Первый арктический автопоезд из «Урала».

Арктический «Урал» с активным полуприцепом. Фото – LexKitaev

По арктическим нуждам

Автомобильный транспорт для районов Крайнего Севера давно стал актуальной проблемой российской промышленности. Тающие льды Северного морского пути открывают как новые маршруты, так и доступ к несметным природным богатствам. В крае, где только направления, при полном отсутствии дорог требуются специфические машины.

Решать проблемы исключительно гусеничными платформами, как это делают в армии (транспортер «Витязь»), дорого и неэффективно. Ресурс гусениц не идет ни в какое сравнение с колесным движителем. На севере расстояния приличные, поэтому создание семейства машин с экстремальной проходимостью для не менее экстремальных условий является задачей первой степени важности.

Конструированием современных тяжелых грузовиков в стране занимают два автозавода – КамАЗ и УралАЗ. Именно под их эгидой приступили к созданию арктического внедорожника. Одним из ключевых игроков этого процесса стала кафедра СМ-10 «Колесные машины» МГТУ им. Н. Э. Баумана. Ученые и инженеры вуза помогают с разработкой КамАЗ-6355 Арктика с целью «создания высокотехнологичного производства экологически безопасных вездеходов на шинах низкого давления для освоения Арктических зон РФ, Сибири и Дальнего Востока в интересах добывающих отраслей промышленностей».

Камазовская «Арктика» существует в двух вариантах.

Две модификации 6х6 и 8х8 построили на агрегатах КамАЗа для основного заказчика – «Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ)». Отличительной особенностью грузовиков является сочлененная схема, заметно повышающая проходимость и маневренность. В последнее время новостей о проекте не так много – есть ощущение, что авторы проекта пытаются заменить санкционные импортные компоненты отечественными или китайскими аналогами. Например, КПП у «Арктики» изначально предусмотрена американская Allison 4500.

Автобус Урал-427701-75 показали летом 2023 года. Источник: susu.ru

К счастью, новостей об арктическом автобусе «Урал» гораздо больше. Двухобъемную машину в финальном исполнении Урал-427701-75 представили в Челябинске на втором Всероссийском форуме «От импортозамещения к технологическому суверенитету» летом 2023 года. Машину строили три организации – упоминаемая выше кафедра СМ-10 «Колесные машины» МГТУ им. Н. Э. Баумана, НИИ «Опытное машиностроение» Южно-Уральского государственного университета и собственно сам УралАЗ.

Директор НИИ «Опытное машиностроение» ЮУрГУ, кандидат технических наук Рамиль Закиров прокомментировал функционал новинки:

«У арктического автобуса огромное функциональное значение. Это гражданская техника, она востребована в условиях Крайнего Севера. Уникальность этого автобуса в том, что он может передвигаться по бездорожью. Все это создавали молодые специалисты нашего университета. Машина будет проходить испытания в дальнейшем и готовиться к серийному выпуску».

Кроме этого, Закиров добавил:

«Автобус нужен для перевозки людей в условиях Крайнего Севера при экстремально низких температурах, а также для перевозки оборудования. При аварийных ситуациях внутри автобуса возможно полное автономное жизнеобеспечение в течение суток, пока не придет помощь. Кроме того, арктический автобус способен держаться на воде в течение часа, пока проводится эвакуация людей».

Как утверждают разработчики, закупить арктические автобусы для школ за полярным кругом уже готовы в Министерстве просвещения РФ. Урал-427701-75 стал первой ласточкой семейства унифицированных вездеходов, в числе которых, помимо автобуса, предусмотрен грузовик с отдельным кузовом и автопоезд.

Автопоезд с активным полуприцепом

Появление на горизонте арктического автопоезда – это серьезная заявка на мировое лидерство в классе транспортов для условий Крайнего Севера. В первую очередь за счет активного полуприцепа, который впервые применяется в технике подобного класса.

Сама концепция полуприцепа, который помогает своему тягачу на бездорожье, не нова. В Советском Союзе можно найти массу подобных разработок, в том числе и серийные. Первые прототипы появились после войны по инициативе конструктора Бориса Михайловича Фиттермана. Помимо конструкций шасси и трансмиссий грузовиков, Борис Михайлович знаменит разработкой первого советского «Запорожца» ЗАЗ-965.

Активный автопоезд – это вынужденный конструкторский компромисс, вызванный нехваткой тяжелых грузовых автомобилей для нужд армии. Как только в серию пошли тяжеловозы Минского, Курганского и Брянского автомобильных заводов, потребность в активных автопоездах стала менее актуальной. И вот неожиданное возвращение в виде арктического «длинномера».

ГАЗ-63Д. Источник: kolesa.ru

ГАЗ-63Д с «активной пушкой». Источник: kolesa.ru

Почти серийный ЗИЛ-137 с активным полуприцепом. Источник: kolesa.ru

Эксперименты с активными полуприцепами начались в 50-х годах с седельного тягача ГАЗ-63Д. «Газон» снабдили коробкой отбора мощности, карданными передачами, редукторами и промежуточными опорами на полуприцепе.

В итоге получилась сложная, шумная и громоздкая система активного привода полуприцепа. Однако у механического привода были свои преимущества – относительно высокая надежность, высокий КПД, возможность унификации стандартных агрегатов и узлов, а также сравнительно простое обслуживание. Но совместить все это на шасси ГАЗ-63Д не удалось, и машина осталась в прототипах.

Позже к бортовому ГАЗ-63А пытались пристроить агрегат из «активной пушки» СД-44 с активным приводом от коробки отбора мощности тягача. До появления первых специализированных артиллерийских тягачей, например, ЗиЛ-131 и Урал-375, было еще несколько лет, поэтому приходилось выкручиваться такими экзотическими способами.

Оцените сложность механического привода активного полуприцепа. Взято из ВКР «Обоснование параметров автопоезда с активным приводом ходовых колес прицепа». Автор – М. В. Азев

В 1959 году построили ЗИЛ-157В с гидростатическим приводом колес активного полуприцепа. Формально схема очень простая – гидронасос на тягаче нагнетает масло по трубопроводу к гидродвигателю на полуприцепе. Среди преимуществ большая передаваемая мощность на единицу массы привода, относительная простота конструкции, простота управления и автоматизации, а также возможность бесступенчатого регулирования.

Хватало и минусов – зависимость характеристики привода от температуры (холодное масло неохотно передает крутящий момент), пожаро- и взрывоопасность (магистраль маслопровода вблизи выхлопной системы тягача), высокие требования к чистоте рабочего масла, низкий КПД (как у любой гидросистемы) и низкая надежность вследствие возможных утечек масла. С последним пороком близко познакомились водители ЗИЛ-137, первого советского тягача с активным полуприцепом. Позже к нему присоединились машины из Миасса, Брянска и Кременчуга. Не занимались активными прицепами, наверное, только в Набережных Челнах.

Схемы применяемых трансмиссий активных полуприцепов. Взято из ВКР «Обоснование параметров автопоезда с активным приводом ходовых колес прицепа». Автор – М. В. Азев

Существует и третья схема привода колес активного полуприцепа – электрическая. Генератор по силовым кабелям питает электромотор на ведущей оси. Такая электрическая трансмиссия отличается низким уровнем шума, а очень недешевая, пожароопасная и не подходит для холодного и влажного климата. В Советском Союзе экспериментировали с данной схемой на ЗИЛе, но со временем отказались.

Для арктического «Урала» разработчики создали свою схему привода, несколько отличную от вышеописанных.

В корме полуприцепа установили 100-киловаттный дизельный генератор – совершенно автономный от основного мотора автопоезда. Точных данных нет, но, вероятнее всего, привод четырех колес электрический. Дизель-генератор выполняет на машине сразу несколько функций – привод полуприцепа при необходимости, энергоснабжение большого жилого модуля, мощной электролебедки тягой до 8 тонн и массы внешних потребителей. Активный привод, по данным заводчан, снабжен электромотором мощностью 73 кВт. Вторая силовая установка заметно повышает ресурс основного мотора и надежность всей конструкции.

Арктический «Урал» с активным полуприцепом. Фото – LexKitaev

Модульная структура полуприцепа позволяет варьировать назначение автопоезда. Можно поставить вместо жилого модуля медицинский, учебный или даже малогабаритную столовую и завезти все это в самые глухие уголки Крайнего Севера. На некоторых направлениях арктический «Урал»» может заменить дорогостоящие в эксплуатации вертолеты. Запас хода 500 км это вполне позволяет.

Разумеется, машина адаптирована к работе при температурах до минус 50 градусов – все критические узлы обогреваются, а материалы выдерживают свойства на лютом морозе. Десять арочных колес автопоезда, которые не позволяют машине свободно перемещаться по дорогам общего пользования, могут быть демонтированы и заменены «дорожными» узкими шинами. Подобное решение встречается и на камазовской «Арктике».

В планах руководства УралАЗа запустить в серийное производство арктические автобус и полуприцеп уже в 2024 году. Насколько эта идея реализуема, покажет время, но пока серьезных препятствий для этого не видно.

Евгений Федоров