Вадим Котляров
(записки испытателя)
Фото из архива автора.
Авторевю № 20, 1994г.

Уже в ходе испытаний второй серии опытных образцов Нивы стало ясно, что получается вполне приличный джип. А не сделать ли плавающую модификацию? Ведь если к талантам нашего полноприводника добавится способность форсирования водных преград вплавь - ему цены не будет! А то порой какая-нибудь плюгавенькая речка-переплюйка встает на пути неодолимым барьером...

И был составлен эскизный технический проект на «автомобиль для рыбаков и охотников, способный преодолевать водные пpeгpaды». Подвернулся и заказчик. Скажем так, одно из союзных министерств.

В нашем Центре Стиля были сделаны в натуральную величину два варианта деревянного макета. Автором обоих был молодой дизайнер A.Еремеев. Макеты получились весьма оригинальными и необычными, а после обсуждений на техсовете был выбран один из них (см. фото). Теперь можно было приступать к нeпocредственному проектированию.

Деревянный макет 11. Даже шины вырезаны из дерева.

Всеми работами по этой машине, как и по Ниве, руководил П.М.Прусов, выросший к тому времени до начальника бюро общей компоновки (ставшего впоследствии отделом).

Помню первые совещания по выработке концепции будущей амфибии - то, что называют «мозговым штурмом». Наличие базовой машины заранее исключило все дискуссии по поводу вариантов кинематической схемы. Все было ясно и так - полностью используются двигатель и шасси Нивы. Кузов - водоизмещающий, двухдверный, открытый, с мягким съемным верхом. Ветровое стекло - плоское, откидывающееся вперед. Движение на плаву - за счет вращающихся колес, находящихся целиком в воде (они полностью «вывешены», то есть находятся в крайнем нижнем положении «отбоя», как на подъемнике). Oт гребного винта со сложным приводом отказались сразу и не прогадали. Для повышения проходимости и более уверенного выхода из воды было решено увеличить размерность шин с б.95" - 1б" до 8" - 1б" (то есть ширина шин возрастала со 175 до 205 мм с соответствующим увеличением и внешнего диаметра). Это потребовало, в свою очередь, увеличения передаточного числа главной пары мостовых редукторов (i = 4,78). Правда, очень скоро пришлось о таком «улучшении» горько пожалеть, но об этом речь впереди.

Машина получила заводской индекс 2122. Так она и вошла в историю, как «двадцать вторая»- ни собственного имени, ни даже прозвища она так никогда и не удостоилась (более всего подошел бы «крокодил», ио это имя уже намертво прилипло к первым Нивам!).

Была сделаньы все необходимые чертежи первой серии (Э2122), по которым и были изготовлены летом 19176 года первые два образца - желтый и зеленый.

Образец первой серии (Э2122) перед входом в воду. Передний воздухозаборник закрыт номерным знаком.

Образцы были побольше Нивы и производили внушительное впечатление. Особенно бросались в глаза широкие шины ВлИ-б, сделанные по нашему заказу Волжским шинным заводом. Самым интересным было то,что «амфибийная суть» машины никак не проявлялась в ее внешнем облике! Думаю, что в практике мирового автостроения такого еще не было, по крайней мере, аналоги мне неизвестны.

У этих образцов был оригинально выполненный воздухозаборник моторного отсека: как и на деревянном макете, он размещался не на привычном месте перед радиатором, а наверху, в передней части плоского капота (на фотографиях это хорошо видно). Тем самым достигалась повышенная герметичность корпуса на плаву, особеннo - при входе в воду. Окно заборника имело ограждение в форме перекидного щитка. Откинутый вперед, он на плаву выполнял роль волноотражателя, а при движении на суше его надо было откинуть назад. Для плавания это решение оказалось идеальным, но на суше оно создало большие проблемы. И об этом ниже.

На самом первом образц (как и на макете) отсутствовали боковые окна в задней части тента. Первые же выезды выявили совершенно неприемлемую обзорность боковых задних секторов, и уже на втором образце такие окна появились.

Так получилось, что именно в это время у нас не оказалось свободных водителей-испытателей, поэтому мне пришлось самому принимать первый желтый образец из цеха и работать с ним какое-то время. Поэтому запомнилось все до мелочей.

Спустя некоторое время появились и водители, да и подключился к этой теме уже известный читателям инженер-испытатель О.Тарасов, с которым мы вместе работали над Нивой.

В первый же выезд на трек стрелка термометра вдруг быстро достигла красной зоны. Чертыхнувшись по поводу сборщиков, наверняка не заливших тосол в систему охлаждения, лезу под капот. Нет здесь все в норме. Ремень вентилятора тоже натянут по «сем правилам. Тогда, очевидно, где-то в системе воздух. Один за другим ослабляю хомуты верхних патрубков - нигде воздуха нет. Делаю еще круг. То же самое - температура растет непозволительно быстро. Возвращаюсь в цех,где вместе со сборщиками еще раз капитально все проверяем. Ничего не понимаю!

Опять выезжаю на трек. Тоже самое, даже один круг нельзя проехать! Тут уж са мого бросило в жар - да что ж это, мать твою, за нечисть? Стою на месте, двигатель - на холостых оборотах. Про стоял час - все нормально. Aгa, вот оно! Раз это проявляется только в движении, значит причину надо искать в чем-то другом!

Покосившись на упомянутую глухую панель перед радиатором, еду уже не в цех (сборщики свое дело сделали, теперь начинается наша работа - доводка). На своем испытательном участке прошу нашего механика Стаса Четверикова (читатель помнит eгo по работе с Нивой) вырезать в панели перед радиатором горизонтальное отверстие по краям подштамповки под номерной знак. Опять выезжаю на трек. Машина неузнаваема! Круг за кругом - все в норме!

Причина крылась в аэродинамике. Плоский «лоб» передка, толкая перед собой слой уплотненного воздуха, «оттягивал» eгo от зоны воздухозаборника - и крыльчатка вентилятора работала при движении практически вхолостую. На втором образце такое отверстие в передней панели сделали по нашей просьбе еще в цехе - оно конечно,получилось более аккуратным, почти «фирменным».

Итак, сколь ни заманчива была эта идея глухой передней стенки моторного отсека, пришлось от нее отказаться. На всех последующих образцах забор воздуха при езде на суше осуществлялся уже спереди (как у всех). На плаву же этот передний воздухозаборник закрывался специальной откидной крышкой, и воздух поступал сверху. Конструкция этой крышки постоянно совершенствовалась и была, в итоге, доведена до оптимальной.

A на данных образцах пришлось эту дыру перед входом в воду закрывать номерным знаком (разумеется, с резиновой прокладкой), переставляя его с бампера. Это несколько увеличивало время подготовки к «плаванию», но другого выхода у нас не было. Обкатав машину и устранив неизбежные на первых порах дефекты, стали готовиться к первому «плаванию». Есть у нас рядом с городом живописнейшее место - Васильевские озера. Там и решили провести первую пробу.

На кромке берега для страховки поставили Ниву, зацепив за нее длинный трос. Еще раз проверяю все уплотнения.

Образец первой серии. Первый вход в воду.

Дно у берега пологое, без ям и обрывов (предварительно разведали, конечно). На первой пониженной передаче, с заблокированным межосевым дифференциалом осторожно вхожу вводу. Вот глушитель (он расположен спереди под бампером) скрывается под водой, и сразу обычный шум выхлопа сменяется хлюпающим бормотанием - выхлоп на плаву производится в воду. Всплывает передок, а вскоре и вся машина покачивается на волне. Плывем! Выключаю передачу и начинаю смотреть во все глаза - нет ли течи. Через уплотнители двереи подкапывает, но это ерунда. Вылезаю на берег, открываю капот - и в моторном отсеке больших течей нет. Ну что ж, тогда - поехали!

Включаю первую передачу (пониженный ряд), прибавляю «газ». Есть продвижение! Колеса бешено «молотят» воду, двигатель ревет, включаю вторую - машина пошла явно быстрей! Включаю третью. Вот оно! На полном дросселе обороты двигателя около 4000 об/мин, и движение вполне уверенное. Четвертую передачу явно можно не включать, но все же пробую. Обороты сразу резко падают ясно, что двигателю непомерно тяжело. Перехожу опять на третью пониженную - пpeкрасно! Последующие замеры с аппаратурой подтвердили, что первое впечатление - самое верное. Именно на этой передаче получилась и самая высокая скорость (4,3 км/ч- очень неплохо «с колес»), и вполне приличное тяговое усилие «на швартовых» - 60 кгс.

Тут надо пояснить, это эффект движения автомобиля за счет вращения полностью погруженных в воду колес в основном объясняется увеличением давления на глубине - колеса как бы «отталкиваются» от более плотныхнижних слоев воды (строго говоря, на тягу влияют и некоторыс другие факторы, но в меньшей степени).

Пробую маневрировать. На удивление оказалось, что машина прекрасно слушается руля - не хуже, чем на дороге. Чуть накренясь наружу, она уверенно описывает круг. Пробую в другую сторону - то же самое. Замеры впоследствии показали, что радиус разворота (на плаву он именуется «радиусом циркуляции») - такой же, как па суше! 3абегая вперед, скажу, что потом сие немало удивляло всех - это была ее «изюминка»!

Вода все-таки понемногу просачивалась внутрь. Включаю откачку из моторного отсека - идет довольно приличная струя.

Пора из воды выбираться. На полном ходу подхожу к берегу, и, как только передние колеса касаются грунта (это заметно по резкому падению оборотов двигателя), быстро переключаюсь на первую передачу. Машина уверенно выползает на сушу.

Образцы первой серии. Выход из воды на берег.

Что ж, первая проба сил оказалась на редкость удачной. Будут впереди еще многие десятки часов плава (опытная работа отнимает много времени), Но тот пepвый выезд на озеро навсегда останется в памяти.

Очень высоким оказался и уровень проходимости. Сравнительно легкая машина (в полтора раза легч» УАЗа) на болыпих и широких шинах, с достаточно мощным двигателем 1,6 л творил буквально чудеса. Ни в чем и нигде нс уступая УАЗ-469Б, она в некоторых случаях (к примеру, на сыпучем песке) была да жс лучше. Плюс унаслсдовашля от Нивы способность к динамическому преодолению препятствий «с хода».Фантастический был автомобиль! До сих пор наши испытатели с почтением его вспоминают - таких машин (это относится и к образцам второй серии) у нас больше никогда не было!

Конечно, проблем на первых образцах оказалось предостаточно, и это понятно - мы шли в неизведанное. Взять хотя бы перегрев агрегатов трансмиссии. Оснастив машину датчиками, мы при первом же выезде буквально ужаснулись. У всех агрегатов, находившихся внутри кузова (редуктор переднего моста, коробка передач и раздаточная коробка), температура очень быстро достигала запредельных значений. Было ясно, что надо их как-то охлаждать.

Но самым крупным недостатком оказалась низкая надежность трансмиссии. Трещало все - сцепление, коробка, раздатка, мосты! В
итоговом отчете это, конечно, нашло свое отражение (хотя истинные причины для нас оставались тогда не до конца ясными). Но наши заказчики никак не хотели с эим считаться - настолбко велико было их желание получить на серийных вазовских узлах такой уникальный набор достоинств!

И они настояли на изготовлении еще двух таких же образцов, но уже для совместных испытаний. Эти образцы второй серии (2Э2122) были собраны осенью 1978 года. Окрашены они были в необычный серо-голубой цвет, и уже поэтому запомнились хорошо. Oт первых образцов их можно было легко отличить по огромному переднему воздухозаборнику, сделанному явно с запасом (исправление ошибок первой серии).

Образец второй серии (292122) - «ушастик». Таким он вышел из экспериментального цеха.

К тому же, они вышли из цеха с несуразно большими боковыми зеркалами от КамАЗа и сразу же были окрещены «ушастиками». 3еркала эти появились потому, что у нас, испытателей, были замечания по первой серии (там стояли маленькие «жигулевские» зеркала, к тому же - далеко от водителя, на крыльях). До сих пор меня не покидает мысль, что с этими «камазовскими» зеркалами конструкторы нас просто разыграли. Такие «уши» напрочь перекрывали водителю боковую обзорность (за ними свободно «прятался» грузовик) и были вскоре заменены на зеркала от ГАЗ-53 - эти оказались в самый раз и впоследствии прижились.

Была и еще одна новинка. Днище за раздаточной коробкой и оба борта были выполнены двойными. Вентилятор двигателя, прососав воздух через радиатор, гнал его дальше, обдувая коробку передач и раздаточную коробку. Затем через двойные пол и борта воздух выбрасывался наружу (в задней верхней части каждого борта имелась для этого специальная решетка - на плаву она будет достаточно далеко от воды).

Скажу сразу, что эффект оказался минимальным агрегаты грелись по-прежнему. Все оказалось совсем не так просто и отняло массу времени и сил. Осложнялось все и тем, что внутренняя аэродинамика герметичных отсеков оказалась даже теоретически не проработанной. Во всяком случае, ни один НИИ за нее не взялся. Пришлось впрягаться самим и решать эту проблему старым и проверенным (хотя и очень трудоемким) методом тыка, то бишь проб и ошибок. И она решилась безо всякой посторонней помощи!

Образец второй серии. Определение угла поперечной устойчивости на поворотной платформе (он составил почти 50 градусов).

A в остальном все эти образцы от первых ничем не отличались. Испытания второй серии велись практически весь 1979 год. В итоге с надежностью все повторилось точь-в-точь: чудес в технике не бывает.

  
Демонстрация водоходных качеств на высшем уровне. Рядом с водителем - замминистра автомобильной промышленности E.A.Башинджагян.

Убедившись, что проблема не надуманная, заказчики тоже подключились к работе. В одном подмосковном институте удалось замерить и сравнить моменты инерции колес: опытного 8-16" и серийного 6.95-16". Оказалось, что у первого он в полтора раза больше! Это раз.

Второе - сцепление широких шин ВлИ-6 с дорогой было явно выше, чем у серийных ВлИ-5. Хотя эту разницу и не удалось установить количественно (не оказалось нужной аппаратуры), но все было видно и без этого, невооруженным глазом. Приведу простой пример. При замере времени разгона с места до 100 км/ч методикой предусмотрено предельно резкое трогание («раскрутка» двигателя до максимальных оборотов и «бросок» педали сцепления). Так вот, на обычной Ниве ведущие колеса при этом непременно пробуксовывают даже на сухом бетоне. На «22-й» с широкими шинами такой пробуксовки не было! После «броска» педали сцепления автомобиль некоторое время (вполне ощутимое!) продолжал стоять на месте! При этом нутром ощущалось, как буксует сцепление, «закручиваются» все валы, полуоси и т. д. И только после этого автомобиль нехотя трогался и начинал разгоняться.

Вот эти два перечисленных фактора и нагружали трансмиссию до запредельного состояния. Что называется, «приплыли». Теперь уж и заказчики воочию (не поверив нам раньше и потеряв на этом два года) убедились, что дело действительно серьезное. Под ударом оказалась сама суть этого проекта - максимальная унификация с «нивовскими» узлами.

В общем, все надо было начинать заново.

Пришлось уйти от широкопрофильной экзотики и вернуться к старым проверенным шинам ВлИ-5. Да и передаточное число главной пары обоих ведущих мостов уменьшили до i = 4,44.

Ходовой макет на базе кузова второй серии, но уже на «маленьких» серийных шинах ВлИ-5. Средняя Азия, 1980 год.

В принципе, этого должно было хватить. Но заказчик, пугавший нас (и себя, в первую очередь) жесткими условиями эксплуатации и «зациклившийся» поэтому на надежности, настоял и на уменьшении мощности двигателя. Так, на машине и появился мотор рабочим обьемом 1,3 л (конечно, это было явной перестраховкой).

Короче говоря, началось проектирование совсем другого автомобиля - поменьше и полегче. К тому времени ведущим конструктором этой машины был назначен В.Доманский, пришедший к нам с УАЗа и имевший немалый опыт по разработке внедорожных полноприводников. Только вот счетчик времени, увы, опять пришлось устанавливать на нуль. В испытаниях образовалась невольная пауза, из которой надо было извлечь максимальную пользу. Помните проблему с перегревом узлов? Так вот, начали мы с конструкторами этот клубок помаленьку распутывать. Взяли отработавший свое образец второй серии и установили на него двигатель, мосты и шины согласно новой концепции (чтобы все было, как надо) получился так называемый «ходовой макет».

И начали мы в этом кузове (благо он свое отработал и его было не жалко) «вертеть» всяческие дыры, пытаясь ответить на главный вопрос - почему же продувка агрегатов на второй серии оказалась неэффектнвной?

Первым нашим шагом были отверстия в порогах. Отбросив пока вопросы плава, просто выпустили весь воздух, продувающий агрегатный отсек, наружу, не заставляя его протискиваться через лабиринты двойных стенок. Это было нужно, чтобы проверить идею в целом. По сути, агрегаты ведь обдуваются горячим воздухом из моторного отсека. Срабатывает ли это? Утешало, правда, то, что для нагретого до 150 градусов агрегата 100-градусный воздух является чуть ли не прохладным. Во всяком случае, он способен еще отобрать немало тепла. Проверка на беговых барабанах нашей динамометрической камеры показала, что так оно и есть.

Убедившись, что в принципе все решаемо, заглушили ненужные уже дыры в порогах и стали снижать сопротивление воздуховодов. При этом удалось выяснить главное - «осечка» с продувкой агрегатов на второй серии произошла по двум главным причинам. Во-первых, сечение воздуховодов оказалось чересчур «зажатым», из-за чего поток воздуха сильно тормозился. И во-вторых - поток три раза «переламывался» под прямым углом, что еще больше увеличивало сопротивление. В результате скорость потока была недостаточной, и агрегаты толком не обдувались. Это все было учтено, и кузов данного макета был основательно переделан. Проходные сечения были увеличены (в меру, конечно - между ними и скоростью потока есть определенная взаимосвязь). А в местах «переломов» потока появились необходимые скругления.

Вдобавок на этом же макете редуктор переднего моста убрали из непродуваемого «мешка» под двигателем и закрепили его снаружи днища на специальном подрамнике. Теперь он будет, как на Ниве, обдуваться при движении окружающим воздухом.

Лезем опять в динамометрическую камеру. Результаты обнадеживают, похоже, все получается.

Теперь надо ехать в Среднюю Азию (дело было олимпийским летом 1980 года) для проверки в реальных условиях, в том числе и на сыпучем песке при 40-градусной жаре.

Смешная это была машина! Кузов-то был взят прежний, большой, с громадными колесными арками под большие и широкие шины. А поставили мы серийные маленькие ВлИ-5! Да еще этот варенный-переваренный кузов окрасили той краской, какая попалась под руку - ярко-голубой. Можете себе представить!

Образец был весь увешан датчиками, в общей сложности их было около пятидесяти. А прибор - всего один, на 10 каналов (о многоканальных самописцах тогда можно было только мечтать). Так и работали в Туркмении целый месяц, переключаясь с одного пучка проводов на другой (всего их было пять).

В принципе, идея оказалась здравой. Горячий воздух из моторного отсека, как и в динамической камере, успешно охлаждал агрегаты (которые выдерживают гораздо более высокую температуру, чем двигатель). Да и передний мост, обдуваемый воздухом, сразу перестал греться.

Осталось решить последнюю задачу - правильно распорядиться потоком воздуха. Тут ведь есть противоречия. Чтобы нормально «дышал» двигатель (вернее - eгo вентилятор с радиатором), лучше всего вообще снять капот: снизу-то моторный отсек наглухо закрыт! Но при этом в «тоннель» к агрегатам воздух, конечно, не пойдет и никакой продувки не будет. А вот для агрегатов лучше всего был бы абсолютно «глухой» капот - тогда вентилятор будет гнать весь воздух только на их продувку. Но в этом случае быстро перегревается двигатель, так как в отсеке создается «подпор» (аэродинамическое сопротивление тоннеля и воздуховодов, как ни крути, все же довольно высоко). В результате радиатор почти не «дышит». В общем, хвост вытащил - нос увяз, и наоборот.

Поэтому в капоте надо делать какую-то калиброванную решетку для выпуска части воздуха наружу и уменьшения «подпора», чтобы и двигатель не грелся, и агрегаты успешно охлаждались. Вот на поиск этого оптимального баланса и ушло впоследствии несколько лет! Было перелопачено бесчисленное количество вариантов. Не надо думать, что этот поиск велся вслепую - продвижение вперед было достаточно осмысленным (хотя в наших условиях делать работу серьезного отраслевого НИИ было чрезвычайно трудно). В итоге нормально «задышали» и двигатель, и агрегаты. Мы сделали это!

Параллельно с работой над макетом была произведена опережающая проверка новой комплектации на надежность узлов трансмиссии. Чтобы не дожидаться новых образцов, ее провели в 1979 - 80 годах совместно с заказчиком на четырех Нивах, установив на них соответствующие двигатель и агрегаты (Нива с двигателем 1,3л имела индекс 21211). Результаты, естественно, оказались положительными: трудно было ожидать иного с такой перестраховкой по мотору!

К тому времени подоспели чертежи новых, полностью измененных - от кузова до колес - образцов третьей серии (ЗЭ2122), в которых было уже учтено многое из наработанного на тот момент. Они сразу же были запущены в изготовление.

В начале 1982 года был готов первый образец (сборка второго несколько задержалась, и он вышел из цеха только в середине лета). Образцы эти, как и все последующие, красились в темно-зеленый цвет.

Это была уже совсем другая машина. Компактная - в габаритах Нивы - она имела гораздо более «вазовский» вид, чем предыдущие монсгры.

  
Образец третьей серии (332122). На плаву.

Передний воздухозаборник здесь тоже был явно великоват, как и на второй серии (впоследствии его уменьшили почти вдвое). На плаву этот проем, как и на предшественниках, закрывался перекидным щитком, находящимся в передней части капота (что одовременно открывало верхний воздухозаборник). Прижатие щитка к резиновому уплотнителю, окаймляющему проем, обеспечивало надлежащую герметичность.

Образец третьей серии. Выход на крутой берег.

Образцы имели и двойной пол, и двойной правый борт с решеткой выброса воздуха в задней части (к тому времени уже выяснилось, что выброс через один борт эффективнее, чем через два - поток воздуха лучше организован). Редуктор переднего моста был отсоединен от двигателя, вынесен наружу и закреплен на подрамнике кузова. Это не только решило проблему его обдува, но и позволило значительно снизить общий уровень вибрации (прекратилась раскачка двигателя мощным реактивным моментом от редуктора). К тому же упростилось уплотнение передней части днища - исчезли громоздкие брезентовые чехлы приводов колес и рулевых тяг (это мы «поймали» еще на макете).

Вообще, об уплотнениях стоит поговорить особо. На образцах третьей серии их конструкция оказалась настолько удачной, что потом почти не переделывалась. Решение было простым и эффективным. По днищу ниже ватерлинии уплотнялись только выходы карданных валов, вал рулевой сошки и ось маятника. Всего четыре точки! Причем удалось обойтись без каких-либо сальников, то есть никаких трущихся уплотнений не было! Просто и надежно. Остается добавить, что днище снизу имеет несколько лючков для доступа к агрегатам - они закрываются герметичными крышками с резиновыми прокладками. Присутствует и обязательный для всех плавающих машин типовой клапан-кингстон (через него, к примеру, очень удобно было сливать после плава попавшую внутрь воду).

На первых порах вызывало опасения то, что нижняя часть боковых дверей на плаву находится ниже ватерлинии. Но страхи быстро развеялись - давлением воды дверь прижимало к уплотнителю в несколько раз сильнее, чем на суше.

Образец третьей серии. Восхитительное чувство кабриолета.

Заканчивая тему герметичности, скажем, что была еще одна серьезная проблема технологического порядка. Днище нашей маишины имеет достаточно сложную конфигурацию, что мешает выполнить его цельноштампованным. Оно состоит из нескольких панелей, которые свариваются между собой точечной сваркой (как и предполагалось в будущем производстве). При этом между точками сварки неизбежно получаются щели. Обычному-то автомобилю это ничем не грозит, но для амфибии - крайне нежелательно! Наши технологи долго ломали голову над этой проблемой, но так ни к чему и не пришли. Вроде бы где-то в «оборонке» имелась токопроводящая герметизирующая мастика, которая и решила бы все проблемы, но в те времена «выйти» на нее не удалось. Конечно, если бы дело дошло до производства, вопрос был бы непременно улажен. Но так как этого не произошло, то он и остался пока открытым...

Продолжение: Как «Ниву» научили плавать (Часть 2)