Pracując nad projektami obiecujących wysokich i ultrawysokich pojazdów terenowych, SKB ZIL do połowy lat sześćdziesiątych stworzył dużą liczbę pojazdów terenowych różnych typów i o różnych charakterystykach. Doświadczone i seryjne pojazdy kołowe wykazały się wysokimi osiągami iz powodzeniem wykonały powierzone zadania. Jednak sukcesy te nie powstrzymały rozwoju obiecującego kierunku i dalszego wzrostu cech cross-country. Wkrótce pierwsze zmiany w zakresie tzw. pojazdy śnieżne i bagienne z wirnikiem ślimakowym. Pierwszą maszyną tego typu pod marką „ZIL” był eksperymentalny model ShN-67.
Do 1966 roku specjaliści z Biura Projektów Specjalnych ZIL, kierowanego przez V. A. Grachev znalazł wszystkie główne sposoby uzyskania maksymalnych możliwych charakterystyk kołowego pojazdu terenowego. Dalszy rozwój takiej techniki wiązał się z odnowieniem niektórych jednostek, zastosowaniem nowych podejść itp. Równolegle można było jednocześnie przetestować zupełnie nowe oryginalne pomysły wpływające na architekturę podwozia. Otrzymawszy taką możliwość, Zakład im. Skorzystał z tego Lichaczow.
Samochód terenowy ShN-67 na śniegu
W 1966 roku konstruktorzy SKB ZIL mogli zapoznać się z filmem reklamowym poświęconym nowemu eksperymentalnemu pojazdowi terenowemu zaprojektowanemu w Ameryce. Niezwykły samochód Chryslera został wyposażony w podwozie w postaci pary jednostek obrotowo-śrubowych, które służyły jako urządzenie napędowe. W wyniku obejrzenia filmu postanowiono uruchomić własny program badawczy dla konkretnego podwozia. Pierwsze wyniki w ramach prac badawczych planowano uzyskać już w tym roku.
W ciągu następnych kilku miesięcy SKB ZIL wymieniał doświadczenia z innymi organizacjami motoryzacyjnymi, które już rozpoczęły swoje projekty śrub obrotowych. Na początku 1967 roku zgromadzono pewną ilość doświadczeń, które umożliwiły rozpoczęcie prac nad własnym prototypem.
Z wielu powodów w dokumentach SKB śruba obrotowo-śrubowa była wymieniona pod nazwą śruby lub śrubokręta. Ta funkcja nazewnictwa znalazła odzwierciedlenie w roboczym tytule projektu pilotażowego. Pojazd terenowy oznaczono jako SHN-67. Liczby wskazywały rok powstania. Projektanci i testerzy nadali projektowi przydomek „Auger”. Należy zauważyć, że w przyszłości projekt ShN-67 został sfinalizowany, po czym zmieniono jego nazwę na ShN-68, ponownie zgodnie z rokiem pracy.
Eksperymentalna maszyna SHN-67 została stworzona jako demonstrator technologii, dlatego nie nałożono na nią specjalnych wymagań. Miał mieć dość prosty projekt, aby przetestować główne śmiałe pomysły. Aby przyspieszyć budowę, zaproponowano wykorzystanie maksymalnej możliwej liczby gotowych komponentów i zespołów. Jednocześnie niektóre produkty musiały zostać opracowane i zmontowane od podstaw.
Schemat maszyny
Specjalnie dla nowego projektu konieczne było opracowanie obudowy o niestandardowym projekcie. Oparty był na ramie wykonanej z profili metalowych, na której zamontowano poszycie z blachy. Ciało zostało uformowane przez kilka podstawowych urządzeń. Jego dolna część była więc rodzajem łodzi o przekroju trapezu. Rozszerzył się dziób kadłuba, po czym przekrój jednostek nie zmienił się aż do samej rufy. Nad pochylonymi burtami „łodzi” umieszczono dwie rozwinięte półki, których górna część była połączona z pokładem dachowym kadłuba. W przedniej części kadłuba zaplanowano umieszczenie kabiny załogi, za którą znajdowała się skrzynkowa obudowa silnika.
W środkowej części ramy, wewnątrz „łodzi”, umieszczono silnik benzynowy ZIL-375Ya o mocy 180 KM. Silnik był podłączony do tzw. główne koło zębate i mechanizm wychylny, zapożyczone z pojazdu gąsienicowego M-2 z OKB MMZ. Dostarczanie momentu obrotowego do śruby napędowej odbywało się za pomocą pary nachylonych wałów znajdujących się w tylnej części kadłuba. Przechodzili przez łapy śmigła i za pomocą biegów wstecznych, zbudowanych na podstawie przekładni zwolnic pojazdu terenowego ZIL-135L, przekazywali moc na ślimaki.
Układ paliwowy pojazdu terenowego oparto na seryjnych jednostkach pojazdu ZIL-157. Sprzęt elektryczny został wypożyczony z ciężarówki ZIL-130 prawie bez modyfikacji.
W przedniej części kadłuba, pod bocznymi półkami, znajdowały się pionowe wsporniki z ruchomym mocowaniem przednich osi śruby napędowej. Na rufie kadłuba, na jego pochyłych bokach, umieszczono parę większych i bardziej obszernych zębatek, w których umieszczono urządzenia transmisyjne.
Układ ciała. Lewo - widok z przodu, po prawej - widok z tyłu
Z oczywistych względów śmigło wirnikowe eksperymentalnego pojazdu terenowego SHN-67 zostało opracowane od podstaw. Świder był dość skomplikowanym urządzeniem o długości 4,2 mi średnicy (uszy) 1 m. Korpus świdra był wykonany ze stali o grubości 2 mm i miał konstrukcję składaną. Był to długi cylinder o średnicy 800 mm, uzupełniony parą zwężających się owiewek. W celu zwiększenia sztywności konstrukcji na wewnętrznej stronie nadwozia zastosowano 100 mm warstwę pianki poliuretanowej. Na zewnątrz na ślimaku znajdował się spiralny występ. Do korpusu przymocowano sztywno metalową listwę o przekroju trapezowym. Kąt spirali wynosi 17 ° 40 '.
Dwa takie urządzenia zostały zamontowane na bocznych stojakach i rozmieszczono wzdłuż nadwozia pojazdu. Ślimaki napędzane były przez przekładnie umieszczone w tylnych słupkach. Sterując ślimakiem, kierowca mógł zmieniać prędkość obrotową śmigieł wirnika lub zmieniać kierunek ich obrotu. Wszystko to, według obliczeń, zapewniało wystarczającą mobilność i zwrotność.
Przed kadłubem eksperymentalnego SHN-67 znajdował się zamknięty trzymiejscowy kokpit. Pokrywa kokpitu z włókna szklanego z zaawansowanymi szybami została zapożyczona z pojazdu terenowego PES-1 do poszukiwania i ewakuacji. Na środku kabiny znajdowało się siedzenie kierowcy z samochodu GAZ-69. Po bokach przewidziano kilka miejsc dla innych testerów. Dostęp do kokpitu zapewniał jedynie właz dachowy. Jednak niska wysokość pojazdu terenowego nie przeszkadzała w lądowaniu.
Gotowy pojazd śnieżno-bagienny z wirnikiem ślimakowym miał być średniej wielkości. Długość pojazdu nieznacznie przekraczała 5,5 m, szerokość 3,1 m, a wysokość tylko 2 m. Na twardej nawierzchni ShN-67 miał prześwit 500 mm. Masa własna została ustalona na 3750 kg przy nośności 1250 kg. Całkowita masa musiała zatem osiągnąć 5 ton.
Jazda po zaśnieżonym terenie
Już w grudniu 1966 roku SKB ZIL rozpoczął montaż ramy przyszłego demonstratora technologii. Mniej więcej miesiąc później rozpoczął się montaż jednostek na ramie. Z wielu przyczyn technicznych zdecydowano się usunąć niektóre jednostki używanego silnika ZIL-375Ya, co jednak w żaden sposób nie wpłynęło na jego osiągi. Na początku marca pojazd terenowy został ukończony, a wkrótce planowano przetestować go na prawdziwych torach, które były już używane do testowania innego sprzętu.
4 marca 1967 r. Doświadczony ShN-67 został dostarczony do bazy testowej ZIL we wsi Chulkovo pod Moskwą. Pojazd terenowy został dotarty w prostych warunkach, po czym rozpoczęto testy określania maksymalnych charakterystyk. Kontrole w trudnym terenie, bagnach i śniegu trwały do końca marca i zebrały wszystkie niezbędne dane.
W terenie, w tym w miękkim błocie, „Ślimak” trzymał się pewnie i obracając śmigła, poruszał się lub manewrował. W zależności od kierunku obrotu dwóch ślimaków maszyna może poruszać się do przodu, do tyłu lub na boki. Dla ruchu translacyjnego obie śruby musiały obracać się w różnych kierunkach, dla ruchu bocznego - w jednym kierunku.
Osiągi w terenie były odpowiednie, ale maszyna nie radziła sobie dobrze na drogach utwardzonych. W takich warunkach klocki niezwykłego śmigła zużywały się w wyniku tarcia na powierzchni znacznie szybciej niż na ziemi. Pojazd terenowy mógł unosić się na wodzie, a para obracających się wirników wytwarzała ciąg do 600 kg.
Świder na wodzie
Na podstawie wyników testów pojazdu terenowego ShN-67 postanowiono przeprojektować skrzynię biegów i podwozie. Tak więc w zaktualizowanym projekcie konieczne było porzucenie odwrotnych skrzyń biegów na rzecz zwolnic z dwustopniową parą stożkowo-cylindryczną z ZIL-130. To udoskonalenie zwiększyło wydajność układu napędowego i pozwoliło na uzyskanie pożądanych osiągów, ale jednocześnie doprowadziło do utraty zdolności skręcania w miejscu.
Opracowano również nowe wirniki śrubowe. Teraz zaproponowano wykonanie ich ze stopu aluminium AMG-61 przy zachowaniu istniejącej konstrukcji. Zamiast jednego ucha spiralnego planowano teraz zastosować tzw. dwukierunkowy. Profil tej części zmienił się na trójkątny, a skok został zmniejszony do 1,6 m. Kąt spirali został doprowadzony do 32 ° 40 '. Według obliczeń ta konstrukcja świdra umożliwiła zwiększenie maksymalnej prędkości translacyjnej.
Zaktualizowana wersja pojazdu terenowego została oznaczona jako SHN-68. Nowy projekt zachował maksymalną ciągłość z istniejącym, dzięki czemu można było obejść się bez budowy nowego prototypu. Istniejący świder typu SHN-67 otrzymał nowe jednostki transmisyjne i urządzenia podwozia, po czym po prostu zmieniono jego nazwę. Restrukturyzacja ShN-67 według projektu ShN-68 została zakończona pod koniec kwietnia 1968 roku.
6 maja odbyły się pierwsze testy zaktualizowanej maszyny na zbiorniku w rejonie Lytkarino. Dzięki nowym ślimakom pojazd terenowy był w stanie przyspieszyć do 12 km/h. Nie obyło się jednak bez problemów. Pojazd terenowy opuszczając wodę oparł nos na dość stromym wybrzeżu. Kierowca testowy próbował cofnąć się przed nową próbą podniesienia, ale oryginalne urządzenie napędowe dosłownie zaczęło wciągać samochód pod wodę. Na szczęście kierowca zauważył to na czas i podjął działania, aby zapobiec zalaniu pojazdu terenowego.
Wspólne testy ShN-67 wraz z innym sprzętem. W tle pojazd terenowy ZIL-E167
Zimowe testy SHN-68 na śniegu przeprowadzono dopiero wiosną 1969 roku. Polem do badań były pola w rejonie Permu, gdzie wówczas leżał sypki śnieg o głębokości około 1 m. Bez względu na porę dnia średnia temperatura powietrza pozostawała ujemna do końca badań.
W tych samych warunkach przetestowano kilka pojazdów terenowych. Wraz z SHN-68 przestudiowali kilka innych maszyn, w tym rozwój SKB ZIL. Większość tych próbek miała niestandardowe podwozie.
Porównania wykazały, że „Shnek”, w przeciwieństwie do wielu innych próbek, jest w stanie poruszać się po śniegu o głębokości ponad 900 m. Maksymalna prędkość w tym przypadku osiągnęła 18 km / h. W zależności od masy ładunku na miejscu pojazdu terenowego prędkość została nieznacznie zmniejszona. Przy masie 5 ton przyspieszył tylko do 17,4 km/h.
SHN-68 był badany między innymi jako ciągnik. Ustalono, że siła ciągu samochodu zależy bezpośrednio od jego masy. Tak więc przy całkowitej masie 5 ton na tylnym haku rozwinął się ciąg do 1200 kg. Przy masie maszyny 3750 kg parametr ten został zredukowany do 970 kg. Holując określony ładunek, pojazd terenowy mógł nadal się poruszać. Przekroczenie ustalonych wartości obciążenia doprowadziło do poślizgu. Świdry zaczęły się swobodnie obracać, odgarniając ziemię lub śnieg, i nie mogły już poruszać samochodem.
Pojazd terenowy w zaktualizowanej konfiguracji. Teraz nazywał się SHN-68
Przy wystarczająco dużej mobilności na śniegu, pojazd terenowy miał ograniczone możliwości wspinania się po zboczach. Poruszając się do przodu, ślimaki wrzucały śnieg pod dno kadłuba, w wyniku czego pod nim utworzył się osad spowalniający ruch. Takie cechy maszyny ograniczały stromość pokonywanego zbocza do 12 stopni. Cofając się, świder rozsypywał śnieg na boki, dlatego nie ryzykował lądowania. Na podstawie wyników takich kontroli podjęto decyzję o wymianie ślimaków. Teraz, jadąc do przodu, śnieg musiał być rozsypany na boki, a nie grabiony pod dno.
Pod koniec stycznia 1970 r. Na poligonach w obwodzie moskiewskim odbyły się nowe testy, podczas których ustalono między innymi maksymalne właściwości jezdne. Na ubitym śniegu SHN-68 był w stanie osiągnąć prędkość ponad 30 km/h. Zużycie paliwa na dziewiczym śniegu osiągnęło 86 l/h. W innych warunkach silnik zużywał znacznie mniej paliwa.
Letnia faza testowa, podczas której pojazd terenowy pracował na terenie wodnym i bagiennym, wykazał potrzebę wprowadzenia pewnych ulepszeń. Okazało się więc, że w takich warunkach optymalne przyspieszenie uzyskuje się, gdy woda i muł są wyrzucane pod dno kadłuba. Ponadto inspekcje wykazały, że pojazd terenowy potrzebuje dodatkowych nart, aby poruszać się po bagnie. Przed przednimi podporami ślimaków pojawiły się dwie nachylone płyty, usuwające roślinność spod ślimaków, a także ułatwiające wynurzanie się na brzeg lub do pływających obszarów pokrywy roślinnej.
Testy prototypu ShN-68 zakończono w pierwszych miesiącach 1970 roku. Maszyna ta, będąc demonstratorem technologii, doskonale poradziła sobie ze swoim zadaniem i wyraźnie pokazała wszystkie swoje cechy. W praktyce stwierdzono, że wirnik ślimakowy jest rzeczywiście interesujący w kontekście rozwoju technologii ultrawysokiej przejezdności. Podwozie to miało pewne zalety w stosunku do innych systemów, choć nie było pozbawione wad. Przejawiało się to przede wszystkim tym, że świdry dobrze prezentowały się w terenie, ale na twardych nawierzchniach zużywały się niezwykle szybko.
ShN-68 podczas badań na wodzie
W celu dalszego rozwoju nowych pomysłów zbudowano specjalne stoisko w SKB ZIL, gdzie planowano przetestować różne konfiguracje ślimaków. Prace badawcze pozwoliły nam zebrać wiele ważnych informacji. W szczególności ustalono bezpośrednią zależność siły naporu i wydajności od średnicy korpusu świdra. Jednocześnie takie wyniki najlepiej przejawiały się na glebach bardziej lepkich. Eksperci dowiedzieli się również, że występ nie powinien być wyższy niż jedna czwarta średnicy korpusu, w przeciwnym razie istnieje ryzyko zmniejszenia wydajności. Za optymalne uznano wydłużenie ślimaka na poziomie 4-6 jednostek. Śmigła o różnych proporcjach w tym zakresie miały prawie takie same cechy.
Wyniki projektów ShN-67 i ShN-68 zainteresowały zarówno naukowców, konstruktorów, jak i wojsko. Służby poszukiwawczo-ratownicze Sił Powietrznych w naturalny sposób zainteresowały się obiecującą technologią o wyjątkowo wysokich parametrach terenowych. Wkrótce SKB ZIL otrzymał zlecenie opracowania nowego pojazdu śnieżno-błotnego z obrotowym śmigłem śrubowym, przystosowanego do obsługi przez ratowników. Kilka lat później projektanci na czele z V. A. Grachevowie wykonali to zadanie i zaprezentowali maszynę PES-3/ZIL-4904.
Jedyny zbudowany prototyp modelu ShN-67, następnie przebudowany zgodnie z projektem ShN-68, miał wrócić do producenta po zakończeniu testów. Tam prawdopodobnie przebywał przez jakiś czas, ale brak informacji o jego dalszych losach. Istnieją powody, by sądzić, że w pewnym momencie unikalna maszyna o znaczeniu technicznym i historycznym została zdemontowana jako zbędna. W przeciwieństwie do wielu innych prototypów i modeli produkcyjnych SKB ZIL, ShN-68 nie przetrwał.
Doświadczony pojazd terenowy z oryginalnym śmigłem pokazał swój potencjał, a także był w stanie zainteresować potencjalnych operatorów. Podobnie jak inne czysto eksperymentalne maszyny, prototyp, nazywany „Auger”, potwierdził zalety nietypowych pomysłów i przyczynił się do dalszego rozwoju technologii. Proces ten wkrótce doprowadził do pojawienia się kilku nowych pojazdów terenowych, z których jeden nadal znajduje się w szeregach służb poszukiwawczo-ratowniczych i zapewnia ewakuację lądujących astronautów.
