине шестидесятых годов СКБ ЗИЛ работая над проектами перспективной автомобильной техники высокой и сверхвысокой проходимости, создало большое число вездеходов разного вида и с разными характеристиками. Вскоре появились первые разработки в области т.н. шнекороторных снегоболотоходов. Первой машиной этого типа под маркой «ЗИЛ» стал экспериментальный образец ШН-67.
Вездеход обозначили как ШН-67. Цифры означали год создания. Конструкторы и испытатели также присвоили проекту прозвище – «Шнек». Следует отметить, что в дальнейшем проект ШН-67 был доработан, после чего его переименовали в ШН-68, вновь по году выполнения работ.
Опытная машина ШН-67 создавалась как демонстратор технологии, и потому к ней не предъявлялись особые требования. Она должна была иметь достаточно простую конструкцию, обеспечивающую проверку основных смелых идей. Для ускорения строительства предлагалось использовать максимально возможное число готовых узлов и агрегатов. При этом определенные изделия пришлось разрабатывать и собирать с нуля.
Специально для нового проекта пришлось разработать корпус нестандартной конструкции. В его основе лежала рама из металлических профилей, на которую устанавливалась листовая обшивка. Корпус образовывался несколькими основными устройствами. Так, нижняя его часть представляла собой своеобразную лодку с трапециевидным поперечным сечением. Носовая часть корпуса расширялась, после чего сечение агрегатов не менялось до самой кормы. Выше наклонных бортов «лодки» помещались две развитые полки, верхняя часть которых соединялась с крышей-палубой корпуса. В передней части корпуса предусматривалось размещение кабины экипажа, за которой находился коробчатый кожух двигателя.
В средней части рамы, внутри «лодки», поместили бензиновый двигатель ЗИЛ-375Я мощностью 180 л.с. Двигатель соединили с т.н. главной передачей и механизмом поворота, заимствованными у гусеничной машины М-2 от ОКБ ММЗ. Выдача крутящего момента на движитель осуществлялась через пару наклонных валов, расположенных в корме корпуса. Они проходили через стойки движителя и при помощи реверс-редукторов, построенных на основе шестерней бортовых передач вездехода ЗИЛ-135Л, передавали мощность на шнеки.
Топливная система вездехода основывалась на серийных агрегатах автомобиля ЗИЛ-157. Электрическое оборудование почти без доработок заимствовали у грузовика ЗИЛ-130.
В передней части корпуса, под бортовыми полками, находились вертикальные опоры с подвижным креплением для передних осей шнекороторного движителя. В корме корпуса, на его наклонных бортах, поместили пару более крупных и объемных стоек, в которых помещались устройства трансмиссии.
Шнекороторный движитель для экспериментального вездехода ШН-67 разрабатывался с нуля. Шнек представлял собой достаточно сложное устройство длиной 4,2 м и диаметром (по грунтозацепам) 1 м. Корпус шнека изготавливался из 2-мм стали и имел разборную конструкцию. Он представлял собой длинный цилиндр диаметром 800 мм, дополненный парой конических обтекателей. Для повышения жесткости конструкции изнутри на корпусе наносился 100-мм слой пенополиуретана. Снаружи на шнеке имелся спиральный грунтозацеп. Металлическая полоса трапециевидного сечения жестко крепилась на корпусе. Угол подъема спирали – 17°40’.
Два подобных устройства монтировались на бортовых стойках и располагались вдоль корпуса машины. Привод шнеков осуществлялся при помощи агрегатов трансмиссии, размещенных в задних стойках. Управляя шнекоходом, водитель мог менять скорость вращения роторных движителей или изменять направление их вращения. Все это, по расчетам, обеспечивало достаточную подвижность и маневренность.
В передней части корпуса ШН-67 помещалась закрытая трехместная кабина экипажа. Стеклопластиковый колпак кабины с развитым остеклением заимствовали у поисково-эвакуационного вездехода ПЭУ-1. В центре кабины помещалось водительское кресло от автомобиля ГАЗ-69. По бокам от него предусмотрели пару мест для других испытателей. Доступ в кабину обеспечивался только люком в крышу. Впрочем, небольшая высота вездехода не мешала посадке.
Готовый шнекороторный снегоболотоход должен был иметь средние размеры. Длина машины незначительно превышала 5,5 м, ширина – 3,1 м, высота – всего 2 м. На твердой поверхности ШН-67 имел дорожный просвет в 500 мм. Снаряженная масса задавалась на уровне 3750 кг при грузоподъемности 1250 кг. Полная масса, таким образом, должна была достигать 5 т.
Уже в декабре 1966 года СКБ ЗИЛ начало сборку рамы будущего демонстратора технологии. К началу марта вездеход был завершен, и вскоре его планировалось опробовать на реальных трассах, уже использовавшихся для испытаний другой техники.
4 марта 1967 года опытный ШН-67 был доставлен на испытательную базу ЗИЛ в подмосковной д. Чулково. Была проведена обкатка вездехода в простых условиях, после чего начались проверки, направленные на определение максимальных характеристик. Проверки на пересеченной местности, болоте и снегу продолжались до конца марта и позволили собрать все необходимые данные.
На бездорожье, в том числе на мягкой грязи, «Шнек» держался уверенно и, проворачивая роторы движителя, перемещался или маневрировал. В зависимости от направления вращения двух шнеков, машина могла двигаться вперед или назад, либо совершать движение боком. Для поступательного движения оба шнека должны были вращаться в разные стороны, для бокового – в одну.
Характеристики на пересеченной местности были достаточными, но машина не могла нормально работать на дорогах с твердым покрытием. В таких условиях грунтозацепы необычного движителя изнашивались от трения о покрытие гораздо быстрее, чем на грунте. Вездеход мог плавать, а пара вращающихся роторов создавала тягу до 600 кг.
По результатам испытаний вездехода ШН-67 было решено переработать трансмиссию и ходовую часть. Так, в обновленном проекте следовало отказаться от реверс-редукторов в пользу бортовых передач с двухступенчатой коническо-цилиндрической парой от ЗИЛ-130. Такая доработка повысила эффективность трансмиссии и позволила получить желаемые характеристики, но при этом привела к потере возможности разворота на месте.
Также были разработаны новые шнековые роторы. Теперь их предлагалось делать из алюминиевого сплава АМГ-61 с сохранением имеющейся конструкции. Вместо одного спирального грунтозацепа теперь планировалось использовать т.н. двухзаходный. Профиль этой детали изменился на треугольный, а шаг сократился до 1,6 м. Угол подъема спирали довели до 32°40’. По расчетам, такая конструкция шнека позволяла повысить максимальную скорость поступательного движения.
Обновленная версия вездехода была обозначена как ШН-68. Новый проект сохранял максимальную преемственность с существующим, и потому можно было обойтись без строительства нового опытного образца. Существующий шнекоход типа ШН-67 получил новые агрегаты трансмиссии и устройства ходовой части, после чего его просто переименовали. Перестройка ШН-67 по проекту ШН-68 завершилась в конце апреля 1968 года.