ЕГО СТИХИЯ — СУША И ВОДА

Московский музыкант Д.Т.КУДРЯЧКОВ среди самодеятельных конструкторов известен и как автор уникального автомобиля-амфибии «Тритон» — единственного в своем роде транспортного средства, зарегистрированного одновременно в двух государственных инспекциях: автомобильной (ГАИ) и по маломерным судам (ГИМС). Наши постоянные читатели, возможно, припомнят публикацию «Глиссирующий… автомобиль» («Моделист-конструктор» № 5 за 1996 г.), содержащую довольно полное описание конструкции «Тритона». В ней автор поделился и своим подходом к решению сложных технических задач, позволившим ему создать транспортное средство, равноценное по своим эксплуатационным качествам и на суше, и на воде.

Результативность творчества Д.Т.Кудрячкова трудно подвергнуть сомнению. Подтверждением тому служит настоящая публикация, в которой самодеятельный конструктор предлагает заинтересованным читателям описание своей новой амфибии. Внешне она похожа на предшественницу. Тем не менее «Тритон-2» —действительно новая машина: у нее современная переднеприводная компоновка, более простые, а значит, и надежные силовые приводы, гидравлика в системе управления и так далее.

Что касается мотивов, подвигнувших бывшего музыканта, а ныне пенсионера, на довольно хлопотное и по сегодняшним меркам дело, то он их не скрывает: «Не сидится на пенсии! А если серьезно, то не давало покоя желание сделать машину с более высокими эксплуатационными возможностями. Испытать ее. Ее и себя».

Именно так: испытать себя! Найдутся ли последователи?

Хотя «Тритон-2» во многом существенно отличается от своего предшественника — уже известного читателям «Тритона», тем не менее он полностью унаследовал все его достоинства и эксплуатационные качества. Что вполне естественно, ведь использованы принципы проектирования и практически весь арсенал технических средств, безотказно работающих на «Тритоне». Тот же тип и конструкция подвески колес, та же схема рулевого привода, те же быстроразъемные соединения, позволяющие при желании в считанные минуты превратить амфибию в «чистый» катер, и многое другое. Поэтому, чтобы не повторяться, предлагаю желающим обратиться к упомянутой публикации «Глиссирующий… автомобиль», где даны чертежи и подробное описание общих для обоих «тритонов» узлов и механизмов. Предварительное ознакомление с этими материалами было бы полезно, так как они содержат комплекс сведений, развитием которых и является настоящая статья.

Итак, что же нового в «Тритоне-2»? Внешне амфибия уже не столь экстравагантна. У нее уменьшена колея колес (что сняло часть напряжений, скручивающих корпус), отсутствуют крылья, колеса с подвесками вписались в габариты корпуса, слева по борту «прорублена» дверь для водителя (используется только на суше).

Однако за приближение внешнего вида машины к сложившимся автомобильным стандартам заплачено усложнением конструкции несущего корпуса. Выгородки колесных ниш и водительская дверь разорвали бортовые элементы продольной жесткости, пришлось в силовой набор вводить два дополнительных лонжерона — параллельно бортам на расстоянии 300 мм, равном глубине ниш. На эти лонжероны и установлены задние подвески колес (у «Тритона» подобная нагрузка приходилась на борта). В остальном силовой набор корпуса аналогичен прототипу — основу его составляют шпангоуты и лонжероны, выполненные из дубового и соснового брусов разных сечений, а также обшивка, стенки, кницы, вырезанные из авиафанеры.

«Тритон-2»:

1 — корпус, 2 — дверь боковая, 3 — крышка люка, 4 — мачта топового огня, 5 — иллюминатор, 6,23 — поручни, 7 —глушитель, 8 — ограждение водомета — верхняя ступенька трапа, 9 — водомет, 10 —огонь ходовой, 11 — решетка воздуховода входная, 12 — дверь передняя, 13 — колесо переднее в положении «на плаву», 14 — колесо переднее в рабочем положении, 15 — коробка передач с дифференциалом, 16 — узел соединения телескопической полуоси с главной передачей КПП, 17 — редан продольный, 18 — брызгоотбойник, 19 — решетка воздуховода выходная, 20 — фонарь задний, 21 — огонь гаковый, 22— панель задней двери нижняя, 24 —ступенька трапа нижняя (откидная), 25 — гидролыжа.

Днище амфибии (вид снизу):

1 — корпус, 2 — днище, 3 — углубление в обшивке под телескопическую полуось, 4, 8 — ниши переднего и заднего колес (подвески условно не показаны), 5 —брызгоотбойник, 6 — гидролыжа, 7 — редан продольный, 9 — решетка водомета заборная, 10 —корпус водомета, 11 — ограждение водомета.

Компоновка:

1,9—гидроцилиндры подвесок колес, 2,6 — колеса в положении «на плаву», 3,8 — водила, 4 — кресло водителя, 5 — кресла пассажирские, 7 — створки шкафа, 10 — панели задней двери, 11 — радиатор водяного охлаждения двигателя штатный, 12 — капот звукопоглощающий, 13, 34 — решетки воздуховода выходная ивходная, 14 —вал ротора водомета, 15 — механизм водомета реверсивный, 16 — корпус водомета, 17 — муфта водомета кулачковая, 18—двигатель, 19, 28 — тарелки верхние с амортизаторами подвесок колес, 20,29 — рычаги подвесок колес, 21 — муфта карданного вала кулачковая, 22,31 — оси рычагов подвесок колес, 23 — вал карданный, 24 — елани (пол салона), 25, 32—ветви воздуховода нижняя и носовая, 26 — опора карданного вала промежуточная, 27 — шпангоуты корпуса силовые, 30 — коробка передач с дифференциалом, 33 — радиатор водяного охлаждения двигателя дополнительный.

Конструктивное сечение корпуса:

1, 3 — лонжероны дверного проема (рейка 40×20), 2 — панель задней двери нижняя, 4 — стрингеры потолочные (рейка 20х 15), 5 — стекло заднее, 6 — стенка шкафа передняя (авиафанера s3), 7 — полубимс (рейка 30×20), 8 — брус привальный (рейка 40×30), 9 — тимберс (вертикальная ветвь шпангоута, рейка 50×20), 10 — стенка колесной ниши передняя (авиафанера s4), 11 —обшивка (авиафанера s4), 12 — панели раскладного стола, 13 — капот двигателя звукопоглощающий (авиафанера, поролон, кожзаменитель), 14 — полка верхняя днищевого лонжерона (рейка 20×20), 15 — стойка дополнительного лонжерона (рейка 40×20), 16 — шарнир механизма раскладывания пассажирских сидений, 17 — стрингер скуловой (рейка 30×30), 18 — стрингер днищевый (рейка 30×25), 19—стойка днищевого лонжерона (рейка 20×20), 20 — флор (нижняя ветвь шпангоута, рейка 70×20), 21 —полка нижняя днищевого лонжерона (рейка 35×35), 22 — ветвь воздуховода нижняя, 23 —гидролыжа (авиафанера s6), 24 — фальшкиль (рейка 60×30), 25 —кницы (авиафанера в4), 26 — елани (авиафанера s6), 27 — порог дверного проема (рейка 40×20), 28 —ступенька внутреннего трапа, 29 — полуфлор (рейка 30×20), 30 — транец, 31 — стенка колесной ниши задняя (авиафанера s4), 32 — стенка шкафа задняя (авиафанера s3).

Подвеска переднего колеса (вид сзади):

1 — кулак поворотный, 2 — кронштейн пальца верхнего шарового шарнира, 3 — амортизатор, 4 — рычаг подвески, 5,12 — шарниры шаровые верхний и нижний, 6 — коромысло рулевого привода, 7 — труба телескопической полуоси шлицевая, 8 — сальник набивной, 9 — вал телескопической полуоси шлицевой, 10 — полуось штатная укороченная, 11 — чехол шарнира равных угловых скоростей (ШРУС).

Узел соединения телескопической полуоси с главной передачей дифференциала:

1 — полуось, 2 — хомуты, 3 — крестовина карданного шарнира, 4 — чехол резиновый, 5 — шайбы прижимные, 6 — гидролыжа, 7 — ось комбинированная, 8 — палец сателлитов, 9 — сателлит, 10 — шестерня полуоси ведомая, 11 — корпус дифференциала, 12 — подшипник 2007913 дифференциала, 13 — подшипник 206 полуоси, 14, 15 — корпуса подшипников, 16 — кожух резиновый, 17 — стакан резьбовой, 18 — лонжерон корпуса.

Кулачковая муфта карданного вала:

1—вал шлицевой, 2 — подшипник 206, 3 — вилка, 4 — поводок, 5 — крышка корпуса муфты, 6 — картер сцепления двигателя, 7, 13 — шпильки картера штатные (4 шт.), к которым крепится корпус муфты, 8 — крышка коробки передач двигателя передняя, 9— муфта выключения сцепления, 10 — вал коробки передач с ведущей полумуфтой первичный, 11 — подшипник 203,12 — под-шиппик 110,14—корпус муфты, 15 — полу-муфта ведомая.

Кулачковая муфта ротора водомета:

1 — хвостовик коленвала двигателя, 2 — фланец ступицы коленвала, 3 — шкив привода водяного насоса и генератора, 4 — полумуфта ведущая, 5 — подшипник 110,6 — крышка корпуса муфты, 7 — поводок, 8 — вилка, 9 — подшипник 206, 10 — вал шлицевой, 11 — полумуфта ведомая, 12 — подшипник игольчатый, 13 — кронштейн правый (уголок 25x25x3) крепления муфты к двигателю, 14 — корпус муфты.

Нижняя часть корпуса, как и у старой амфибии, представляет собой сплошную секционно-коробчатую платформу повышенной жесткости — «несущее днище». Все его шпации изолированы друг от друга, поскольку шпангоуты перекрыты (кроме нижней ветви воздуховода) фанерными переборками, равными по высоте днищевым лонжеронам.

Боковая (водительская) дверь имеет пространственный каркас и автомобильный уплотнитель из эластичной резины. Располагается она в широкой шпации между шпангоутами 3 и 4. Дверной проем не затрагивает силовые элементы «несущего днища», поскольку нижний обрез его выше ватерлинии на 100 мм.

Была еще одна проблема, связанная с задними колесными нишами. Вторгаясь в традиционно неприкосновенную «катерную» зону днища, они уменьшают и искажают его глиссирующую поверхность. По всем существующим в катеростроении правилам этого делать нельзя без риска снижения гидродинамического качества амфибии. И все же если принять во внимание результаты экспериментов, проведенных в Тейлоровском опытном бассейне ВМС США известным американским специалистом в области гидродинамики быстроходных судов Е. Р. Клементом (журнал «Катера и яхты» № 66, с.22), то задние колесные ниши окажутся не такими уж вредоносными.

Назначение «Тритона-2»

Амфибия может быть использована как транспортное средство выходного дня или дальнего туризма по комбинированным водно-сухопутным маршрутам. При соответствующем дооборудовании она найдет применение в службах спасения, береговой охраны, в экспедициях.

Технические данные

Масса снаряженной

амфибии; кп…л Л..г…………….1100

Полная масса

(водоизмещение), кг.. ……………..1450

Мощность двигателя, л.с, ..,,..,….,,…100 Водомет: одноступенчатый,

диаметр/шаг ротора, мм……….219/230

Скорость на шоссе, км/ч…………..до 120

Скорость глиссирования, км/ч до 50

Клементом было установлено, что корпус глиссера должен иметь сужение в корму, доходящее до 30…35% от максимальной ширины по скуле. Логично полагать, что кормовые участки днища «Тритона-2», отведенные колесным нишам, практически служат той же цели — уменьшению в сторону кормы глиссирующей поверхности днища.

Для приближения практических результатов к теоретическим (по Клементу, сужение в корму должно быть плавным, а у «Тритона-2» оно ступенчатое) днище дополнено широкой гидролыжей, двумя короткими продольными реданами и бортовыми брызгоотбойниками.

Необычна компоновка силовой установки и трансмиссии новой амфибии: двигатель (от ГАЗ-31029) — в корме, а коробка передач с дифференциалом — в носовой части корпуса. Между собой они соединены длинным хорошо сбалансированным карданным валом с промежуточной опорой и разобщающим устройством — кулачковой муфтой. С другой стороны к двигателю посредством еще одного разобщающего устройства (похожей кулачковой муфты) пристыкован ротор водомета. Обе муфты имеют сварные корпуса, заполненные трансмиссионным маслом. Управление ими сосредоточено на рабочем месте водителя.

Подобная компоновка потребовала особых забот по отводу излишков тепла от силовой установки. Двухконтурная система жидкостного и воздушного охлаждения на «Тритоне-2» усилена дополнительным радиатором небольшой высоты, расположенным в самом начале воздуховода (перед шпангоутом 1), идущего к мотору через весь корпус под багажником и сланями. Радиатор, а также отопитель салона подключены трехпозиционным краном к питающему шлангу от двигателя, так что можно включить или радиатор, или последовательно отопитель и радиатор. За последним на резиновых уплотнителях установлена волнобрызгозащитная фрамуга, управляемая с водительского места: при движении под дождем и на воде в свежую погоду ее можно закрыть. В этом случае радиатор охлаждается естественным орошением.

Однако наиболее важной особенностью «Тритона-2» является отсутствие в его трансмиссии «посредников» — редуктора и цепей в колесных приводах. Преимущество несомненное: сокращено количество узлов и деталей незаводского изготовления, снижен уровень шума, упрощено техобслуживание, удешевлена, наконец, стоимость реализации самого проекта.

Перейдем к рассмотрению отдельных агрегатов.

Важное место в конструкции новой амфибии принадлежит подвескам колес. Они поднимаются из воды или опускаются теперь не тросовой лебедкой, а гидроцилиндрами двойного действия со световой сигнализацией на приборной панели. Соответственно изменена и механическая часть привода. Верхняя тарелка пружин и амортизаторов шарнирно соединена с водилом гидропривода и, поставленная им в рабочее положение (в опорное гнездо на корпусе), не требует какой-либо фиксации — кинематика подвесок такова, что при нагрузке самопроизвольное перемещение колес в положение «на плаву» исключается.

Многофункциональный характер работы передних подвесок требует строгого увязывания всех составляющих их элементов. В частности, конфигурация нижних оконечностей рычагов, на которых установлены шаровые опоры, была тщательно отработана на макете, чтобы без каких-либо запинок осуществлялась третья функция переднего привода амфибии — свободный подъем колес на большую высоту — 600 мм. Последние взяты от ВАЗ-2108 вместе с шарнирами равных угловых скоростей (ШРУСами). С дифференциалом от ЗАЗ-968 шарниры связаны самодельными телескопическими полуосями со скользящими шлицами (ход до 200 мм). Эта способность удлиняться позволяет полуосям оставаться соединенными с колесами при подъеме из воды. Напомним, что работоспособность подвесок обеспечивается и особой кинематикой рулевого привода, целиком заимствованного у «Тритона».

Со стороны дифференциала установлены карданные шарниры с углом излома до 44°—в положении колес «на плаву». Рабочий же угол шарниров — 2…4°. (В настоящее время прорабатываю вариант установки и здесь ШРУСов от «восьмерки». Мне кажется, что они будут понадежнее карданов.)

Обращаю внимание еще на одну очень важную особенность переднего привода именно для амфибий (с нишами в корпусе или без, плавающих или глиссирующих): при подъеме колес и рычаги подвесок, и удлиняющиеся полуоси принимают практически ту же характерную для носовой катерной части корпуса V-образную форму, а небольшие углубления в обшивке для нижних фрагментов полуосей не ухудшают ходовые качества амфибии, поскольку при глиссировании передняя часть корпуса буквально летит над водой.

Разобщающий механизм карданного вала — самодельная кулачковая муфта (только одна деталь в ее конструкции заводская — передняя крышка штатной коробки передач ГАЗ-31029). Прикреплена она к торцу картера сцепления двигателя точно так же, как и КПП, — четырьмя шпильками.

Разобщающий механизм водомета отчасти повторяет конструкцию кулачковой муфты. Он присоединен к переднему концу коленвала через фланец привода генератора и водяного насоса. К трем штатным болтам фланца добавлены еще три — с резьбой М10х1. Храповик заменен болтом с обычной головкой.

Корпус муфты имеет два уголковых кронштейна, которыми он через специальный переходник, изготовленный по месту, консольно прикреплен к блоку цилиндров двигателя (использованы болты крышки распределительного механизма и шпильки маслоподдона).

Для компенсации перемещений двигателя относительно трансмиссии в линии валов КПП и водомета введены карданные шарниры со скользящими шлицевыми соединениями, а для снижения шума и смягчения ударных нагрузок — эластичные резинометаллические муфты.

Управляются оба разобщающих механизма дистанционно — тросовым приводом с водительского места.

Тормозные системы те же, что и на прототипе: рабочая — гидравлическая, двухконтурная, с сухими разъемами гидропроводов, действует по диагонали на все колеса; стояночная — тросовая — только на задние колеса.

Из сказанного видно, что переднеприводная компоновка, реализованная на «Тритоне-2», «внедрена» в корпус довольно естественно. Она может считаться наиболее рациональной, если не единственно возможной, поскольку позволяет избавиться от множества промежуточных узлов в трансмиссии амфибии вообще, а глиссирующей — в первую очередь.

Думается, что заложенные в «Тритон-2» творческие находки помогут самодеятельным конструкторам при создании глиссирующих амфибий.

Д. КУДРЯЧКОВ