По теме «Каратель»
По теме «Каратель»
Завод имени И. А. Лихачева на протяжении многих лет исправно пополнял арсеналы оборонного ведомства нашей страны разнообразной военной техникой. И хотя сейчас предприятие исключено из списков поставщиков армейских машин, его специалисты до последнего времени не прекращали работу над новыми образцами. Об этом свидетельствует, в частности, опыт создания перспективного поколения полноприводных автомобилей многоцелевого назначения.
Истоки
История проекта восходит к ноябрю 2001 г., когда в соответствии с решением пленума Научно-технического комитета Главного автобронетанкового управления (ГАБТУ) Министерства обороны России и техническим заданием №2-99 от 15 апреля 2002 г. ряду автозаводов страны предложили участвовать в НИР по теме «Каратель», предусматривающей разработку технического проекта семейства армейских автомобилей многоцелевого назначения грузоподъемностью от 1 до 2,5 т в 2010-2015 гг.
АМО «ЗИЛ» также вошел в круг тех организаций, которые привлекались к проекту на конкурсной основе. В течение 2003 г. на заводе изучались возможности участия его в разработке многоцелевого автомобиля с колесной формулой 4x4 грузоподъемностью 2,5 т с учетом военного и гражданского применения. Однако в конце года руководство предприятия, ссылаясь на занятость конструкторско-технических служб и опытного производства завода проектированием и постройкой макетных образцов армейских автомобилей типа 4x4 и 6x6 (грузоподъемностью, соответственно, 2,5 и 4 т) по теме «Калам», уведомило МО о том, что АМО «ЗИЛ» не сможет в полном объеме участвовать в работе над новым проектом.
И все же спустя 5 лет, в начале 2008 г., мэр Москвы Ю. Лужков поручил генеральному директору управляющей организации ЗАО «Московская автомобильная компания» (МАК) К. Лаптеву возвратиться в инициативном порядке к вышеуказанной теме с учетом подготовленного ранее тактико-технического задания Министерства обороны. Получив согласие военного ведомства, в апреле того же года на ЗИЛе приступили к разработке эскизного проекта семейства автомобилей 4x4 многоцелевого назначения грузоподъемностью 2,5 т в соответствии с темой «Каратель». Новый образец получил обозначение ЗИЛ-3901.
Почему же машины упомянутого типа столь сильно заинтересовали российских военных специалистов?
Дело в том, что в последние 15-20 лет в мире принципиально изменились технологии войн. С одной стороны, принципиально новым стали скоротечные действия различных войсковых соединений на больших плацдармах с применением новейших средств вооружения и техники, с использованием автоматизированного управления всем процессом боевых действий («Буря в пустыне», 1991 г.; «Свободный Ирак», 2003 г.).
С другой стороны, участились внутренние вооруженные конфликты на этнической и религиозной основе, которые характеризуются террористическими актами, часто происходящими на улицах поселков и городов и даже на отдельных объектах и в жилых домах. Это и потребовало создания специальных сил, оснащенных высокоэффективными средствами противодействия для захвата объектов внутри мирных территорий.
В соответствии с изменением технологии войн должна меняться и военная техника. Например, за истекшие 15-20 лет в США получили жизнь три поколения военной колесной автомобильной техники, а в РФ и сегодня войска оснащены практически еще техникой советского времени.
Наконец, имеющиеся в нашей стране армейские бронированные автомобили полной массой более 10-12 т в силу своих значительных габаритов, неповоротливости, тяжелого вооружения, относительно малого ресурса и высокой стоимости не отвечают новым требованиям ведения боя в ходе локальных конфликтов, где нужна высокая мобильность и способность эффективно действовать в городах, на пересеченной местности или в горных условиях.
Один из эскизов будущего автомобиля.
Компьютерная модель автомобиля выполненная С. Саакяном.
Ставка на прогресс
Таким образом, перед конструкторами стояла задача – создать в классе автомобилей 4x4 новое поколение машин, которые должны отличаться высокими тягово-динамическими качествами, маневренностью и мобильностью, способностью нести самое современное вооружение и средства защиты. С позиции художественно-конструкторского решения новая техника должна обладать индивидуальной выразительностью внешних форм, технологичностью конструкции, возможностью бронезащиты экипажа, удобством в эксплуатации, а также допускать создание на основе базового кузова максимального количества модификаций для выполнения специальных армейских и народнохозяйственных задач.
Реализуя данную концепцию, утвердили два направления работ по формированию внешнего облика будущих автомобилей типа 4x4: проектирование образцов с двухобъемными кузовами и машины с однообъемным кузовом, о которой и пойдет речь.
Внешнюю архитектуру и интерьер автомобиля создали А. Чирков и С. Саакян. Последний вместе с заместителем директора по развитию АМО «ЗИЛ» – руководителем проекта инжиниринговой компании С. Ошурковым разработал общую компоновку шасси и кузова машины. Компоновку и размещение агрегатов выполнил ведущий инженер-конструктор А. Степанов, а расположение экипажа (бойцов) спиной к спине предложил К. Потехин. Руководителем разработки эскизного проекта и ходового макета назначили заместителя главного конструктора АМО «ЗИЛ» В. Мазепу.
Нельзя не сказать, что автомобиль с однообъемным кузовом оригинального дизайна, ставший детищем группы молодых проектировщиков, появился в неординарно короткий срок для такого рода изделий. Работа от первого эскиза до постройки ходового посадочного макета была выполнена с мая по сентябрь 2009 г.
В ходе проектирования новой машины осуществлялось взаимодействие АМО «ЗИЛ» с различными профильными организациями, такими как РКК «Энергия», МАМИ, ЗАО «Форт Технология», НИИ «Стали», ОАО «Институт пластмасс им. Г.С. Петрова», МГТУ им. Баумана, НТЦ «Мультисеть», НИИИ-21 МО РФ и др. При этом был собран и обобщен аналитический материал по автомобилям многоцелевого назначения зарубежного и отечественного производства, проводились исследования тактико-технических характеристик и ходовых качеств перспективных образцов совместно с подразделениями общевойсковых служб, ФСБ, ВДВ и МВД.
При решении поставленных задач был создан программный комплекс на базе продуктов компании PTC Pro/Engineer – Windchill, который связал весь процесс проектирования – от дизайна до конструкторско-технологической документации. Такой подход позволил заложить технические и компоновочные решения, дающие возможность применения на единой платформе различных кузовов, а в шасси – внедрения различных силовых агрегатов и агрегатов трансмиссии. Разработку конструкции макета автомобиля вели с использованием компьютерной технологии 3D, привлекая ограниченное количество исполнителей. Это позволило резко повысить качество и существенно сократить сроки выполнения проекта.
Проектирование велось с учетом тенденций в автомобилестроении,связанных с заменой литых деталей на листовые гнуто-сварные пространственные конструкции, позволяющие, помимо упрощения изготовления опытного образца, получить более прочные (жесткие) детали при меньшем их весе. Практическое применение получили методики, включающие весь комплекс работ – от компоновки изделия до лазерного раскроя. Трехмерное проектирование в сочетании с установкой лазерного раскроя позволило значительно сократить время на разработку и изготовление отдельных элементов шасси.
Оригинальная система боковых распашных створок.
Расположение мест для экипажа.
Бойцы без труда могут покидать машину благодаря широким дверным проемам.
Фамильные черты
В январе 2009 г. в модельном цехе ЗИЛа изготовили макет в масштабе 1:10 из алюминиевого сплава с учетом основополагающих компоновочных параметров: расстояние от опорных поверхностей колес до верхних полок лонжеронов рамы – 1000 мм; колея передних и задних колес – 2100 мм;величина колесной базы – 3800 мм.
При разработке дизайна кузова машины (декабрь 2008 – январь 2009 гг.) посадку экипажа выполнили по схеме 1+10, однако после коррекции моделей манекенов и согласования с потенциальными заказчиками экипаж уменьшили до 1+9. Места водителя и командира находятся в передней части кузова, по бокам рамы за линией двигателя. Шесть членов экипажа размещаются спина к спине на раме вдоль продольной оси. Два члена экипажа располагаются лицом назад в ряд между арками задних колес. При такой посадке обеспечивается круговой обзор и возможность ведения боя по всему периметру. Быстрое покидание кузова стало возможным благодаря широким дверным проемам.
В основу художественно-конструкторского решения машины положена идея создания неповторимого, ультрасовременного, грозного и агрессивного образа внедорожника, выполняющего не только утилитарные функции бронеавтомобиля, но и являющегося действенным психологическим оружием. Главными особенностями дизайнерского решения автомобиля стали «однообъемность» кузова, «агрессивная» решетка радиатора, «граненность» формы, сужение кузова к днищу.
Кузов автомобиля состоит из двух частей: передней и экипажной. Наклон передней и экипажной частей совпадает в месте их стыковки. Он продолжается на экипажной части, формируя наклон лобовых стекол, и через радиусный перегиб переходит в горизонтальную крышу. В результате, кузов образует однообъемную конструкцию, а также подчеркивает современность и динамичность автомобиля.
Задняя часть корпуса достаточно вытянута, что продиктовано возможностью размещения там бойца с пулеметом. Обрывается задняя часть вертикальной поверхностью с бойницей. В плоскостях, образующих сужение задка, имеются окна с бойницами для ведения огня двумя крайними задними бойцами. Аналогичным образом (вертикально) расположены и боковые плоские стекла с бойницами. Это обеспечивает хороший обзор бойцам, сидящим спинами друг к другу.
Крыша, лобовые стекла и капот продольно разделены на три части: среднюю и две боковых, расположенных под углом к средней. Средняя зона может варьироваться в зависимости от функции той или иной модификации.
По бокам крыша переходит в вертикальные стекла. Под стеклами поверхность двери имеет ступенчатый контур и к днищу сужается. Такое решение обеспечивает антифугасный эффект – сужение днища для уменьшения повреждения пассажирского отсека при наезде на фугас. Ступенчатое сечение автомобиля в поперечном направлении уменьшает площадь его поверхности, расположенную под прямым углом к направлению ведения огня.
Боковые двери образованы верхними и нижними створками, навешенными на корпус кузова с помощью наружно закрепленных петель, и обеспечивают быстрый вход и выход экипажа. Верхние двери открываются вверх, нижние вниз, образуя подножку, не выходящую за габарит автомобиля. Верхние створки в поднятом положении также не выступают за боковой габарит автомобиля, что позволяет ему двигаться с открытыми дверями и увеличивает возможности ведения боя. Задняя дверь состоит из трех створок: двух боковых, открывающихся вбок, и одной нижней, открывающейся вниз и образующей подножку.
Решетка радиатора сконструирована весьма оригинально. Она выполнена в виде трех вертикальных «пилонов» с прорезями, придавая автомобилю довольно агрессивный вид и подчеркивая его принадлежность к военной технике.
Передние блок-фары включают ближний и дальний свет, а также поворотник. Фара ближнего/дальнего света в зависимости от комплектации может быть как оригинальной прямоугольной, так и круглой, позаимствованной у выпускаемых в нашей стране грузовиков и спецтехники. Второй вариант удешевляет и упрощает конструкцию, делая ее более надежной и ремонтопригодной. Передние габаритные огни расположены в углах решетки радиатора. Задние фонари – прямоугольной формы, также широко используемые в нашей стране.
В итоге, благодаря новаторскому дизайну и реализации в конструкции целого ряда специальных решений внедорожник по теме «Каратель» отличается уникальным футуристическим внешним видом и не похож ни на один из имеющихся аналогов.
Задние откидные части корпуса обеспечивают удобную посадку и высадку бойцов.
Архитектуру автомобиля отличают граненые формы. Его снабдили прочной рамой и надежными агрегатами.
Под защитой брони
При создании армейского автомобиля для ведения боя традиционно сложной задачей является необходимость применения стальной брони, имеющей большую массу (120-140 кг/м2 ), уменьшающей грузоподъемность транспортного средства практически до нуля и снижающей его вместимость. Учитывая сравнительно малую допустимую полную массу нового многоцелевого автомобиля (не более 7-8 т), пришлось искать альтернативу стальной броне. В октябре 2008 г. зиловцы установили контакт с ЗАО «Форт Технология» ЦСН ФСБ, после чего начались исследования новых методов защиты при бронировании автомобиля с однообъемным кузовом. В итоге, макетные каркас и кузов «Карателя» выполнили с учетом требований возможного бронирования по классу 6а на основе современных видов керамики и/или высокоориентированного полиэтилена.
Предложенная конструкция автомобиля и кузова, посадка экипажа «спина к спине» позволяют вести круговой обзор местности и обстрел. Крыша и боковые поверхности кузова в максимальной степени приспособлены к боевым действиям, обеспечивая ведение огня из положения стоя и сидя. V-образная конструкция днища машины в сочетании с применением специальных антифугасных сидений позволяет существенно снизить воздействие на экипаж ударной волны взрыва под колесом или днищем автомобиля.
На каркас кузова могут навешиваться бронелисты различной степени защиты. Такое решение позволяет получить многофункциональный и легко ремонтируемый бронеавтомобиль. Наружное крепление дверей и люков обеспечивает сохранение кинематики открывания при использовании брони различной толщины.
Кузов имеет унифицированное крепление к шасси, что позволяет решать вопросы ремонтопригодности и универсальности при установке различных надстроек. Разработаны складывающиеся кресла с подвесным противоминным креплением, которые обеспечивают защиту экипажа при взрыве и позволяют оперативно трансформировать салон для перевозки раненых или различных грузов.
Спроектировано и изготовлено технологическое рабочее место водителя, предназначенное для установки на шасси автомобиля до монтажа на нем кабины или кузова. Это позволяет проверить функционирование всех систем автомобиля при пусках двигателя, а также перемещать своим ходом шасси с работающими органами управления.
Предполагаемые варианты комплектации автомобиля.
Возможное «боевое» применение «Карателя».
Испытания на проходимость.
Мобильная основа
Шасси выполнено как единое целое, а не набор отдельных узлов и агрегатов. При проектировании удалось решить сложные задачи по компоновке различных вариантов агрегатов. Расположение основных узлов автомобиля внутри рамы (обычно они располагаются по ее наружным поверхностям) позволяет в будущем использовать дополнительные объемы шасси для размещения вещевых ящиков и дополнительных топливных баков.
На машине используются 4-цилиндровый дизельный двигатель Cummins мощностью 185 л.с., механическая 5-ступенчатая коробка передач ZF S5-42 Ecolite, раздаточная коробка и ведущие мосты КАМАЗ с рессорной малолистовой подвеской.
Несущая рама с лонжеронами постоянной длины и сечения разработана как единый элемент, обеспечивающий оптимальное функционирование узлов и агрегатов автомобиля. Проектировщики отошли от конструкции рамы, характерной для серийных автомобилей ЗИЛ. Трубчатые поперечины сравнительно малого диаметра и с большой толщиной стенки заменили интегральными пространственными конструкциями. Элементы рамы обеспечивают максимально возможное количество функций. Так, в переднем подрамнике объединены передние кронштейны рессор, крепление гидроусилителя руля и центральные кронштейны стабилизатора поперечной устойчивости. Поперечины интегрированы с кронштейнами пневморесиверов. Поперечины и подрамники выполнены с максимальным сечением и минимальной толщиной стенки по технологии лазерного раскроя, гибки и последующей сварки.
По требованию заказчика макетный образец оснастили передовой системой видеонаблюдения, помогающей водителю двигаться в сложных погодных условиях и в ночное время. Машину оборудовали шестью внешними видеокамерами: две из них выполняли функции наружных зеркал переднего и заднего вида, две располагались спереди и две сзади. Изображение с камер выводилось на три дисплея, находящихся перед водителем.
В ходе совместных проработок с ЦСН ФСБ России в сентябре 2009 г. построили полноразмерный ходовой макетный образец автомобиля «Каратель». Его колея составляет 2100 мм, колесная база – 3800 мм. Масса снаряженного образца (без брони) достигает 4570 кг. Длина автомобиля равна 6330 мм, ширина – 2397 мм, высота – 2500 мм, размерность шин – 12.00R20, диаметр колес – 1140 мм.
Данная разработка защищена патентом на промышленный образец.
Подводя итоги
К макетному образцу еще на стадии подготовки эскизного проекта проявило интерес одно из Управлений антитеррора ФСБ РФ. Дважды проводилась демонстрация изделия с участием бойцов этого подразделения, оснащенных комплектом соответствующего обмундирования и вооружения. В октябре 2009 г. машину показали первому заместителю министра обороны – начальнику вооружения В. Поповкину и ГАБТУ МО РФ А. Шевченко.
Опыт, полученный во время разработки и постройки автомобиля многоцелевого назначения типа 4x4 по теме «Каратель», может быть использован при создании машин любого типа и класса, в том числе для использования по технологии двойного применения. Потенциальными заказчиками в России данного типа являются такие ведомства, как ФСБ, МО, МЧС, МВД и др.
В настоящее время ЗИЛ-3901 передали Камскому автомобильному заводу, который попытался сделать опытный образец «Карателя» на своей агрегатной базе.
Использованы иллюстрации из архива автора.
Вверху: вооружение республиканской армии, перешедшей после падения Каталонии на территорию Франции. Хорошо видны не менее восьми разнотипных эрзац-броневиков, а в правом нижнем углу просматривается советский грузовик ЗИС-5. Январь-февраль 1939 г.
Владислав Морозов