Полугусеничные лесовозные автомобили
Естественно-климатические условия нашей страны традиционно определяют высокую роль вездеходного транспорта как для нужд обороны, так и для народного хозяйства. В настоящий момент полугусеничные машины на агрегатах коммерческих автомобилей повсеместно вытеснены полно-приводными автомобилями или иными специальными транспортными средствами. Вместе с тем в первой половине XX века они были весьма распространены.
Помимо использования полугусеничных машин в военном деле и для целей экспедиций предпринимались и другие попытки их применения в народном хозяйстве, в частности для механизации лесоразработок.
В 20-е гг XX в. ручной труд всё активнее вытеснялся из лесной отрасли. Были разработаны и стали внедряться различные средства валки, обработки, транспортировки. Появились моторные пилы, как бензиновые, так и электрические. Для вывозки леса стал интенсивно внедрялся механический транспорт. Развивалось энергетическое хозяйство, например передвижные электростанции, работающие на местном топливе.
Уже в 1923 г. Московским лесным институтом проводились опыты по валке деревьев колёсным трактором с лебёдкой. К1926 г. в лесную промышленность стали поступать отечественные тяговые машины — трактора «Форд-зон-Путиловец», «Коммунар» (ставший одним из самых распространённых) и иные модели. Проводились и экспериментальные работы — в 1928 г. в районе станции Пчёвжа (недалеко от Ленинграда) на вывозке леса наряду с гусеничными тракторами были испытаны трактор «Фордзон» на колесном ходу с башмаками для повышения проходимости и «Фордзон» со шнекороторным движителем («на червячных барабанах»). Вместе с тем в ходе эксплуатации выяснилась малая пригодность существующих типов народно-хозяйственных тракторов и автомобилей для механизации лесной отрасли.
Так по некоторым оценкам в 1940 г в лесной отрасли использовались 2,6 тыс. тракторов, 5,9 тыс. автомобилей, 355 паровозов и мотовозов. Уровень механизации вывозки достигал 32,8%, трелёвка была механизирована на 5,6%, а валка и погрузка велись вручную. Объяснялось это тем, что все необходимые приспособления не могли быть размещены на тракторах существующих народнохозяйственных типов, и для них требовался специальный прицеп. Однако использование таких прицепов не всегда оказывалось целесообразным из-за комплексного (громоздкость, стоимость и др.) сочетания ряда факторов. Лесной отрасли требовалось специальное транспортное средство высокой проходимости с компоновочной схемой допускающей размещение на машине всех необходимых агрегатов, например автомобильной схемы.
Рассчитывать на использование начатых производством во второй половине 1930-х гг. выполненных поданной схеме артиллерийских тягачей, которых не хватало армии, а потому их заменяли сельхоз-трактора, не представлялось возможным. Существующие типы коммерческих автомобилей также недостаточно отвечали предъявляемым к ним требованиям, главным образом из-за низкой проходимости.
Поэтому коллективом Лесотехнической Академии в 1940 г. был обобщён и проанализирован опыт использования существующих типов автомобилей и иных транспортных средств по вывозке леса в различных лесопромышленных зонах СССР В1941 г коллектив кафедры тяговых машин при участии Н.П. Павловского начал работы по доработке автомобиля ЗИС-21 для использования его в лесной отрасли.
Были выработаны следующие основные пути совершенствования автомобиля.
- Применение регулятора для двигателя;
- Усиление систем охлаждения и зажигания;
- Усиление механизмов и изменение передаточных чисел силовой передачи;
- Усиление ходовой части машины и увеличение клиренса;
- Введение в силовую передачу демультипликатора.»
Фактически «усиление ходовой части и увеличение клиренса» реализовывалось разработкой полно-приводного или полугусеничного автомобиля, т.к. значительная по трудоёмкости доработка неполно-приводного коммерческого автомобиля не могла дать серьёзного результата. При имевшемся уровне развития отечественной промышленности рассчитывать на полно-приводные машины не представлялось возможным, т.к. их изготовление началось только в 1941 г. на заводе ЗИС. При этом было изготовлено всего 197 машин, которые даже в армии являлись редкостью или скорее раритетом, а все опытно-конструкторские работы по ним считались секретными, поэтому в открытой печати публиковались сведения лишь самого общего характера. Разумным казался выбор в пользу полугусеничной машины, но работы остались незавершёнными в связи с началом войны и последовавшим уходом из жизни их инициатора.
Лишь через несколько лет представилось возможным на основании изучения отечественного опыта, а также трофейных или полученных по ленд-лизу образцов, возобновление работ с привлечением как ведущих специалистов отрасли, так и молодых энтузиастов.
К этому времени уже был выработан (и до наших дней на протяжении вот уже нескольких десятков лет остающийся почти неизменным) и принят к производству тип отечественного трелёвочного трактора КТ-12. В его основу была положена схема трофейного немецкого тягача RSO (в советских документах «тягач Styer»), а при изготовлении прототипов использовались его узлы. Однако разработкой трелёвочных тракторов типаж техники для лесной отрасли не исчерпывался. Потому оставался простор и для использования автомобилей, т.к. ситуация с автотранспортом была аналогична довоенной. Серийные коммерческие автомобили могли применяться крайне ограниченно. Полно-приводные машины уже производились, но в основном поступали в военное ведомство. Естественной была попытка применить полугусеничный автомобиль.
В январе 1949 г коллективами лесотехнической академии им. С.М. Кирова и Гипролес-транса были начаты работы по созданию специального лесовозного полугусеничного автомобиля.
Общее руководство работами осуществлял С.Ф. Орлов. В разработке участвовали сотрудники ЛТА: А.М. Гольдберг; Ф.И. Шейнов, В.Б. Прохоров, П.Ф. Ларионов, и группа сотрудников Гипролестранса: Б.А. Ильин, Я.И. Чиков, Б.М. Щегловский, А.И. Пиир и др.
В основу создания автомобиля были положены следующие требования:
- Автомобиль предназначается для вывозки леса в основном по неустроенным дорогам, поэтому он должен обладать высокой проходимостью. Значение этого требования представляется весьма важным, если учесть, что трудовые затраты на строительство дорог и подъездных транспортных путей часто достигают 1000 человеко-дней на километр.
- По сравнению с существующими серийными грузоподъёмность специального автомобиля должна быть увеличена, а износоустойчивость и сроки службы механизмов и деталей соответствовать условиям работы на неустроенных дорогах с повышенной грузоподъёмностью.
- Автомобиль предназначается для хлыстовой вывозки леса, причём вывозка может производиться не только с верхних складов, но и с лесосеки без трелёвки, а также без вывозки сортиментов.
- Автомобиль оборудуется лебёдкой для само-погрузки и саморазгрузки хлыстов, а для погрузки сортиментов, в дополнение к лебёдке, он ещё должен иметь стрелу.
- Автомобиль. Помимо вывозки леса, без каких-либо изменений, или с навесными орудиями, может быть использован: на корчёвке и вывозке пней, в лесном и сельском хозяйстве, на строительстве дорог, на погрузочно-разгрузочных работах, для перевозок грузов при бездорожью, заносах и для специальных перевозок.
- Автомобиль запроектирован и выполнен с ходовой частью полугусеничного типа на принципе использования серийных машин - автомобиля ЗИС-5, ЗИС-21 и трактора КТ-12. Переоборудование автомобилей ЗИС-5, ЗИС-21 и ЗИС-150 должно производиться не только в заводских условиях, но и силами ЦРМ и РММ, при небольших трудовых затратах».
Конструктивное исполнение специального лесовозного автомобиля, создававшегося на базе шасси автомобиля ЗИС, характеризовалось следующими проектными данными:
- Специальный гусеничный ход с использованием деталей трактора КГ-12 установлен вместо ведущих колёс и смонтирован на дополнительной раме, связанной с лонжеронами рамы автомобиля ЗИС-21.
- В силовую передачу дополнительно введен демультипликатор ЗИС-6.
- Реверсивная коробка отбора мощности для привода лебёдки закреплена к коробке передач вместо компрессора. Привод лебёдки осуществляется карданным валом.
- Лебёдка с тяговым усилием на тросе до 5000 кг предназначена для трелёвки хлыстов на расстояние до 50 м, погрузки хлыстов на полуприцеп и машину, погрузки полуприцепа на машину при холостом пробеге, вытягивания машины с грузом на труднопроходимых участках пути.
- На дополнительной раме смонтирован поворотный коник и приспособление для погрузки колёсного прицепа при холостом пробеге.
- На кожухе заднего моста выполнен специальный горный упор, необходимый при продольной погрузке хлыстов на коник автомобиля, через полуприцеп.
- Дополнительный центральный тормоз установлен на вал демультипликатора.
- Над двигателем устанавливается специальная кабина по типу КТ-12 .
- Газогенераторная установка дополнена приспособлениями для газификации сырого топлива».
Краткая характеристика четырёх образцов полугусеничного автомобиля по проекту
При изготовлении первого опытного автомобиля были допущены отступления от первоначального проекта.
В конструкции автомобиля использовались узлы прототипа трелёвочного трактора, которые, в свою очередь, были позаимствованы у немецкого тягача. Вместо предполагавшегося проектом газогенераторного двигателя ЗИС-21 был установлен бензиновый мотор ЗИС-5. Для опытного образца это было непринципиально, т.к. вместо дополнительных агрегатов газогенераторной установки могла быть установлена габаритная или массовая имитация, например металлические чушки. Технология обслуживания газогенератора принципиально не должна была отличаться от таковой на хорошо известных эксплуатантам автомобилях.
Были спроектированы и изготовлены также три полуприцепа для вывозки леса: два на пневматиках и один на грузо-лентах. Прицепы предназначались для осевой погрузки хлыстов. Автомобиль мог работать также и со стандартными прицепами, рассчитанными на боковую погрузку лебёдками, кранами и т.д.
К1 мая 1949 г. первый опытный образец автомобиля был изготовлен, прошёл предварительные испытания и демонстрировался на Всесоюзном Совещании работников лесной промышленности в Москве. В период июль-август 1949 г. проводились лабораторные испытания автомобиля в ЛТА им. С.М. Кирова, а в период август—сентябрь производственные испытания автомобиля со стандартным прицепом проводились в Лисинском опытном лесхозе ЛТА им. С.М. Кирова. Общая продолжительность испытаний составила 520 часов. Зимние испытания автомобиля со специальным прицепом были организованы в течение декабря 1949 г. — февраля 1950 г. В мае—июне 1950 г. автомобиль проходил летние испытания.
В ходе испытаний были получены следующие данные:
Радиусы поворота (по наружной колее):
Без прицепа — 9м С прицепом — 9,5 м
С хлыстами при расстоянии между кониками 7 м —10 м С хлыстами при расстоянии между кониками 15 м —17 м
На погрузку хлыстов уходило 10—16 минут Расчётная комплексная производительность труда на одного рабочего по четырём фазам (трелёвка, погрузка, вывозка, разгрузка) при возке на расстояние 10 км составляла: трелёвка КТ-12, погрузка автокраном, вывозка ЗИС-21, разгрузка вручную — 4,8 м3 в смену; трелёвка КТ-12, само-погрузка, вывозка и саморазгрузка опытным автомобилем ЛТА — 6,3 м3 в смену.
Результаты испытаний были отмечены как положительные, и был поставлен вопрос об изготовлении опытной партии. На практике это было реализовано постройкой нескольких машин имеющих индивидуальные отличия. Краткая характеристика всех четырёх автомобилей представлена в таблице.
Параллельно с испытаниями первого опытного образца, во втором полугодии 1949 г Минлесбумпромом Эстонской CCR при содействии и по чертежам ЛТА им. С.М. Кирова и Гипролестранса был изготовлен второй экземпляр полугусеничного автомобиля, направленный для эксплуатации в Тартамусский ЛПХ.
Дальнейшие работы по исследованию и совершенствованию автомобиля велись коллективом ЛТА им. С.М. Кирова без участия Гипро-лестранса.
К маю 1950 г. В ЛТА был изготовлен третий экземпляр автомобиля, в течение 1950 г. он проходил испытания с различными навесными орудиями для корчёвки леса.
К январю 1951 г. в лаборатории ЛТА им. С.М. Кирова заканчивается изготовление четвёртого экземпляра автомобиля. Он предназначался для организованных ЦНИИМЭ производственных испытаний автомобилей в Ковровском ЛПХ треста Владимерлес. Перед отправкой автомобиля на испытания в Ковровский ЛПХ в Лисинском лесхозе ЛТА в феврале 1951 г. были организованы контрольные испытания для обкатки автомобиля и проверки работоспособности его узлов.
Все четыре автомобиля находились в ограниченной эксплуатации в лесхозах страны, но от массового производства отказались, поскольку опыт выявил общие для всех полугусеничных машин недостатки и сомнительную целесообразность продолжения работ по совершенствованию конструкции, т.к. существующие узлы (как агрегаты шасси, так и силовые установки) серийных автомобилей не могут работать в условиях повышенных нагрузок свойственных для применения на тяжёлом бездорожье. Необходимость доработок в соответствии с изложенными Павловским принципами фактически требует проведения очень большого числа мероприятий, что делает саму разработку полугусеничного автомобиля экономически нецелесообразной в условиях конкуренции с полно-приводными автомобилями.
К 1950-м гг полно-приводные автомобили перестали быть прерогативой военных и стали поступать в народное хозяйство, в т.ч. в лесную отрасль, успешно заменяя трактора или коммерческие автомобили там, где их применение нецелесообразно. Поэтому работы по полугусеничным машинам для лесной отрасли были прекращены.