Снежная кавалерия

Снежная кавалерия

Для подавляющего большинства изготовленных в первые два десятилетия XX аэросаней века была типична четырехлыжная схема с передними управляемыми лыжами. Такие аэросани характеризовались большой массой, затрудненным страгиванием с места при примерзании подошв лыж, утомлявшими водителя повышенными нагрузками, значительным сопротивлением движению из-за прокладывания четырех колей при поворотах и другими недостатками.

Три или четыре?

К началу 1920-х гг. наиболее распространенной стала трехлыжная схема с передней управляемой лыжей. Переход к такой схеме позволил существенно снизить массу аэросаней, уменьшить требуемые для поворота физические усилия. В целом, трехлыжная схема при тех же силовых установках позволила создать аэросани с более высокими эксплуатационными параметрами. Однако для «трехлыжек» была свойственна недостаточная устойчивость на поворотах, особенно на больших скоростях, поэтому к концу 1930-х гг. перед конструкторами встала задача разработки четырехлыжных аэросаней со схемой, обеспечивающей движение задних лыж по следу передних. К конструированию новых аэросаней московский и горьковский коллективы приступили к зиме 1939-1940 гг.

Первоначально руководитель горьковского коллектива М.В. Веселовский был противником четырехлыжной схемы. Однако проведенные исследования на моделях и ходовой лаборатории наглядно показали, что во всех случаях, кроме движения по льду, четырехлыжные аэросани со всеми управляемыми лыжами (идущие по следу передних лыж задние не прокладывают новой колеи, что существенно снижает сопротивление движению) обладают более высокими эксплуатационными параметрами. Из-за отсутствия собственной производственной базы изготовление четырехлыжных аэросаней в Горьком не было организовано.

Аэросани НКЛ-18 на испытаниях в марте 1940 г.

Московский коллектив предполагал изготовить перспективные четырехлыжные аэросани НКЛ-18, или НКЛес 18, кзиме 1939-1940г. В новой машине использовались винтомоторная группа (ВМГ), лыжи и некоторые агрегаты оборудования серийных трехлыжных аэросаней НКЛ-16 (см. «ТиВ» №12/2011 г., №1/2012 г.). Новым был корпус, а также оригинальная система подвески и управления всеми четырьмя лыжами. Рулевой механизм размещался под корпусом аэросаней, что несколько повышало их центр тяжести. На НКЛ-18 применили достаточно архаичный скребковый тормоз.

Государственные испытания аэросаней НКЛ-18 прошли во второй половине марта 1940 г. в районе подмосковных Химок и поселка Хлебниково. Маршрут движения аэросаней пролегал в основном по целине. Профиль пути был ровный, за исключением переезда через ручей и спуска к каналу Москва-Волга в районе поселка Химки. Хотя НКЛ-18 на испытаниях управлял водитель московского коллектива Шкудов, во время одного из выездов за руль сел главный конструктор горьковского коллектива М.В. Веселовский. Во время кратковременных испытаний с нагрузкой из двух человек Веселовский выполнил на аэросанях несколько заездов по прямой со скоростями от 10 до 45 км/ч и порядка десяти кругов и восьмерок. Кроме того, НКЛ-18 испытывались с неполной (пять пассажиров) и с полной нагрузкой (восемь пассажиров).

При испытаниях с неполной нагрузкой аэросани уверенно двигались по целине, однако с полной нагрузкой не смогли преодолеть без разгона подъем около 15°. Машину пришлось освободить от пассажиров и воспользоваться помощью двух из них для движения на подъем. Замеренная на полукилометровой дистанции максимальная скорость составила 56,2 км/ч. При спуске на лед канала в районе Химок НКЛ-18 не смогли затормозить из-за неэффективности тормозов; аварии удалось избежать только благодаря усилиям водителя, сумевшего въехать на боковой откос съезда.

В целом в ходе испытаний подтвердилась достаточная устойчивость аэросаней, несмотря на более высокий центр тяжести по сравнению с серийными трехлыжными НКЛ- 16. Однако на этом преимущества НКЛ-18 заканчивались. Усилия на штурвале были отмечены как чрезмерные. При движении на скорости около 40 км/ч аэросани начинали «клевать» – возникали сильные продольные раскачивания машины. Корпус был признан тесным и неудобным, особенно для сидевших спереди пассажиров.

В целом по итогам испытаний применение четырехлыжной схемы признали правильным, но саму конструкцию НКЛ-18 оценили как неудачную и непригодную для серийного производства. Опытный образец после завершения испытаний оставили на заводе. Во время войны при эвакуации московского коллектива в Киров аэросани НКЛ-18 вывозить не стали. В марте 1942 г. комиссия Глиссерного завода (№41) в составе главного бухгалтера Лаврентьева, директора Кровякова и заместителя главного бухгалтера Грифшина осмотрела оставшиеся на территории завода полуглиссер НКЛ-29, водометный катер НКЛ-31, аэросани НКЛ-18 и ряд других машин. Мотор и лыжи аэросаней были сняты, а корпус после длительного хранения под открытым небом требовал капитального ремонта. Члены комиссии решили оставить НКЛ-18 на балансе завода с условной стоимостью 100 руб. как «опытный образец, представляющий ценность для дальнейшего проектирования». После войны, в 1945 г., катер НКЛ-29 отремонтировали и продали Северолесу, а вот НКЛ-18 восстанавливать уже не стали.

Поскольку аэросани НКЛ-18 показали в целом неудовлетворительные результаты, на Глиссерном заводе было решено сохранить производство трехлыжных аэросаней НКЛ-16, которые собирали до лета 1941 г.

Аэросани НКЛ-18. Крайний слева – М.В. Веселовский.

Аэросани НКЛ-16-41.

НКЛ-16-41

В августе 1941 г. ГКО поставил перед московским и горьковским коллективами задачу создания машин для нужд Красной Армии, способных передвигаться по снежной целине в условиях зимнего бездорожья, непроходимого для других видов механического транспорта. Объединенной конструкторской группой были спроектированы четырехлыжные боевые аэросани НКЛ-26 и транспортные НКЛ-16. От московского коллектива в этих работах принимали участие Н.М. Андреев, Ю.К. Барташевич, Х.М. Призмент, И.А. Сорокин, Ю.И. Тирман и другие. В основу проектирования указанных аэросаней были заложены дешевизна и максимальная простота постройки, допускающие их изготовление на заводах с простым механическим оборудованием, а также с использованием недефицитных материалов и некондиционных авиамоторов типа М-11, снятых с учебных самолетов У-2.

Опытные образцы новых аэросаней были оперативно представлены ГАБТУ и другим заинтересованным организациям для полигонных испытаний в летних условиях на колесах. На основании ряда постановлений ГКО и правительственных решений аэросани приняли на вооружение и утвердили к серийному производству. Их выпуск поручался нескольким предприятиям, головным из которых стал завод №41. Аэросани различных заводов имели индивидуальные отличия, что было связано с местными производственными условиями.

Аэросани НКЛ-16-41.

Подмоторная рама.

Конструкция корпуса аэросаней НКЛ-16-41 позднего выпуска.

Краткое описание конструкции аэросаней НКЛ-16-41

Аэросани НКЛ-16 выпуска 1941 г (НКЛ-16-41) оснащались кузовом, покоившимся на четырех управляемых и независимо подвешенных лыжах. В передней лобовой стенке кузова имелись окна водителя и командира. В правом борту находились дверь водителя и глухое смотровое окно. В левом борту были выполнены глухое смотровое окно и дверь для высадки пассажиров. На лобовой стенке кузова с наружной стороны устанавливался бензобак, который крепился к первому шпангоуту двумя стальными поясами, а под ними прокладывались фетровые или матерчатые прокладки. Бензобак мог изготавливаться как из оцинкованного, так и из черного железа. Внутри бака имелись поперечные диафрагмы с отверстиями. Подача топлива осуществлялась под давлением при помощи ручного воздушного насоса.

В кузове для водителя, командира и пассажиров были размещены деревянные сиденья простейшего типа. Кроме того, там же в специальном ящике монтировались два аккумулятора типа ЗСТ-100, необходимые для автоматического пуска мотора и освещения саней. На крыше аэросаней спереди располагалась фара для освещения пути в ночное время, а в средней части – крепления лыж экипажа. В задней части кузова на специальной раме крепилась винтомоторная группа.

ВМГ аэросаней НКЛ-16 была унифицирована с ВМГ НКЛ-26 и включала авиационный пятицилиндровый мотор М-11 и толкающий воздушный винт. Моторы М-11, предназначенные для установки на аэросанях, дорабатывались. Объем доработок мотора и производственная серия зависели от местных условий каждого предприятия-изготовителя. Маслобак конической формы утеплялся ватным чехлом и, кроме того, подогревался отходящими газами мотора. Имелся механизм синхронизированного управления дроссельной заслонкой карбюратора и моментом зажигания мотора. Для удобства эксплуатации на моторе предусматривалось использование стартера, подогревателя воздуха и генератора. Однако электрический стартер автомобильного типа, допускающий запуск мотора с места водителя, устанавливался не на всех машинах. Подогреватель всасываемого мотором воздуха, обеспечивающий нормальную работу мотора при низких температурах окружающего воздуха, был сходен с подогревателем трехлыжных аэросаней НКЛ-16 довоенного выпуска, но имел не два кожуха, а один. Подогреватели также ставились не на всех аэросанях, а их производственное исполнение зависело от местных условий. Генератор автомобильного типа, приспособленный для работы на санях и приводящийся во вращение от коленчатого вала мотора коническим ремнем, обеспечивал зарядку аккумуляторов, необходимых для запуска мотора и освещения саней.

Корпус аэросаней был закрытый, деревянный (типа «лимузин») и служил основой для крепления основных частей машины. В поперечном сечении корпус имел форму трапеции с меньшим нижним основанием и состоял из 15 поперечных шпангоутов и четырех продольных стрингеров, скрепленных посредством шурупов и специальных угловых бобышек, посаженных на казеиновом клею и оцинкованных гвоздях. Каждый шпангоут представлял собой раму, усиленную бобышками и кницами. Все шпангоуты, кроме первого, были вертикальными. Первый наклонный шпангоут усиливался поперечными рейками и служил для крепления бензобака и приборов управления. Второй и третий шпангоуты были неполными. На втором шпангоуте справа монтировался воздушный насос. С правой стороны третьего шпангоута на кронштейне фиксировались два ролика тросовой проводки рулевого управления, а на его верхнем срезе при помощи бобышек и шурупов устанавливалась приборная доска с приборами управления и контроля электрооборудования, к которой, в свою очередь, крепился кронштейн верхнего подшипника штурвала. Между третьим и четвертым шпангоутами ставились бобышки для крепления узлов передней подвески: снизу – для монтажа полуосей лыж и сверху – амортизаторов. Четвертый шпангоут в верхней части соединялся с наклонным первым шпангоутом и верхними стрингерами.

Аэросани НКЛ-16-41. На борту закреплен запасной винт.

Масляный бак (вверху) и бензобак аэросаней НКЛ-16-41. Конструкция и производственное исполнение бензобака могли отличаться в зависимости от предприятия-изготовителя.

В пятом шпангоуте слева имелся вырез для смотрового окна, а справа – прорезь для входной двери. На правой стороне шестого шпангоута монтировались бобышки для навески входной двери. Между восьмым и девятым шпангоутами в нижней части с обеих сторон размещались бобышки для крепления фланцев подшипников главного вала рулевого управления. На девятом шпангоуте фиксировались бобышки для крепления петель входной двери (слева) и запасного винта (справа). С левой стороны десятого шпангоута был выполнен вырез для входной двери. Между тринадцатым и четырнадцатым шпангоутами располагались бобышки для крепления полуосей задних лыж (внизу) и амортизаторов (вверху). На пятнадцатом шпангоуте устанавливались бобышки для крепления моторамы и кронштейна ролика тросового управления.

Корпус сверху и с бортов обшивался 4-мм фанерой на казеиновом клею и гвоздях. Днище корпуса обшивалось 8-мм фанерой на шурупах. Все стыковые фанерные соединения оклеивались тканевой полосой шириной 100 мм, защищавшей от проникновения влаги. Весь корпус снаружи шпаклевался и окрашивался белой масляной краской. На боковой поверхности корпуса в верхней части с каждой стороны крепилось по одной продольной деревянной рейке для его усиления и предохранения от коробления. Верхняя задняя часть корпуса под моторамой обшивалась металлическим листом для недопущения попадания бензина и масла на деревянный корпус.

На ряде предприятий, в частности, на Астраханской судоверфи НКРП, по причине дефицита для обшивки использовалась не авиационная, а имевшаяся в наличии фанера.

Для облегчения сборки и разборки аэросаней была предложена (но внедрена не на всех заводах) маркировка отдельных деталей и узлов. Например, на лыжах ставился номер аэросаней и наносилось обозначение для правых («П») или левых («Л»), передних («П») или задних («3») лыж. Так, надпись «99-3-Л» означала, что это задняя левая лыжа от аэросаней №99.

На внутренней поверхности корпуса (как правило, между дверью и окном) краской по имевшимся в наличии трафаретам наносился серийный или ремонтный номер аэросаней с указанием года постройки или капремонта.

В ходе серийного производства в левом борту между седьмым и девятым шпангоутами была добавлена вторая дверь, а в крыше между девятым и одиннадцатым шпангоутами врезан люк для наблюдения и, при необходимости, – ведения огня из выносного пулемета или со специально смонтированной турели. Турели, как правило, монтировались силами эксплуатирующих или ремонтных частей, а не на заводах промышленности.

Ходовая часть аэросаней состояла из пружинных амортизаторов, полуосей и лыж. Все четыре амортизационные стойки (две передних и две задних) были взаимозаменяемые.

Схема управления мотором.

Схема масляной системы.

Амортизационная стойка с полуосью и узлом крепления.

Схема управления тормозами.

Отметка о ремонте, нанесенная внутри корпуса НКЛ-16-41.

Испытания аэросаней НКЛ-16-41.

Амортизационная стойка включала две стальных трубы (штока). Верхний шток входил в нижний и при работе подвески скользил относительно него. На верхнем конце верхнего штока и на нижнем конце нижнего штока приваривались усиленные косынками фланцы для крепления амортизационной пружины. Кроме того, верхний шток нес шаровой болт для соединения с узлом крепления подвески на корпусе, а нижний конец нижнего штока – вильчатый конец для крепления к полуоси лыжи. На аэросани устанавливались как цельные, так и составные пружины, соединенные примерно посередине амортизатора муфтой.

Полуось представляла собой стальную трубу наружным диаметром 60 мм и длиной 600 мм. В средней части полуоси приваривались ушки для крепления амортизационных стоек и тяг рулевого управления.

Конструкция деревянной лыжи включала подошву, лонжерон, кабан и кронштейны. Лыжи Т-образной формы характеризовались более уширенной носовой частью, что должно было способствовать снижению бокового трения.

Схема рулевого управления аэросаней НКЛ-16-41.

Запуск мотора с помощью амортизатора и ремня.

Запуск мотора с помощью амортизатора.

Подошва лыжи была выполнена из 10-мм фанеры. Для повышения устойчивости снизу лыжи крепился металлический подрез. Лонжерон, выполненный из сосновой доски, крепился к подошве тремя кронштейнами и стойками кабана. Кабан лыжи состоял из четырех стоек, к верхним концам которых крепилась втулка для надевания лыжи на полуось. К задней части кабана фиксировалась обойма с роликами тормозных тросиков. Сам тормозной механизм, состоявший из двух вращающихся на оси тормозных рычагов (штырей), монтировался под кабаном. В подошве лыжи под кабаном с обеих сторон лонжеронов имелись прорези для выхода тормозных штырей, врезавшихся в снег и тормозивших аэросани. В нерабочем положении штыри держались пружинами, закрепленными на лонжероне. Тормозные механизмы приводились тросом от двух ножных педалей в носовой части саней.

На аэросанях имелось рулевое управление обратимого типа с передаточным отношением 1:18. Оно состояло из штурвала с тросовым барабаном, тросовой проводки, главного вала управления с одноплечим рычагом, сошек и тяг. Штурвал крепился на трубчатой оси, а сама ось с помощью кронштейнов – к приборной доске и к переднему шпангоуту. На оси штурвала крепился барабан для намотки троса проводки управления, от которого приводился рычаг главного вала. Тросы рулевого управления направлялись роликами, два из которых находились с правой стороны внутри корпуса саней возле места механика-водителя, один – у приборной доски и еще один – на бобышке в задней внутренней части корпуса аэросаней. На выходных концах главного вала крепились сошки, соединенные с ведущими к полуосям лыж рулевыми тягами.

Управление мотором осуществлялось регулированием дроссельной заслонки карбюратора, приводимой тросовой проводкой от ножной педали газа в носовой части саней.

Авиамотор типа М-11 устанавливался на подмоторной раме, размещавшейся в задней части аэросаней над корпусом.

Подмоторная рама состояла из двух дугообразных труб сечением 30x27 мм, сваренных в нижней части в два узла. Рама при помощи болтов крепилась к двум задним узлам корпуса аэросаней.

К передней части подмоторной рамы приваривалось ушко, к которому крепился масляный бак. Сверху и с боков подмоторная рама закрывалась капотом. На многих аэросанях устанавливались подмоторные рамы, изготовленные не из труб, а из углового железа.

Воздушный винт аэросаней был деревянный, двухлопастный, толкающий. Ограждение винта состояло из шести деревянных реек или тонкостенных труб, связанных по три в дваузла. Ограждение (применительно к одной стороне) крепилось в трех точках к мотораме, к узлу на подкосе моторамы и к узлу крепления задней полуоси. Ограждение, как правило, красилось в красный цвет.

По итогам эксплуатации аэросани НКЛ-16 прошли модернизацию, и в 1942 г. была принята к производству усовершенствованная модель НКЛ-16-42.

ТТХ НКЛ-16-41

Длина, мм 5900

Ширина, мм 2530

Высота по мотору, мм 2070

Высота по винту, мм 2723

База, мм 3100

Клиренс по корпусу, мм 265

Клиренс по винту, мм 323

Длина лыж, мм 2743

Полный вес, кг 1600

Сухой вес, кг 1160

Удельное давление на грунт передних лыж, кг/см 2 0,05

Экипаж, чел 1-2

Нормальная нагрузка, чел 3-4

Удельное давление на грунт задних лыж, кг/см 2 0,06

Максимальная скорость по плотному снегу на ровной местности, км/ч 60

Средняя техническая скорость, км/ч 20-30

Радиус поворота, м 10

Полезная нагрузка, кг 440

Расход горючего в час, кг 20-25

Запас хода по проселочной дороге, км 160

Запас хода по снежной целине, км 100

Емкость бензобака, л 165

Емкость масляного бака, л 20

Двигатель М-11Г, авиационный, бензиновый,

воздушного охлаждения

Номинальная мощность, л.с 100

Сухой вес двигателя, кг 165

Продолжение следует