Фестиваль автотюнинга. Снегоболотоход Александра Купального

31 Августа 2010

ПО ТЕОРИИ СЛАБЫХ ГРУНТОВ

Александр Купальный: «Как техническая мысль не стоит на месте, так и я не хочу останавливаться на достигнутом. В перспективе — создание следующей снегоболотоходной генерации. Принципиально иной»

Куда и насколько далеко может зайти человеческая мысль в процессе борьбы хомосапиенса с бездорожьем? Я постоянно задаюсь этим вопросом и всегда получаю разные ответы. Первая и до сих пор естественная для России среда обитания транспортных средств просто не может не давать плюрализма технических мнений. То это полноразмерный балочный «трактор» японского производства на уазовских мостах, то крохотный Suzuki Jimny, отлифтованный до размеров тяжелого джипа, то «паркетник», чьи качества пытливый создатель сумел-таки дотянуть до полноценно-внедорожных. А есть и другая ветвь off-road эволюции, представители которой развиваются своим самобытным путем, кажется, вообще пренебрегая принципами научно-технического прогресса. Вспомним «Вепря», «Жорика» и «Аркашу», «Одиссея». Вездеход, о котором пойдет речь, не менее уникален. Хотя бы потому, что его конструкция сколь проста, столь и полна технического экстремизма.

РОЖДЕННЫЕ В НАРОДЕ

Геометрическая проходимость аппарата близка к идеальной. В теории за счет вынесенных вперед колес он способен карабкаться на вертикальную стенку

Пост управления расположен почти по центру. Благодаря этому достигнута неплохая обзорность и простор на рабочем месте

Рискну заявить, что пути решения задач повышения проходимости имеют в автомобильном мире наиболее разнообразные направления, нежели все остальные проблемы. Однако за более чем вековое выведение «видов и типов» сложился классический образ вездехода. Это джип с зависимой подвеской, тяговитым низкооборотным дизелем, чаще жестким полным приводом и всеми межколесными блокировками. Но у этой популярной (в немалой степени за счет простоты получения) концепции есть множество минусов, которые нет надобности приводить. Поэтому работы по генерации лучшего «проходимца» ведутся и будут вестись. Одно из направлений — создание так называемых снегоболотоходов на колесах сверхнизкого давления. В России, а лучше сказать в СССР, мода на такие движители появилась в 80-х. Помните чудо-аппараты, которые показывали в радикальной для советского телевидения передаче «Это вы можете»? Кто придумал от колес оставить одни камеры, сейчас уже установить трудно. Хочется верить, что произошло это событие именно в отечестве с его бескрайним бездорожьем и повальным дефицитом всего и всея. Очень заманчиво было соединить какие-нибудь кразовские камеры осью, подозрительно напоминающей обычную деревенскую оглоблю, устроить цепной привод и вооружиться мотоциклетным или лодочным мотором. Дешево (металлолома везде хватает), сердито (у кого еще такой есть), проходит везде (повышенная протыкаемость не в счет, камер навалом) и плаваем (благодаря малому водоизмещению этих самых камер). Помню ведущие (и, надо полагать, все телезрители) очень удивлялись смекалке одного конструктора, который диски колес выполнил из обыкновенных тазиков. Унификация!

Из ножных органов управления недоумение вызывают лишь две педали тормоза. А вот рычаг коробки передач, расположенный аккурат между ног — это уже какой-то модернизм. Кстати, я бы не сказал, что оперировать им неудобно

Основной привод надет на вал ШРУСа, где до этого «поселился» тормозной диск, суппорт и колодки

С приходом гласности и демократии, а также рыночных отношений, взгляды на подобного рода технику изменились с исключительно созерцательных («ух ты, еще и ездит») на довольно практические — «а не прикупить ли?». Изменился и подход к созданию. Из деревень образ снегоболотохода перекочевал в коммерческие структуры. Порой такие серьезные, как тольяттинская фирма «Бронто». А перекочевав, стал стремительно мутировать, подстраиваясь под новые замаячившие горизонты использования и широту возможностей создателей. Появились шестиколесные варианты, независимые подвески, а потом и рамы с мостами. И, конечно же, компании, плотно оккупировавшие своими штаб-квартирами Москву и Подмосковье. Народно-доступный вездеход в процессе развития повторил путь немецкого Volkswagen — перестал быть и народным, и доступным.

ВЕЛО? МОТО? ПНЕВМО!

Но в том-то и заключается основная изюминка этого вида транспортных средств, что, имея определенный багаж знаний и опыта, можно обойти длинную цепочку заказа, ожидания и получения неизвестно чего. Тем более, что в этом случае представляется уникальная возможность построить вездеход исключительно под себя. Так и поступил Александр Купальный, хозяин ангарского «Восток-Сервиса». Офф-роудом болен был давно. Когда-то по случаю даже приобрел ГАЗ-63, усилив его внедорожную привлекательность кунгом с печкой-буржуйкой, межколесными блокировками от «шишки» и ее же колесами. Но не совсем устраивала знаменитая предтеча «шишиги». По слабонесущим грунтам особо не поездишь. Со снегом тяжелый «газон» не в ладах. В конце концов, не плавает, понимаешь ли. Поэтому около двух с половиной лет назад Александр решился на постройку собственного аппарата.

Вездеход рассчитан на одного водителя и семерых пассажиров. Но при желании экипаж можно увеличить. Создатель рассказывает, что без особых проблем на нем передвигались 12 человек. Правда, недалеко

Он виделся ему шестиколесным для увеличения полезного внутреннего объема. Максимально простым и ремонтопригодным в любых условиях. И, естественно, полноприводным. Ах да, еще и плавающим. Последнее пожелание в некотором роде сформировало внешний облик будущей машины. Хотя тут конструктор был не оригинален. Дело в том, что плавучесть у «пневматиков» обеспечивается в первую очередь большим объемом воздуха в колесах. Но во вторую — герметичным корпусом, что многие снегоболотоходы делает похожими друг на друга.

Набор приборов стандартно-жигулевский

Основной источник тепла в салоне — две печки от ГАЗ-3307. Одна дует вперед, в том числе на стекло. Вторая — обслуживает пассажиров

40-литровый топливный бак расположен под водительским сиденьем

Несущий маловодоизмещающий кузов варился из жести толщиной от 0,8 до 2 мм и укреплялся шпангоутами коробчатого сечения. Получился двухобъемный отсек, чью герметичность до «ватерлинии», то есть до горизонтальных площадок-крыльев над колесами нарушают только две вещи — задняя в полный рост дверь и выводы приводов. Правда, последние опять же «загерметизированы». А что до двери, то первые заплывы показали — вода до нее не доходит. Имея легкий дифферент на нос, в корме вездеход всего лишь лежит плоским днищем на водной глади. Сказались особенности компоновки.

Что характерно для машин на пневмоходу, большинство из них имеет центральное расположение силового агрегата. Ясно, что таким образом достигается оптимальная развесовка, на воде играющая решающее значения. Однако можно предположить, что такая компоновка приводит и к определенным трудностям, связанным с устройством трансмиссии. Да и сами подумайте, насколько сокращается жизненное пространство салона с «тарахтелкой» посередине. Поэтому располагать силовой агрегат было решено без вариантов спереди. Подобной «диспозиции» движущей силы способствовало еще одного обстоятельство — вид выбранного привода.

В качестве агрегата виделась вазовская «переднеприводная» «четверка» полуторалитрового объема, работающая на пару с коробкой о четырех ступенях (такие существовали на самых первых «восьмерках»). Можно было, конечно, использовать и что-то более современное и мощное, но допотопный двигатель представлялся оптимальным по ряду качеств. Во-первых, он довольно легкий, что для амфибии вещь первостепенная. Во-вторых, именно бензиновая «карбюрашка», начисто лишенная какой бы то ни было электроники, наиболее полно отвечала базовому принципу «всепогодной» ремонтопригодности. Александр, полностью перебрав мотор, даже дефорсировал его. Поставил по-советски две прокладки под головку блока, чем перевел на бензин

Оказывается, допотопная восьмерочная движка в состоянии тянуть и полноценный вездеход. Тем более, если правильно подобраны передаточные числа. А еще она относительно экономична. При полной загрузке в условиях бездорожья, по словам создателя, «четверка» потребляет не больше 20 литров на сотню

В моторном отсеке устроены ниши для разных полезных мелочей, вроде нехитрого инструмента

У машины огромный дорожный просвет — 550 мм

А-80 и снизил мощность с 73 до 68 л. с. Четырехступенчатая коробка передач была выбрана по иной причине. По сравнению с «пятиступкой» у нее более высокое передаточное отношение и, соответственно, лучше «занижающие» способности. При отсутствии основного внедорожного органа — «раздатки» — в этом тоже виделся особый резон.

Все потому, что коробка передач, по сути, стала единственным полноценным трансмиссионным органом. Все остальное язык не поворачивается назвать агрегатами. Расположенную поперечно силовую установку со стандартными приводами Александр связал с родными тольяттинскими ступицами и надетыми на них тормозными дисками и суппортами. А вот уже от них через звездочку ко второй и третьей оси потянулись цепи.

Можно долго и упорно рассуждать о жизнеспособности такого решения. Например, среди очевидных минусов, как заявляют противники «цепной трансмиссии», возможность передачи момента только до определенных пределов. И то в тепличных условиях, под которые вряд ли подпадает даже легкое бездорожье. Практически не реально под такой вездеход подогнать и сколько-нибудь работающую подвеску. Не говоря уже о том, что приводные звездочки способны «раздеваться» в самый неподходящий момент. Тем не менее в понимании автора все эти недостатки показались несущественными в сравнении с единственным, но серьезным достоинством — конструктивной простотой. Да и минусы вовсе не показательны. Существует же в западной части России прототип, крутящий момент в котором передается фрикционным методом — от выводов валов с резиновыми наконечниками на колеса низкого давления, чей протектор выполнен в виде поперечных ребер. А тут аж цепи.

Всего их четыре, по две на каждый борт. Первые соединяют ступицы со звездочками на средней оси. Вторые среднюю ось с последней. В сущности, основная ведущая пара колес одна — средняя. На ней Александр устроил звезду большого диаметра, тем самым получив желаемое передаточное отношение. Пониженное (учитывая отсутствие раздаточной коробки). Но под ней есть еще один зубастый диск — для отвода момента на кормовой «мост». Вот такая простейшая схема с использованием деталей от какой-то сенокосилки. В ней нет полноценных элементов, связывающих пары колес, а лишь зиловские полуоси, точеные под конкретный размер и помещенные в корпуса, ранее использовавшиеся в сантехнической «индустрии». Нет и подвески. Ответственность за невосприимчивость к профилю дорожного покрытия целиком легла на «пневмоколеса».

Направленные шины неплохо бороздят снежное покрытие, но основная среда их обитания все же болотная топь

Поворотный механизм — это старый знакомый, шкворень от легкового ГАЗ, рулевые наконечники от него же

В «Восток-Сервисе» обнаружился уже редко встречающийся ныне ГАЗ-63. Он — еще одна игрушка Александра Купального, от которой он не собирается отказываться. И правильно — настоящий раритет!

Интересно устроена тормозная система. Гидравлическая с теми же восьмерочными компонентами, она, как уже говорилось, установлена штатно на ступицы под основной первыми приводными звездами. При этом контуры разделены по бортам — на правый и левый. И контурная независимость здесь не предел мечтаний человека, озабоченного активной безопасностью. Ее цель — раздельный привод отдельными педалями для так называемого бортового поворота. Короче, как на «гусянке».

А что там с полным приводом? Растворился в неразрешимых технических проблемах? Можно сказать, да. Вездеход на самом деле проектировался и поначалу был выполнен с колесной формулой 6х6. Тогда и «первая» база была короче на целых полметра, и управляемых колес не существовало, и руль выступал не более чем большой круглой рукояткой, «чтоб держаться». Но не покатило. Точнее, покатить-то покатило, однако до первого поворота. Бортового, в котором аппарат категорически отказался поворачивать. Его тормозами с одной стороны осаживали, а он пер прямо. Лишь где-то на 25 км/ч кое-как крутнул-таки корпусом. Видать, не готов оказался восьмерочный дифференциал к существенной разнице угловых скоростей. Дабы не менять силовую установку, пришлось конструктору отключать передний привод и делать передние колеса управляемыми традиционно.

Теперь база «между первой и второй» длиннее на полметра, а руль уже не декоративный элемент. От него тянется вал от ГАЗ-69, соединяющий его с 69-м же редуктором. Уазовская тяга, волговские рулевые наконечники и бессмертные газовские шкворни — вот и вся начинка. Впрочем, раздельный «гусеничный» привод тормозов сохранился. Без него машине пришлось бы тяжко. При радиусе разворота больше десяти метров снегоболотоход сложно назвать маневренным транспортным средством. Ладно, в полях-болотах жить можно, но в лесу... А так на рыхлых и топких поверхностях и без руля обходится.

После организации основных движущих органов обустройство салона не выглядело делом архисложным. Продольные лавки с положениями поднято-опущено, ковролиновая обивка, нормальный, организованный не хуже заводского, микроклимат. За кондиционер тут сойдет большой люк, воздух греют две печки от ГАЗ-3307 с распределением потоков по всем необходимым местам. А еще есть глушитель по правому борту, как электротен кипятящий стенку, и моторный щит, дышащий в движении теплом. Все для жизни, все для внедорожной работы. А какова она в реальности, без теоретических прикидок и виртуальных домыслов?

МЯГКОЙ ПОСТУПЬЮ ПО СНЕГУ

Что меня интересовало в первую очередь, так это энергопотенциал. Помню, при знакомстве с «Нивой-Марш» я был неприятно, но вполне закономерно «удивлен» тяговыми «неспособностями» его классического 76-сильного 1,7-литрового мотора. Не тянул прямо-таки показательно, требуя оборотов и захлебываясь на них. Как ни крути, а уазовская рама не пушинка. Да и вращать надо было ульяновские портальные мосты и 1,3-метровые колеса. А здесь катки поменьше (1200х370х508), но и двигатель дефорсирован. И снаряженная масса целых 1400 кг (у «Марша», правда, 1700 кг). Вдруг задохнется и не вытянет в рыхлом рассыпчатом снегу.

Пока двигатель греется (жужжит вазовский моторчик в подкапотном пространстве столь серьезного агрегата как-то не по-детски, сообразно солидной внешности), Александр делится тонкостями эксплуатации.

— Поначалу цепи рвались. Проварил каждое звено полуавтоматом. Перестали. Вообще, считаю, что для относительно легкого вездехода такой привод вполне оправдан. Посуди сам, чем больше элементов в трансмиссии, тем вероятней ее плачевный исход. А здесь звездочки, цепи и коробка передач. Голое железо! И регулировка как на велосипеде. Валы в корпусах двигаются в продольном направлении. Сперва на средних колесах подтянул, потом сзади. Вот и вся трансмиссионная обслуга.

Моторчик прогревается, и шестилапый монстр выползает из бокса на свет Божий. Да уж точно, по части маневренности всякие общепринятые аналогии тут неуместны. Скорее напрашиваются эпитеты, какие приходится слышать в отношении ящерообразных. Вот не рассчитает сейчас водитель и заденет метровой «лапкой» стоящую неподалеку легковушку. Ему-то что, резина мягкая. Но тяжелая! Борт «подрихтует» основательно. Благо, трон водительского сиденья по-царски возвышается в центре рубки управления, обеспечивая неплохую обзорность. Здорово помогает тормозная система. Раз, и словно танк перед вражеским минным полем, снегоболотоход обруливает помеху. Пожалуй, на нем все же можно ездить по дорогам общего пользования. Хоть и неинтересно.

Едем впятером. Меньше, объясняет Александр, нельзя, поскольку развесовка такова, что задние ведущие колеса получаются недогруженными. Вот если бы передок тянул, или двигатель был смещен назад. Особенности компоновки! Хотя за серьезный недостаток сие считать не стоит. Вездеход — не автомобиль для одного водителя, всегда ездит с приличным пригрузом как раз над второй и третьей осями. К тому же автор говорит, что в грязи и в болоте таких проблем нет. Ну а в нашем распоряжении только снежная среда. Причем вовсе не показательная. Глубина максимум до полуметра и почти ровный, лишь с небольшими перепадами высот, профиль. Но в том-то и суть, что тяжелый «Марш» в аналогичных условиях категорически отказывался ехать. Здоровенные в мелкую шашечку колеса нагребали перед собой снежный бруствер, а двигатель задыхался как астматик со стажем. То-то будет интересно проверить машину Александра Купального.

А едет! Ведомые на средней оси звездочки делают все четыре передаточных отношения пониженными. Оттого машину нельзя назвать быстроходной. Но когда кончается укатанная грунтовка, вездеход начинает демонстрировать чудеса приспособляемости. Разумеется, в том немалая заслуга колес с давлением 0,25 атмосферы. Кстати, шины вместе с дисками заказывались в Москве. Из большого ассортимента Александр выбрал именно эту модель с направленным елочкой протектором. И вы знаете, она значительно «живее» в снегу, чем стандартные маршевские покрышки.

Но дело даже не в этом. Двигатель, этот тщедушный, не обладающий там, где надо, выдающимся моментом, архаизм, на удивление бодро толкает более чем полуторатонный сейчас аппарат. Вездеход нарезает круги с такой скоростью, будто под его колесами не рассыпчатая «манная крупа», а гладкая, не сопротивляющаяся качению поверхность. При этом, как заметно со стороны, он идет по верхам, не нагребая перед собой сугробы. И не продавливает снежный слой до земли. Нога в его следах проваливается глубже. Хороший, достойный не только сервисного «самиздата» результат. А может, из-за руля проходимость машины выглядит не так благополучно?

На водительском месте просторно и для утилитарного транспортного средства вполне удобно. Настораживает лишь расположенный между ног рычаг коробки. Как им дергать-то? Нормально! Никакого дискомфорта, да и усилия на педалях навевают легковые ассоциации. Первая (так и хочется сказать пониженная) передача, мягкий привод сцепления. Несмотря на зримую нехватку момента у восьмерочного движка, вездеход довольно легко прокручивает большие колеса в снегу. Александр советует, не переключаясь, добавить газа. Точнее, почти до пола утопить педаль, что я и делаю. Аппарат начинает ускоряться. Но не только в продольном направлении. Все-таки для сугробных покатушек нужна какая-то особая резина. Эта заметно плавает в колеях, лишь на приличной скорости да по чистому снегу двигаясь без потери курсовой устойчивости. Лично мне от такого буйного в поперечной направляющей характера за рулем очень тяжко. Перекладывая туда-сюда лишенную гидроусилителя жигулевскую баранку, я никак не могу отловить беснующуюся машину. Ее кидает то влево, то вправо. Явно перекручиваю, в чем обвиняю исключительно себя.

Однако откуда такой бесноватый нрав при 68 карбюраторных силенках? Вполне очевидно, что древний моторчик с таким энергозапасом не может обеспечить его машине, в которой сидят пятеро мужиков, добавляя к «снаряженке» минимум двести кило. Тонна шестьсот! И тем не менее. Объяснение напрашивается одно. Грабителем крутящего момента у пневмошестиколесника выступает лишь коробка передач. А у цепей на шестернях какие трансмиссионные потери? А у валов в их импровизированных корпусах? Правильно, нулевые. Именно поэтому, не растрачивая попусту мощь на вращение множества редукторов (если уж продолжать проводить сравнение с «Нивой-Марш», то у нее две главных пары и четыре бортовых редуктора), двигатель все свои «лошадки» и Ньютоно-метры отдает колесам.

Насколько логична такая схема с точки зрения экономии момента, столь же и оптимальна она с позиции геометрической проходимости. 550-миллиметровый дорожный просвет встречает проплывающую внизу твердь и топь практически идеально гладким днищем. Зацепиться можно только сверхкомпактными полуосями. Да вот еще цепным приводом. Правда, расположен он так близко к колесам, что контакт им видится лишь в случае соскальзывания последних с кромки льда или, скажем, бревна. Опять же ремонт элементарно прост.

Довольно эффективны тормоза. Дисковые, вынесенные за пределы колес, они нормально осаживают машину. А вот чего в теории хватать не должно, так это отсутствующей подвески. В сугробах и на гравийке амортизирующих способностей шин вполне достаточно. Но как поведет себя вездеход на буераках или при переезде острых гребней? Мы не проверили, хотя и так ясно, что в таких ситуациях управлять им надо со всей осторожностью. Никаких блокировок нет, ходов колес как таковых тоже. А с какой скоростью, подобно гусеничной технике, он обрушивается вниз после взятия тех же вершин?

Недостатки, логично вытекающие из достоинств, формируют особые условия эксплуатации и всех снегоболотоходов в общем, и этого в частности. Среда их обитания сравнительно узка по сравнению с другими всепроходимческими «инструментами». К примеру, им противопоказаны те грунты, где есть вероятность остаться без колес. Это, к примеру, камни, на которых необходим не только толстый «анфас», но и жесткая непробиваемая боковина. Или дремучая тайга с ее сучьями да корягами. Впрочем, повторюсь, это проблема шин сверхнизкого давления. Или, если хотите, вечная проблема поиска оптимального движителя.

С другой стороны, нельзя не отметить и то, с какой феноменальной компромиссностью в этом конкретном экземпляре уживаются возможности реализации тягового потенциала и конструктивная на пределе пренебрежения всеми научно-техническими наработками «вопиющая» простота. Узнав о способе привода, легко решить (признаюсь, я так и поступил), что он — полнейшая утопия, использование которой вызвано желанием облегчить постройку. Такую же реакцию порождает и силовой агрегат. А на самом-то деле этот кажущийся техническим тупиком вариант решения off-road задач представляет собой неплохой способ передвижения. В некоторых случаях ничем не заменимый. Вряд ли упомянутый в начале статьи классический внедорожник пройдет там, где сможет прокрасться вездеход Александра Купального.