Не по Сеньке шасси
Отечественные сверхтяжелые тягачи для РВСН забуксовали уже в проекте

11 декабря 2017

Почти десятилетие специалисты дискутируют о том, в правильном ли направлении ведется разработка специальных колесных шасси и тягачей. Итог спорам подводить рано, но есть смысл рассказать о некоторых промежуточных результатах на основании имеющихся документов.

В составе парка военной автомобильной техники (ВАТ) имеется особый вид – специальные колесные шасси и колесные тягачи (СКШТ). Именно на них сегодня смонтированы мобильные наземные комплексы и системы ВВТ, способные решить исход военной операции.
Пятое поколение в телеге

К сожалению, после распада СССР перестал существовать Курганский завод колесных тягачей, который выпускал СКШТ, а МЗКТ (Минск) стал зарубежным. В связи с крайней необходимостью в 2003 году на снабжение Вооруженных Сил РФ было принято шасси МЗКТ-7930, а в 2004-м – МЗКТ-79221(в составе комплекса). Эту технику можно условно отнести к четвертому поколению.
“ Технологии изготовления гидромеханических передач для военной автомобильной техники Россией утеряны ”
В настоящее время в РВСН сочли бы за благо получать СКШТ с отечественных заводов, но на российских предприятиях отсутствуют производственные мощности для сборки серийных полнокомплектных шасси и тягачей военного назначения с колесной формулой 16х16. Нет и ключевых автокомпонентов, скажем, гидромеханических передач (ГМП).
Предложения по замене белорусских СКШТ на российские аналоги периодически ставились на повестку дня. Предлагалось создать отечественные шасси и тягачи пятого поколения. В долгосрочной перспективе специалисты научно-технического комитета автомобильной техники Главного автобронетанкового управления Минобороны России (НТК АТ ГАБТУ) предлагали создать СКШТ шестого поколения. Планировалась разработка двух семейств: высокомобильные модульные шасси грузоподъемностью от 15 до 40 тонн и высокомобильные модульные платформы (ВМП) 50 тонн и более. В конструкции предполагалось широко использовать нетрадиционные технические решения, которые сегодня принято именовать инновациями. Тактико-технические требования к семействам были разработаны 21-м НИИИ Министерства обороны.
Все шло своим чередом, но неожиданно среди исполнителей появилось ОАО «КамАЗ», которое никогда не занималось разработками такого рода. Вопрос участия автогиганта в программе возник после прихода в руководство предприятия новых людей. В ответ на обращение завода специалисты 21-го НИИИ предложили «КамАЗу» разработать шасси с механической трансмиссией, чтобы по результатам поисковой НИР подготовить ТТЗ на создание СКШТ следующего, пятого поколения. Тем более ТТТ уже были согласованы и утверждены МО РФ. Но «КамАЗ» это не устроило.
В 2007 году разработаны исходные данные по созданию СКШТ с «инновационными» решениями, которые впоследствии были утверждены заместителем министра обороны РФ – начальником вооружения ВС РФ. К работам подключили в качестве основного соисполнителя научно-производственный центр «Специальное машиностроение» (НПЦ СМ) МГТУ им. Баумана, так как у «КамАЗа» не было научно-технического задела. К тому же исследования, которые в течение нескольких десятилетий проводила «Бауманка» совместно с 21-м НИИИ (по НИР «Развитие – ГКНО-Б», «Кочегар», «Бальзамин» и др.), нуждались в продолжении. Например, в ходе выполнения НИР «Бальзамин» (1997–2003) был разработан и обоснован технический облик электромеханической трансмиссии (ЭМТ), создан полномасштабный макетный образец с колесной формулой 12х12, системой автоматизированного управления движением (САУД), всеколесным рулевым управлением (ВРУ) на базе шасси МАЗ-547В и верхним строением тепловоза ДМ62М. Однако основная нерешенная проблема заключалась в системе управления тяговых электродвигателей (ТЭД) – в России никто этим не занимался, отсутствовала стендовая база для полномасштабных испытаний. Специалисты НПЦ СМ МГТУ им. Баумана ближе других коллективов подошли к решению, но работы были остановлены по указанию сверху.
Новая НИР получила шифр «Платформа». Основаниями для нее стали Постановление правительства РФ № 633-24 от 23 августа 2008-го и Государственный контракт № 611 от 17 октября того же года. Головным исполнителем определено ОАО «КамАЗ». Государство не поскупилось на финансовое обеспечение. Ветераны военной автомобильной службы рассказывали о том, что выделенная сумма была более чем достаточной. На все НИОКР по созданию ВАТ по линии ГАБТУ денежные средства выделяли менее тех, что пошли на НИР «Платформа». Целью работ являлось определение основных направлений создания семейства унифицированных ВМП следующего поколения (новый облик транспортных баз грузоподъемностью до 80 т) для монтажа и транспортировки перспективных ВВТ, которые могут быть изготовлены отечественной промышленностью.

Острые края «Платформы»

Заказчик хотел, чтобы в результате был разработан облик будущих СКШТ с такими характеристиками, которые значительно превосходят возможности нынешней серийной техники. Несколько цифр. МЗКТ-79221 выдает на шоссе максимум 40 километров в час, в НИР «Платформа» для перспективных шасси с аналогичной формулой эта скорость обсуждалась как средняя при движении по грунтовым дорогам, а по твердому покрытию – не менее 60 километров в час. Наибольший угол преодолеваемого подъема для МЗКТ-79221 – 10 градусов, для перспективных СКШТ его утроили. Значительное увеличение закладывалось и по другим параметрам: запас хода – соответственно 420 и 1200 километров, ресурс до первого капитального ремонта – 40 тысяч и 200 тысяч километров, глубина преодолеваемого брода – 1,1 и 1,8 метра. «КамАЗ» захотел, что называется, перепрыгнуть через поколение.
По результатам предварительных исследований основным соисполнителем работ НПЦ СМ МГТУ им. Баумана был предложен облик перспективных СКШТ с нетрадиционными техническими решениями, включающий модульную компоновку, САУД, ЭМТ, ВРУ, длинноходовую управляемую подвеску колес. Предполагалось изготовить макетный образец с ЭМТ со схемой «мотор-колесо» (в составе мотор-колес планировали применить модернизированные асинхронные ТЭД, использованные ранее в НИР «Бальзамин») и испытать его для проверки правильности выбранных решений.
Руководители НИР при должной организации работ могли предусмотреть мероприятия по изучению реальности достижения заданных параметров и на основании выводов изготовить несколько макетных образцов, провести сравнительные испытания. Но что-то помешало.
В приложении № 1 к Решению от 20 апреля 2009 года был изложен технический облик макетного образца грузоподъемностью 40 тонн (колесная формула 8х8), который следовало построить и испытать. Отдельные указанные параметры были ниже намеченных и даже уже достигнутых для шасси 8х8. Так, наибольшую глубину преодолеваемого брода для макетного образца в документе записали 1,3 метра (для сравнения: МЗКТ-7930 – 1,4 м), запас хода – не менее 1000 километров (МЗКТ-7930 – 1157 км по расходу топлива). Было определено, что опорно-ходовой модуль будет включать мотор-колесо, другие варианты не рассматривались. Тем не менее этот замысел был бурно обсужден и одобрен на нескольких научно-технических советах ГАБТУ.
“ Конструкторы с многолетним опытом проектирования давно заметили: без новой шины нет новой машины ”
Почему же была выбрана схема «мотор-колесо»? Конструкторы, обладающие опытом, легко могут доказать расчетами, что иначе невозможно выполнить желания заказчика. Разработка шасси с ВРУ и длинноходовой подвеской, позволяющей менять клиренс в пределах плюс-минус 400 миллиметров, является крайне сложной технической задачей. Решить ее на серийных СКШТ военного назначения пока не удалось никому в мире.
Длинноходовая подвеска необходима для внедорожных многоосных шасси, чтобы улучшить проходимость: вывешивание колес во время движения по пересеченной местности может привести к снижению тягового усилия, деформации и даже разрушению рамы шасси. Использование схем раздачи мощности по колесам от редукторов, расположенных внутри рамы, влечет за собой применение карданов, а длинные ходы подвески ведут к работе карданных передач на недопустимых углах, что оборачивается поломкой.
Возникли также значительные проблемы производственного характера: технологии и база по изготовлению ГМП для колесной ВАТ Россией утеряны. Напротив, основному соисполнителю было понятно, какая кооперация изготовителей комплекта тягового электрооборудования (КТЭО) для схемы «мотор-колесо» будет задействована в НИР «Платформа».
Техническим обликом определялось использование на макетном образце крупногабаритных шин модели ВИ-178АУ, созданной еще во времена СССР. Ошибкой головного исполнителя стало игнорирование необходимости разработки новой шины, хотя конструкторы с многолетним опытом проектирования СКШТ давно заметили, что без новой шины нет новой машины. Ограничения скорости СКШТ особо большой грузоподъемности накладываются в первую очередь характеристиками применяемых шин. Вероятность их отказа на больших скоростях очень высока.

Конструкторов пришлось искать по ходу

Особо следует сказать о выборе дизель-генераторной установки. У основного соисполнителя работ были предложения по отечественным двигателям как для макетного образца, так и для будущего семейства СКШТ. Однако руководство головного исполнителя НИР навязало условия, при которых решение по выбору мотора принимает ОАО «КамАЗ». В результате для макетного образца был безальтернативно предложен двигатель марки Detroit Diesel мощностью 675 киловатт (918 л. с.). Пикантность ситуации придает то, что американская компания Detroit Diesel входит в концерн Daimler AG, который незадолго до этого приобрел 10 процентов акций ОАО «КамАЗ» (позже этот пакет был увеличен до 15%).
Вряд ли у «КамАЗа» были планы по локализации производства американского движка в России, так как в Набережных Челнах знали о том, что Госдепартамент США даже в лучшие времена «дружбы» строго запрещал передавать в РФ технологии и лицензии на изделия мощностью более 400 лошадиных сил. Не помогло бы и то, что новый стратегический партнер Daimler в Евросоюзе предлагал Detroit Diesel под маркой Mercedes-Benz. В документах НИР «Платформа» можно встретить упоминание и о других иностранных двигателях, например MTU R1238K40-1822. Думали ли руководители НИР о том, что инофирмы в любой момент могут отказаться от сотрудничества? Как хотели решить задачу, если основной целью НИР являлось определить направления создания СКШТ на отечественной промышленной базе и разработать ТТЗ на последующую опытно-конструкторскую работу? Вопрос риторический.
Сегодня, спустя несколько лет результаты НИР нельзя считать положительными. Одной из причин можно назвать кадровый голод головного исполнителя. Повторим: до начала выполнения НИР «Платформа» на «КамАЗе» вообще не было специалистов в области СКШТ – конструкторов пришлось искать и обучать по ходу дела. Так, до ноября 2009 года, то есть уже в самый разгар НИР, в подразделении главного конструктора по новым проектам НТЦ ОАО «КамАЗ» не было ни одного специалиста по электроприводу, а уровень знаний приступавших к работе оказывался недостаточным.
Тем не менее следует отдать должное главному конструктору проекта, который приложил максимум усилий, чтобы найти профильных спецов на Крановом заводе и Заводе транспортного электрооборудования (ЗТЭО), находящихся в Набережных Челнах.
На этапе НИР «Платформа» не было и всесторонних экспертных оценок. Топ-менеджеры «КамАЗа», руководившие работой, определяли соисполнителей самостоятельно. Хотя если бы в качестве таковых привлекли ведущие НИИ и КБ, имеющие еще со времен СССР успешный опыт разработки тяговых электроприводов, они бы выполнили все задачи, включая изготовление и исследовательские испытания комплектов оборудования для полномасштабных движущихся макетов с разными схемами и конструктивными решениями. Предложенные для выполнения НИР «Платформа» асинхронные ТЭД с масляным охлаждением имели огромную массу (более чем пятикратное превышение значения, реализованного в опытном ТЭД, относительно заданного в техзадании) и обладали низким коэффициентом полезного действия на пусковых режимах. Полноценные испытания ТЭД (нагрев, длительная работа на номинальной мощности, при разных температурах, влажности, иных внешних факторах и др.) не были проведены из-за отсутствия собственного стендового оборудования и нежелания «КамАЗа» договориться с соседним профильным заводом (ЗТЭО). Поэтому надежность и эффективность ТЭД не была оценена в полной мере.
Во время выполнения работ появились вопросы к преобразователям тягового генератора и электродвигателей, к системе управления, но выявленные проблемы также не были решены. Молодые специалисты на этапе НИР не рискнули потребовать от руководства проведения повторных полноценных испытаний. Позже это негативным образом отразилось на ОКР.
Решение «головника» применить на макетном образце КамАЗ-7950 неподходящий двигатель Detroit в значительной степени предопределило дальнейший ход работ. Использовать проверенные решения по агрегированию указанного двигателя с каким-либо отечественным тяговым генератором, наилучшим по конструкции и характеристикам, было невозможно. Для дизель-генераторной установки вынужденно был выбран тип генератора, никогда ранее не применявшийся в качестве тягового ни в отечественных, ни в зарубежных разработках, – вентильно-индукторная машина с независимой обмоткой возбуждения. Конструкция генератора не позволяла его использовать на отдельных режимах работы дизельного двигателя, также выявлена недостаточная мощность по результатам испытаний. Шум индукторного генератора (около 100 Дб) значительно превышал требования, предъявляемые к ВАТ. Но специалисты компании-соисполнителя и создатели генератора оказались в жестких рамках, не позволявших найти приемлемые решения.
В техническом облике снаряженная масса макетного образца была указана равной 20 тоннам. Нетрадиционные технические решения предполагают отказ от тяжеловесных карданов, поэтому следовало ожидать значительного снижения массы относительно предшествующих поколений СКШТ. По факту этот параметр у макетного образца КамАЗ-7950 получился вдвое больше – около 40 тонн. Кроме того, «КамАЗ» для проектирования макетного образца взял за основу раму от шестиосного шасси МАЗ-547В, а это много тонн лишнего веса. При выполнении НИР такие решения допустимы. Но как показал дальнейший ход ОКР, тревожный звонок увеличения снаряженной массы в ходе НИР прозвенел для «КамАЗа» впустую – расчет массы макетного образца так никому и не поручили.

Засекреченные инновации

Приходится с сожалением констатировать: в НИР «Платформа» не выполнены не только сопутствующие, но и многие необходимые исследования, которые позволили бы решить ряд важных технических проблем. Этому есть только одно оправдание: сворачивание НИР и разрушение военной науки в период 2008–2012 годов было повсеместной практикой.
Результаты НИР дали пищу для размышлений специалистам основного соисполнителя и кооперации. Макетный образец все же поехал, пусть и с трудом, что является огромным достижением исполнителей. Но «КамАЗ» не позволил провести исследовательские работы с макетом – разработчикам-идеологам этих инноваций не дали даже приблизиться к макету для испытаний, и это еще одна ошибка.
В ходе НИР следовало создать новые методики испытаний СКШТ с НТР, изучить потребности генеральных заказчиков ВВТ, учесть пожелания головных разработчиков ВВТ. Этим вопросам не было уделено должного внимания. Исследования на отбор мощности от генератора для обеспечения работы агрегатов надстройки в движении макетного образца не проводились, что в дальнейшем сказалось на выдаче частных техзаданий изготовителям КТЭО.
Все проекты техзаданий кооперации ОКР были НПЦ СМ МГТУ им. Баумана подготовлены с учетом результатов НИР «Платформа». Однако «КамАЗ» в связи со сменой кооперации даже не стал обсуждать эти ТЗ.
Не решены в НИР вопросы защиты от новых типов высокоточного и электромагнитного оружия, средств РЭБ, снижения заметности в инфракрасном и радиодиапазонах. Не проверена правильность технических решений применительно к условиям Арктики, влажному климату, пустынной и горной местности. Не были досконально проработаны вопросы по использованию накопителей энергии и по их эксплуатации – испытания не проводились. В полном объеме не изучены вопросы защищенности шасси от подрыва на минах – ограничились разработкой и изготовлением кабины.
Руководители работ со стороны «головника» явно торопились, и как только наступил подходящий момент (после показа министру обороны Сердюкову), началась подготовка технико-экономического обоснования для проведения ОКР. В качестве задела разработали и подготовили множество новых и уточненных технических решений, но, как показала практика, ни одно из них в части ЭМТ в дальнейшем не было востребовано. Подвеску пришлось переделывать, дизельные двигатели взять у другой инофирмы.
А когда к разработчикам пришел необходимый опыт, «КамАЗу» уже в третий раз пришлось начинать все с нуля и разрабатывать СКШТ со схемами, отличными от «мотор-колесо». И даже вернуться на поколение назад, то есть к механической трансмиссии. Каков будет окончательный результат – пока неизвестно.

Александр Привалов,
главный редактор «Автомобильного каталога»
Опубликовано в выпуске № 48 (712) за 13 декабря 2017 года