MVTU im. Bauman schiet te hulp
In een van de vorige delen van de cyclus over de ontwikkeling en ontwikkeling van machines van de ZIL-135-familie, was er sprake van een amfibie met de index "B", die het hoofd van de SKB "ZIL" Vitaly Grachev aan het bouwen was voor raketmannen. Het was op basis van deze machine dat de Zilovites samen met de wetenschappers en ingenieurs van de M. V. Bauman in de vroege jaren 60 probeerden ze een amfibie te bouwen met een plastic monocoque lichaam. Zelfs nu is het maken van zoiets als dit een niet-triviale taak, en 60 jaar geleden was het revolutionair. En natuurlijk geheim. Er is geen informatie over het werk aan de plastic monocoque carrosserie van de 135e serie, zelfs niet in het bekende boek "Overcoming off-road. Ontwikkelingen van SKB ZIL". Alleen de vermelding van het frame ZIL-135B gebouwd op 5 juli 1962 met een carrosserie van glasvezel. Volgens de auteurs van het boek werd op 24 juli van hetzelfde jaar een vierwielige amfibie getest op een reservoir in Bronnitsy. Tegelijkertijd werd in 1965 in het gespecialiseerde en geheime (voor die tijd) tijdschrift "Bulletin of Armored Equipment" een artikel gepubliceerd door ingenieurs V. S. Tsybin en A. G. Kuznetsov, gewijd aan een amfibie met een plastic monocoque lichaam. Nogmaals, een monocoque body, dat wil zeggen zonder frame. Vervolgens wordt professor Tsybin een van de grondleggers van het binnenlandse systeem voor het ontwerpen en maken van elementen van wielvoertuigen uit composietpolymeermaterialen. Het werk vond plaats op de afdeling SM-10 "Wheeled Vehicles", die sinds 1953 werd geleid door de beroemde auto-ingenieur, hoofdontwerper van de Gorky Automobile Plant Andrei Aleksandrovich Lipgart.
De keuze voor een volledig kunststof carrosserie voor de ZIL-135B is gemaakt vanwege het grote gewicht van de originele stalen auto. Zoals u weet, kon het vierwielige voertuig met de "Luna" -raket niet normaal zwemmen en ging tijdens de tests een keer bijna naar de bodem. Daarom probeerde Vitaly Grachev niet alleen de amfibie te omhullen met plastic panelen, maar ook om het metaal in de structuur volledig te vervangen door lichtgewicht materiaal. Bij ZIL wisten ze niet hoe ze dit moesten doen, daarom wendden ze zich voor hulp tot de Moskouse Hogere Technische School. Bauman.
Een van de voordelen van de volledig kunststof carrosserie was de vermindering van het gewicht van de auto: het materiaal met hoge sterkte-eigenschappen had een laag soortelijk gewicht. Daarnaast is er de mogelijkheid om monolithische (naadloze) carrosseriestructuren van elke complexiteit en configuratie te vervaardigen met minimale kosten voor gereedschap en apparatuur. Traditioneel dun plaatstaal stond een eenvoudige en goedkope fabricage van gestroomlijnde behuizingen niet toe. Kunststoftechnologie verhoogde de corrosieweerstand van de constructie, verlaagde de bedrijfs- en onderhoudskosten en maakte reparaties eenvoudiger. Onderzoekers van MVTU merkten als pluspunten de bijna volledige afwezigheid van lekken op met een kogellumbago in de romp en de mogelijkheid om het materiaal in bulk te bevlekken. Een van de voor de hand liggende nadelen zijn hoge kruip onder langdurige spanning, relatief hoge kosten, lage stijfheid en lage langdurige hittebestendigheid.
[centrum]
De basis ZIL-135B was een framemachine zonder ophanging, die de belasting op de bewegende romp aanzienlijk verhoogde. Tegelijkertijd konden de ingenieurs niets aan de lay-out veranderen, anders zou dit leiden tot een volledige herindeling van het ontwerp van de toekomstige raketdrager. De praktijk van het kopiëren van de afmetingen en vormen van metalen onderdelen maakte het niet mogelijk om aggregaten met vergelijkbare eigenschappen te maken: plastic had niet de vereiste stijfheid. Als basismateriaal werd bij MSTU gekozen voor drielaagse elementen van glasvezel, schuim en lijm. Het metaal werd niet helemaal verlaten. Staal waren kielson (langskrachtelement van de romp-boot), beugels van het sleepapparaat, randen van de romp en zijkanten, instrumentenpaneel, montagebeugels voor power units, stopcontacten voor aftappluggen en inzetstukken voor wielkasten.
Het belangrijkste dragende systeem is een extern monolithisch paneel, waarin een intern paneel met versterkingen en dwarsbalken tussen de wielkasten wordt gestoken. De ruimte tussen de panelen is gevuld met schuim met een soortelijk gewicht van 0,1-0,15 g/cm3… Over de dragende elementen van het dragende lichaam verder in de tekst van het artikel:
“Er zijn ook dragende elementen tussen de wielkasten in de lengterichting: tussen de 1e en 2e as - kokervormige bogen onder de panelen van de motorcompartimenten, rustend op de nissen, het achterste cabinepaneel en de 2e dwarsbalk; tussen de 2e en 3e, 3e en 4e, 4e en achterste dwarsbalken - panelen van horizontale en verticale versterkingen, die kokerprofielen vormen en rusten op de zijdwarsbalken, en basisverstevigingen”.
De carrosserie is opgebouwd uit panelen met een dikte van 2 tot 8 mm, aan elkaar verbonden met epoxylijm, evenals bouten, klinknagels en zelftappende schroeven. Het belangrijkste lichaamsmateriaal was glasvezel, bestaande uit polyesterhars PN-1 en touwvezelglas TZHS-0, 8. Het grootste paneel, met een gewicht van 900 kilogram en een dikte van 8 mm, werd gevormd door de contactmethode op een houten mal. Hieraan zijn ongeveer 280 manuren besteed.
Toen de plastic ZIL-135B, geassembleerd met behulp van de nieuwe technologie, op de weegschaal werd gezet, bleek dat de ontwerpers een hele ton van het gewicht van de amfibie wonnen. Dit is ongeveer 10% van het gewicht van het staal ZIL. Verder onderging het prototype dynamische tests op de snelweg, op ruw terrein, op een landweg met een lege carrosserie, met volle en halve belading. Het ontbreken van een ophanging speelde hier een wrede grap - het sneed het materiaal onder de wielbeugels af. De hoge thermische belasting van het motorcompartiment leidde tot de vernietiging van de versterkers bij de motor. Ook werden er tests uitgevoerd op de stand om de statische vervorming van de behuizing onder belasting te achterhalen. Het bleek dat de carrosserie buigt, maar in vergelijking met het staal slechts licht. Toen een ervaren amfibisch terreinvoertuig 10 duizend kilometer aflegde, werd het gedemonteerd. De aandrijfelementen tussen de 1e en 2e as waren vernietigd door het thermische effect van de motor, maar al het andere was in uitstekende staat, met uitzondering van een afname van de treksterkte van de carrosserieelementen tijdens statisch buigen met 43% in één keer. Maar hier werd de schuld gelegd bij de slechte kwaliteit van PN-1-hars. Ondanks het feit dat ingenieurs de resultaten van experimenteel werk nogal positief beoordelen, is de plastic ZIL nooit in productie gegaan. Zoals ging niet in op een brede serie en andere plastic voertuigen. Experimenteel werk bij MSTU is een voorbeeld gebleven van Russische technische creativiteit. Maar experimenten met drijvende apparatuur bij SKB "ZIL" eindigden daar niet.
"Dolfijn" die snel zwom
In de vroege jaren 60, bijna gelijktijdig met het onderwerp ZIL-135B, bracht het Karbyshev Central Research Institute SKB ZIL in verwarring met een opdracht voor de ontwikkeling van een zelfrijdend ponton. Het moest worden gebruikt om drijvende overtochten te begeleiden. Ook hier deden de Zilovieten het niet zonder hulp van buitenaf: doctor in de technische wetenschappen, kolonel-ingenieur Yuri Nikolajevitsj Glazunov hielp met de vorm van de romp en de waterschroef. Trouwens, Dr. Glazunov was de maker van het pontonpark en hij kwam op het idee van een drijvende ZIL. Volgens het idee zou het dek van de verrijdbare boot onderdeel worden van de bestrating voor het vervoerde materieel. Tegelijkertijd werd op het dek een schuifplatform gemonteerd voor het vervoer van voertuigen met een gewicht tot 40 ton. Het resultaat was een zelfrijdende veerboot, in staat om zelf apparatuur te vervoeren, aan te meren in beweegbare bruggen en ook als sleepboot te werken. In het stadium van schetsen was de auto zeer ongebruikelijk: op het water bewoog de wielboot achtersteven naar voren, hier bevond zich het stuurhuis. Het algemene beheer van de ontwikkeling onder de code "Shuttle" werd geleid door SKB-ingenieur Yu. I. Sobolev. Toen alles klaar was voor de productie van amfibieën, koos de belangrijkste klant voor een vergelijkbare machine die in Bryansk werd ontwikkeld. Het is goed dat de beslissing vóór de bouw van de auto is genomen, anders was het niet mogelijk geweest om hem snel opnieuw te gebruiken. Dit wil niet zeggen dat de amfibie uit Bryansk beter was: de ontwikkelaars ondersteunden hun model eenvoudig met de mogelijkheid van productie. Bij ZIL weigerde regisseur Borodin categorisch om een militair model in productie te nemen. Dit speelde een grote rol bij de keuze van de militaire afdeling. Maar Grachev wanhoopte niet, noemde de auto "Dolphin", hertekende de lay-out en bouwde begin 1965 één exemplaar.
De Dolphin, gemaakt als onderdeel van het ZIL-135P-project, verscheen in de herfst van 1965 op zee in de regio Baltiysk als een transportvoertuig voor mariniers. De 13, 8 meter lange vierassige reus werd ook getest in de Noordelijke IJszee als een herlaadvoertuig - een aansteker. De carrosserie van de auto was een dragende kunststof (rekening houdend met de ontwikkelingen op de ZIL-135B), en het totale gewicht was ongeveer 20 ton. Een belangrijk voordeel van het kiezen van glasvezel was weerstand tegen kogel- en granaatscherven "wonden" - water door dergelijke gaten gutste niet met een stroom, maar sijpelde alleen door de "doorweekte" glasvezel. Dit wil niet zeggen dat de plastic behuizing kwetsbaar was. Op een van de tests brak de Dolphin gemakkelijk een berk met een diameter van 400 mm met zijn neus.
De amfibische aggregaatbasis was volledig geleend van de originele ZIL-135, maar werd aangevuld met een systeem om lucht onder druk te zetten in de onderwatereenheden. Beweging op het water werd verzorgd door twee propellers met een diameter van 700 mm, geplaatst in speciale ringvormige geprofileerde sproeiers. ZIL-135P draaide niet met behulp van waterroeren, maar door de speakers met schroeven te draaien. In veel opzichten was dit een analoog van moderne scheepsazipoden. De propellerbladen kunnen worden gemaakt van messing of glasvezel. Op het land werd het besturingssysteem in speciale nissen tegen de romp gedrukt. De auto werd een record voor zijn dynamiek op het water: sinds 1965 heeft geen van de amfibieën zijn maximale snelheid van 16,4 km / u kunnen verslaan. Tegelijkertijd konden 22 parachutisten of 5 ton vracht in het ruim van de amfibie passen.
Volgens de resultaten van de tests waren de militaire zeilers dol op de auto en, rekening houdend met de aanpassingen, waren ze klaar om deze in de ZIL-135TA-modificatie over te nemen. Een locatie voor massaproductie werd echter nooit gevonden: de ZIL-directie was niet bereid om ook maar één meter oppervlakte te voorzien. Zelfs petities aan het kabinet van ministers hielpen niet. De unieke auto werd uiteindelijk in de steek gelaten en liet hem niet na aan zijn nakomelingen, zelfs niet als museumexpositie.
