Ausgehend von Projekten für vielversprechende High- und Ultra-High-Cross-Country-Fahrzeuge schuf SKB ZIL Mitte der sechziger Jahre eine große Anzahl von Geländefahrzeugen unterschiedlicher Art und mit unterschiedlichen Eigenschaften. Erfahrene und serienmäßige Radfahrzeuge zeigten Höchstleistungen und erledigten erfolgreich die gestellten Aufgaben. Diese Erfolge stoppten jedoch nicht die Entwicklung einer vielversprechenden Richtung und das weitere Wachstum der Cross-Country-Eigenschaften. Schon bald die ersten Entwicklungen im Bereich der sog. Schnecke-Rotor-Schnee- und Sumpffahrzeuge. Die erste Maschine dieser Art unter dem Markennamen "ZIL" war das Versuchsmodell ShN-67.
Bis 1966 wurden Spezialisten des ZIL Special Design Bureau unter der Leitung von V. A. Grachev hat alle wichtigen Möglichkeiten gefunden, um die maximal möglichen Eigenschaften eines Geländefahrzeugs mit Rädern zu erreichen. Die Weiterentwicklung einer solchen Technik war mit der Erneuerung bestimmter Einheiten, der Anwendung neuer Ansätze usw. verbunden. Parallel dazu konnten ganz neue originelle Ideen, die die Architektur des Chassis beeinflussten, getestet werden. Nachdem eine solche Gelegenheit erhalten wurde, benannte die Pflanze nach. Lichatschow nutzte das aus.
Geländewagen ShN-67 auf dem Schnee
Im Jahr 1966 konnten die Designer von SKB ZIL einen Werbefilm kennenlernen, der einem neuen experimentellen Geländewagen nach amerikanischem Design gewidmet war. Ein ungewöhnliches Auto von Chrysler war mit einem Chassis in Form eines Paars von Drehschraubeneinheiten ausgestattet, die als Antriebsvorrichtung dienten. Aufgrund eines Films wurde beschlossen, ein eigenes Forschungsprogramm für ein bestimmtes Chassis zu starten. Erste Ergebnisse im Rahmen von Forschungsarbeiten sollten noch in diesem Jahr vorliegen.
In den nächsten Monaten tauschte SKB ZIL Erfahrungen mit anderen Automobilorganisationen aus, die bereits ihre Projekte von Drehschraubenpropellern gestartet hatten. Bis Anfang 1967 war eine gewisse Erfahrung angesammelt, die es ermöglichte, mit der Entwicklung eines eigenen Prototyps zu beginnen.
In den Unterlagen der SKB wurde der Drehschraubenpropeller aus mehreren Gründen unter der Bezeichnung Schraube bzw. Schraubenrotor geführt. Dieses Namensmerkmal spiegelte sich im Arbeitstitel des Pilotprojekts wider. Das Geländefahrzeug wurde als SHN-67 bezeichnet. Die Zahlen geben das Entstehungsjahr an. Die Designer und Tester gaben dem Projekt auch einen Spitznamen - "Auger". Es sei darauf hingewiesen, dass das ShN-67-Projekt in Zukunft abgeschlossen wurde, wonach es in ShN-68 umbenannt wurde, wiederum nach dem Jahr der Arbeit.
Die Versuchsmaschine SHN-67 wurde als Technologiedemonstrator erstellt, und daher wurden keine besonderen Anforderungen an sie gestellt. Es sollte ein einfaches Design haben, um die wichtigsten kühnen Ideen zu testen. Um die Konstruktion zu beschleunigen, wurde vorgeschlagen, eine möglichst große Anzahl vorgefertigter Komponenten und Baugruppen zu verwenden. Gleichzeitig mussten bestimmte Produkte von Grund auf neu entwickelt und montiert werden.
Maschinendiagramm
Speziell für das neue Projekt war es notwendig, ein Gehäuse in nicht standardisierter Ausführung zu entwickeln. Es basierte auf einem Rahmen aus Metallprofilen, auf dem Blechummantelungen angebracht wurden. Der Körper wurde von mehreren Grundgeräten gebildet. Sein unterer Teil war also eine Art Boot mit trapezförmigem Querschnitt. Der Bug des Rumpfes wurde erweitert, wonach sich der Querschnitt der Einheiten bis zum Heck nicht änderte. Über den geneigten Seiten des "Bootes" wurden zwei ausgebaute Regale platziert, deren oberer Teil mit dem Dach des Rumpfes verbunden war. Im vorderen Teil des Rumpfes sollte die Mannschaftskabine platziert werden, hinter der sich ein kastenförmiges Motorgehäuse befand.
Im mittleren Teil des Rahmens, im Inneren des "Bootes", wurde ein ZIL-375Ya-Benzinmotor mit einer Leistung von 180 PS platziert. Der Motor war mit dem sogenannten verbunden. Hauptgetriebe und Schwenkmechanismus, geliehen vom Kettenfahrzeug M-2 von OKB MMZ. Die Drehmomentübertragung auf den Propeller erfolgte über ein Paar geneigter Wellen, die sich im hinteren Teil des Rumpfes befanden. Sie durchquerten die Propellerbeine und übertrugen mit Hilfe von Rückwärtsgängen, die auf den Zahnrädern der Achsantriebe des Geländewagens ZIL-135L aufbauen, die Kraft auf die Schnecken.
Das Kraftstoffsystem des Geländewagens basierte auf den Serieneinheiten des Fahrzeugs ZIL-157. Die elektrische Ausrüstung wurde fast unverändert vom ZIL-130-Lkw übernommen.
Im vorderen Teil des Rumpfes, unter den Seitenregalen, befanden sich vertikale Stützen mit einer beweglichen Halterung für die Vorderachsen des Schneckenpropellers. Im Heck des Rumpfes wurden an seinen geneigten Seiten ein Paar größerer und voluminöserer Gestelle platziert, in denen die Übertragungsvorrichtungen untergebracht waren.
Körperlayout. Links - Vorderansicht, rechts - Rückansicht
Aus offensichtlichen Gründen wurde der Rotorpropeller für das experimentelle Geländefahrzeug SHN-67 von Grund auf neu entwickelt. Die Schnecke war ein ziemlich komplexes Gerät von 4, 2 m Länge und 1 m Durchmesser (Stollen) Der Schneckenkörper bestand aus 2 mm Stahl und war zusammenklappbar. Es war ein langer Zylinder mit einem Durchmesser von 800 mm, ergänzt durch ein Paar sich verjüngender Verkleidungen. Um die Steifigkeit der Struktur zu erhöhen, wurde auf der Innenseite der Karosserie eine 100 mm starke Schicht Polyurethanschaum aufgebracht. Draußen an der Schnecke befand sich eine spiralförmige Nase. An der Karosserie war ein Metallstreifen mit trapezförmigem Querschnitt fest angebracht. Der Winkel der Helix beträgt 17 ° 40 '.
Zwei solcher Geräte wurden an Seitenträgern montiert und befanden sich entlang der Karosserie des Fahrzeugs. Die Schnecken wurden von Getriebeeinheiten angetrieben, die sich in den hinteren Säulen befanden. Durch die Steuerung der Schnecke konnte der Fahrer die Drehzahl der Rotorpropeller ändern oder deren Drehrichtung ändern. All dies sorgte laut Berechnungen für ausreichende Mobilität und Manövrierfähigkeit.
Vor dem Rumpf der experimentellen SHN-67 befand sich ein geschlossenes dreisitziges Cockpit. Die Cockpitkappe aus Fiberglas mit fortschrittlicher Verglasung wurde dem Such- und Evakuierungs-Geländefahrzeug PES-1 entlehnt. In der Mitte des Führerhauses befand sich der Fahrersitz eines GAZ-69-Wagens. An den Seiten waren ein paar Plätze für andere Tester vorgesehen. Der Zugang zum Cockpit war nur über eine Dachluke möglich. Die geringe Höhe des Geländewagens störte jedoch nicht bei der Landung.
Das fertige Schnecke-Rotor-Schnee- und Sumpffahrzeug sollte mittelgroß sein. Die Länge des Fahrzeugs überschritt etwas mehr als 5,5 m, die Breite betrug 3,1 m und die Höhe betrug nur 2 m Auf festem Untergrund hatte der ShN-67 eine Bodenfreiheit von 500 mm. Das Leergewicht wurde auf 3750 kg bei einer Tragfähigkeit von 1250 kg festgelegt. Die Gesamtmasse musste daher 5 Tonnen erreichen.
Fahren auf verschneitem Gelände
Bereits im Dezember 1966 begann SKB ZIL mit der Montage des Rahmens des zukünftigen Technologiedemonstrators. Etwa einen Monat später begann die Montage der Einheiten am Rahmen. Aus einer Reihe von technischen Gründen wurde beschlossen, einige Einheiten des verwendeten ZIL-375Ya-Motors zu entfernen, was jedoch seine Leistung in keiner Weise beeinträchtigte. Bis Anfang März war der Geländewagen fertig, und bald war geplant, ihn auf realen Strecken zu testen, auf denen bereits andere Geräte getestet wurden.
Am 4. März 1967 wurde ein erfahrener ShN-67 an die ZIL-Testbasis im Dorf Chulkovo bei Moskau geliefert. Das Geländewagen wurde unter einfachen Bedingungen eingefahren, wonach die Tests begannen, die maximalen Eigenschaften zu bestimmen. Die Kontrollen in unwegsamem Gelände, Sumpf und Schnee dauerten bis Ende März und sammelten alle notwendigen Daten.
Im Gelände, auch im weichen Schlamm, hielt sich der "Auger" selbstbewusst und bewegte oder manövrierte, indem er die Propellerrotoren drehte. Je nach Drehrichtung der beiden Schnecken kann sich die Maschine vorwärts, rückwärts oder seitwärts bewegen. Für die translatorische Bewegung mussten sich beide Schrauben in unterschiedliche Richtungen drehen, für die seitliche Bewegung - in eine Richtung.
Die Offroad-Leistung war ausreichend, aber auf befestigten Straßen konnte die Maschine nicht gut fahren. Unter solchen Bedingungen nutzten sich die Stollen des ungewöhnlichen Propellers durch Reibung an der Oberfläche viel schneller ab als am Boden. Der Geländewagen konnte schweben, und ein Paar rotierender Rotoren erzeugte einen Schub von bis zu 600 kg.
Schnecke auf dem Wasser
Basierend auf den Testergebnissen des Geländewagens ShN-67 wurde entschieden, Getriebe und Fahrwerk neu zu konzipieren. Im aktualisierten Projekt musste daher auf die Rückwärtsgetriebe zugunsten von Achsantrieben mit einem zweistufigen Kegel-Zylinder-Paar aus dem ZIL-130 verzichtet werden. Diese Verfeinerung steigerte die Effizienz des Antriebsstrangs und ermöglichte das Erreichen der gewünschten Leistung, führte aber gleichzeitig zum Verlust der Drehbarkeit.
Auch neue Schraubenrotoren wurden entwickelt. Nun wurde vorgeschlagen, sie aus einer AMG-61-Aluminiumlegierung unter Beibehaltung der bestehenden Struktur herzustellen. Statt einer spiralförmigen Öse war nun geplant, die sog. Zweiwege. Das Profil dieses Teils änderte sich in ein dreieckiges und die Steigung wurde auf 1,6 m reduziert, der Winkel der Helix wurde auf 32 ° 40’ gebracht. Berechnungen zufolge ermöglichte diese Konstruktion der Schnecke eine Erhöhung der maximalen Translationsgeschwindigkeit.
Die aktualisierte Version des Geländewagens wurde als SHN-68 bezeichnet. Das neue Projekt behielt die maximale Kontinuität zum bestehenden Projekt bei, sodass auf den Bau eines neuen Prototyps verzichtet werden konnte. Die vorhandene Schnecke vom Typ SHN-67 erhielt neue Getriebe und Fahrwerksvorrichtungen, wonach sie einfach umbenannt wurde. Die Umstrukturierung der ShN-67 nach dem ShN-68-Projekt wurde Ende April 1968 abgeschlossen.
Am 6. Mai fanden die ersten Tests der aktualisierten Maschine auf einem Stausee in der Gegend von Lytkarino statt. Durch die neuen Schnecken konnte der Geländewagen auf 12 km/h beschleunigen. Es war jedoch nicht ohne Probleme. Beim Verlassen des Wassers ruhte der Geländewagen mit der Nase an einer eher steilen Küste. Der Testfahrer versuchte, für einen erneuten Hebeversuch rückwärts zu fahren, aber die ursprüngliche Antriebsvorrichtung begann das Auto buchstäblich unter Wasser zu ziehen. Glücklicherweise bemerkte der Fahrer dies rechtzeitig und ergriff Maßnahmen, um eine Überflutung des Geländewagens zu verhindern.
Gemeinsame Tests von ShN-67 zusammen mit anderen Geräten. Im Hintergrund – der Geländewagen ZIL-E167
Wintertests von SHN-68 auf Schnee wurden erst im Frühjahr des folgenden Jahres 1969 durchgeführt. Als Testfeld dienten die Felder der Region Perm, wo dann lockerer Schnee mit einer Tiefe von ca. 1 m lag und unabhängig von der Tageszeit die durchschnittliche Lufttemperatur bis zum Ende der Tests negativ blieb.
Mehrere Geländefahrzeuge wurden unter den gleichen Bedingungen getestet. Zusammen mit SHN-68 untersuchten sie mehrere andere Maschinen, darunter die Entwicklung von SKB ZIL. Die meisten dieser Proben hatten ein nicht standardmäßiges Chassis.
Vergleiche haben gezeigt, dass der "Shnek" im Gegensatz zu einer Reihe anderer Muster in der Lage ist, sich durch Schnee mit einer Tiefe von mehr als 900 m zu bewegen. Die Höchstgeschwindigkeit erreichte in diesem Fall 18 km / h. Je nach Gewicht der Ladung auf dem Gelände des Geländewagens wurde die Geschwindigkeit leicht reduziert. Mit einer Masse von 5 Tonnen beschleunigte er nur auf 17,4 km/h.
SHN-68 wurde unter anderem als Traktor studiert. Es wurde festgestellt, dass der Schub des Autos direkt von seiner Masse abhängt. So entsteht bei einem Gesamtgewicht von 5 Tonnen eine Schubkraft von bis zu 1200 kg am Heckhaken. Bei einem Maschinengewicht von 3750 kg wurde dieser Parameter auf 970 kg reduziert. Durch das Abschleppen der angegebenen Ladung konnte sich der Geländewagen weiter bewegen. Ein Überschreiten der eingestellten Belastungswerte führte zum Abrutschen. Die Schnecken begannen sich frei zu drehen, schaufelten Erde oder Schnee hoch und konnten das Auto nicht mehr bewegen.
Geländewagen in aktualisierter Konfiguration. Jetzt hieß es SHN-68
Bei einer ausreichend hohen Mobilität auf dem Schnee hatte der Geländewagen nur eingeschränkte Fähigkeiten beim Erklimmen der Pisten. Beim Vorwärtsfahren warfen die Schnecken Schnee unter den Boden des Rumpfes, wodurch sich darunter ein Sediment bildete, das die Bewegung verlangsamte. Solche Merkmale der Maschine begrenzten die Steilheit des überwundenen Hangs auf 12 Grad. Beim Zurückfahren streute die Schnecke Schnee zu den Seiten und riskierte daher keine Landung. Aufgrund der Ergebnisse dieser Kontrollen wurde beschlossen, die Schnecken auszutauschen. Beim Vorwärtsfahren musste der Schnee nun seitlich verstreut und nicht unter dem Boden geharkt werden.
Ende Januar 1970 fanden auf dem Testgelände der Region Moskau neue Tests statt, bei denen unter anderem die maximalen Laufeigenschaften ermittelt wurden. Auf verdichtetem Schnee konnte SHN-68 eine Geschwindigkeit von mehr als 30 km / h erreichen. Der Kraftstoffverbrauch auf Neuschnee erreichte 86 l / h. Unter anderen Bedingungen verbrauchte der Motor deutlich weniger Kraftstoff.
Die sommerliche Testphase, in der der Geländewagen auf Wasser und sumpfigem Gelände arbeitete, zeigte Verbesserungsbedarf. Es stellte sich also heraus, dass unter solchen Bedingungen eine optimale Beschleunigung erzielt wird, wenn Wasser und Schlamm unter den Rumpfboden ausgestoßen werden. Zudem haben Inspektionen ergeben, dass der Geländewagen zusätzliche Skier benötigt, um sich durch den Sumpf zu bewegen. Vor den vorderen Stützen der Schnecken erschienen zwei geneigte Platten, die die Vegetation unter den Schnecken entfernten und auch den Aufstieg zum Ufer oder zu schwimmenden Bereichen der Vegetationsdecke erleichterten.
Tests des Prototyps ShN-68 wurden in den ersten Monaten des Jahres 1970 abgeschlossen. Als Technologiedemonstrator hat diese Maschine ihre Aufgabe perfekt gemeistert und alle ihre Eigenschaften anschaulich demonstriert. In der Praxis hat sich gezeigt, dass der Schneckenrotor im Rahmen der Entwicklung der Ultra-High-Passability-Technologie durchaus von Interesse ist. Dieses Fahrwerk bot einige Vorteile gegenüber anderen Systemen, war jedoch nicht frei von Nachteilen. Dies äußerte sich zunächst darin, dass sich die Schnecken im Gelände gut zeigten, auf hartem Untergrund jedoch extrem schnell abnutzten.
ShN-68 bei Wassertests
Zur Weiterentwicklung neuer Ideen wurde bei SKB ZIL ein spezieller Stand aufgebaut, auf dem verschiedene Schneckenkonfigurationen getestet werden sollten. Die Forschungsarbeit hat es uns ermöglicht, viele wichtige Informationen zu sammeln. Insbesondere wurde eine direkte Abhängigkeit der Schubkraft und des Wirkungsgrades vom Durchmesser des Schneckenkörpers festgestellt. Gleichzeitig zeigten sich solche Ergebnisse am besten auf viskoseren Böden. Außerdem erfuhren Experten, dass der Stollen nicht höher als ein Viertel des Gehäusedurchmessers sein sollte, da sonst die Gefahr einer Leistungsminderung bestehe. Die Dehnung der Schraube in Höhe von 4-6 Einheiten wurde als optimal angesehen. Propeller mit unterschiedlichen Anteilen in diesem Bereich hatten fast die gleichen Eigenschaften.
Die Ergebnisse der Projekte ShN-67 und ShN-68 interessierten sowohl Wissenschaftler und Designer als auch das Militär. Der Such- und Rettungsdienst der Luftwaffe interessierte sich natürlich für zukunftsträchtige Technik mit einzigartig hohen Geländeeigenschaften. Schon bald erhielt SKB ZIL den Auftrag, ein neues Schnee- und Sumpffahrzeug mit Drehschraube zu entwickeln, das für den Einsatz durch Retter geeignet ist. Ein paar Jahre später haben die Designer um V. A. Die Grachevs erledigten diese Aufgabe und präsentierten die Maschine PES-3 / ZIL-4904.
Der einzige gebaute Prototyp des ShN-67-Modells, das später gemäß dem ShN-68-Projekt neu gestaltet wurde, sollte nach Abschluss der Tests an den Hersteller zurückkehren. Dort blieb er wohl noch einige Zeit, über sein weiteres Schicksal gibt es jedoch keine Informationen. Es gibt Grund zu der Annahme, dass irgendwann eine einzigartige Maschine von technischem und historischem Interesse als unnötig demontiert wurde. Im Gegensatz zu einer Reihe anderer Prototypen und Serienmodelle von SKB ZIL hat ShN-68 nicht überlebt.
Ein erfahrener Geländewagen mit Originalpropeller zeigte sein Potenzial und konnte auch potenzielle Betreiber für sich gewinnen. Wie andere rein experimentelle Maschinen bestätigte der Prototyp mit dem Spitznamen "Auger" den Nutzen ungewöhnlicher Ideen und trug zur Weiterentwicklung der Technologie bei. Dieser Prozess führte bald zur Entstehung mehrerer neuer Geländefahrzeuge, von denen eines noch in den Reihen des Such- und Rettungsdienstes steht und die Evakuierung der gelandeten Astronauten sicherstellt.
