MVTU im. Bauman se précipite à la rescousse
Dans l'une des parties précédentes du cycle sur le développement et le développement des machines de la famille ZIL-135, il était fait mention d'un amphibien avec l'indice "B", que construisait le chef du SKB "ZIL" Vitaly Grachev pour les missiles. C'est sur la base de cette machine que les Zilovites ainsi que les scientifiques et les ingénieurs du M. V. Bauman au début des années 60, ils ont essayé de construire un amphibien avec un corps monocoque en plastique. Même maintenant, créer quelque chose comme ça est une tâche non triviale, et il y a 60 ans, c'était révolutionnaire. Et, bien sûr, secrète. Il n'y a aucune information sur les travaux sur la carrosserie monocoque en plastique de la 135e série, même dans le livre bien connu «Surmonter le tout-terrain. Développements de SKB ZIL". Seule la mention du châssis ZIL-135B construit le 5 juillet 1962 avec une carrosserie en fibre de verre. Selon les auteurs du livre, le 24 juillet de la même année, un amphibien à quatre roues a été testé sur un réservoir à Bronnitsy. Au même moment, en 1965 dans le magazine spécialisé et secret (pour l'époque) "Bulletin of Armored Equipment" un article était publié par les ingénieurs V. S. Tsybin et A. G. Kuznetsov, consacré à un amphibien avec un corps monocoque en plastique. Encore une fois, une carrosserie monocoque, c'est-à-dire dépourvue de cadre. Par la suite, le professeur Tsybin deviendra l'un des fondateurs du système domestique de conception et de création d'éléments de véhicules à roues à partir de matériaux polymères composites. Les travaux se déroulaient au département SM-10 "Véhicules à roues", dirigé depuis 1953 par le célèbre ingénieur automobile, concepteur en chef de l'usine automobile de Gorki Andrei Aleksandrovich Lipgart.
Le choix en faveur d'une carrosserie entièrement en plastique pour la ZIL-135B a été fait en raison du poids important de la voiture en acier d'origine. Comme vous le savez, avec la fusée "Luna", le véhicule à quatre roues ne pouvait pas nager normalement et une fois pendant les tests est presque allé au fond. Par conséquent, Vitaly Grachev a essayé non seulement de recouvrir l'amphibien de panneaux en plastique, mais de remplacer complètement le métal de la structure par un matériau léger. À ZIL, ils ne savaient pas comment faire cela, ils se sont donc tournés vers l'école technique supérieure de Moscou. Bauman.
L'un des avantages de la carrosserie entièrement en plastique était la réduction du poids de la voiture: le matériau doté de caractéristiques de résistance élevée avait un faible poids spécifique. De plus, il est possible de fabriquer des structures de carrosserie monolithiques (sans soudure) de toute complexité et configuration avec des coûts minimes pour l'outillage et l'équipement. Les tôles minces traditionnelles ne permettaient pas une fabrication simple et peu coûteuse de boîtiers profilés. La technologie plastique a augmenté la résistance à la corrosion de la structure, réduit les coûts d'exploitation et d'entretien et a facilité les réparations. Les chercheurs du MVTU ont noté parmi les plus l'absence presque totale de fuites avec un lumbago par balle dans la coque et la possibilité de tacher le matériau en vrac. Parmi les inconvénients évidents figurent un fluage élevé sous contrainte prolongée, un coût relativement élevé, une faible rigidité et une faible résistance à la chaleur à long terme.
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Le ZIL-135B de base était une machine à châssis sans suspension, ce qui augmentait considérablement la charge sur la coque en mouvement. Dans le même temps, les ingénieurs ne pouvaient rien changer à la disposition, sinon cela entraînerait un reformatage complet de la conception du futur porte-missiles. La pratique de copier les tailles et les formes des pièces métalliques ne permettait pas de fabriquer des agrégats de propriétés similaires: le plastique n'avait pas la rigidité requise. Des éléments à trois couches en fibre de verre, mousse et colle ont été choisis comme matériau de base à MSTU. Le métal n'a pas été complètement abandonné. L'acier était la quille (élément de puissance longitudinal de la coque-bateau), les entretoises du dispositif de remorquage, les bordures de la coque et des côtés, le tableau de bord, les supports de montage pour les groupes motopropulseurs, les prises pour les bouchons de vidange et les inserts pour les passages de roues.
Le système porteur principal est un panneau monolithique externe, dans lequel est inséré un panneau interne avec des renforts et des traverses entre les passages de roue. L'espace entre les panneaux est rempli de mousse avec une densité de 0,1-0,15 g / cm3… À propos des éléments porteurs du corps porteur plus loin dans le texte de l'article:
« Il existe également des éléments porteurs entre les passages de roues dans le sens longitudinal: entre le 1er et le 2ème essieux - des arceaux caissonnés sous les panneaux des compartiments moteurs, en appui sur les niches, le panneau arrière de cabine et la 2ème traverse; entre les 2ème et 3ème, 3ème et 4ème, 4ème et traverses arrière - panneaux de renforts horizontaux et verticaux, formant éléments caissonnés et reposant sur les traverses latérales, et renforts de base ».
Le corps a été construit à partir de panneaux d'une épaisseur de 2 à 8 mm, reliés les uns aux autres avec de la colle époxy, ainsi que des boulons, des rivets et des vis autotaraudeuses. Le matériau du corps principal était en fibre de verre, composé de résine polyester PN-1 et de corde en fibre de verre TZHS-0, 8. Le plus grand panneau, pesant 900 kilogrammes et 8 mm d'épaisseur, a été moulé par la méthode de contact sur un moule en bois. Environ 280 heures de travail ont été consacrées à cela.
Lorsque le plastique ZIL-135B assemblé à l'aide de la nouvelle technologie a été mis sur la balance, il s'est avéré que les concepteurs ont gagné une tonne entière du poids de l'amphibien. Cela représente environ 10 % du poids de l'acier ZIL. De plus, le prototype a subi des tests dynamiques sur autoroute, sur terrain accidenté, sur une route de campagne avec une carrosserie vide, à pleine et à demi-charge. L'absence de suspension a joué ici une blague cruelle - elle a coupé le matériau sous les supports de roue. La forte charge thermique du compartiment moteur a conduit à la destruction des amplificateurs à proximité du moteur. Aussi, des tests ont été effectués sur le stand afin de connaître la déformation statique du boîtier sous charge. Il s'est avéré que le corps se plie, mais, par rapport à l'acier, seulement légèrement. Lorsqu'un véhicule tout-terrain amphibie expérimenté a parcouru 10 000 kilomètres, il a été démantelé. Les éléments de puissance entre le 1er et le 2ème essieux ont été détruits en raison de l'effet thermique du moteur, mais tout le reste était en excellent état, à l'exception d'une diminution de la résistance à la traction des éléments de carrosserie lors de la flexion statique de 43% à la fois. Mais ici, la faute a été imputée à la mauvaise qualité de la résine PN-1. Malgré le fait que les ingénieurs évaluent plutôt positivement les résultats des travaux expérimentaux, le plastique ZIL n'est jamais entré en production. Comme n'est pas entré dans une large série et d'autres véhicules en plastique. Les travaux expérimentaux au MSTU sont restés un exemple de la créativité de l'ingénierie russe. Mais les expériences avec des équipements flottants au SKB "ZIL" ne se sont pas arrêtées là.
"Dauphin" qui nageait vite
Au début des années 60, presque simultanément avec le sujet du ZIL-135B, l'Institut central de recherche Karbyshev a intrigué SKB ZIL avec une commande pour le développement d'un ponton automoteur. Il était censé être utilisé pour guider les traversées flottantes. Ici, les Zilovites ne se sont pas non plus passés sans aide extérieure: le docteur en sciences techniques, le colonel-ingénieur Yuri Nikolaevich Glazunov a aidé à la forme de la coque et de l'hélice à eau. Soit dit en passant, le Dr Glazunov était le créateur du parc des pontons et c'est lui qui a eu l'idée d'un ZIL flottant. Selon l'idée, le pont du bateau à roues devait devenir une partie de la chaussée pour le matériel transporté. Dans le même temps, une plate-forme coulissante a été montée sur le pont pour le transport de véhicules pesant jusqu'à 40 tonnes. Le résultat était un ferry automoteur, capable de transporter du matériel sur lui-même, de s'amarrer sur des ponts mobiles et de fonctionner également comme remorqueur. Au stade des croquis, la voiture était très inhabituelle: sur l'eau, le bateau à roues avançait à l'arrière, c'était ici que se trouvait la timonerie. La direction générale du développement sous le code "Shuttle" était dirigée par l'ingénieur SKB Yu. I. Sobolev. Lorsque tout était prêt pour la production d'amphibiens, le principal client a fait un choix en faveur d'une machine similaire développée à Briansk. C'est bien que la décision ait été prise avant la construction de la voiture, sinon il n'aurait pas été possible de la réutiliser rapidement. Cela ne veut pas dire que l'amphibien de Briansk était meilleur: les développeurs ont simplement soutenu leur modèle avec la possibilité de production. Chez ZIL, le réalisateur Borodine a catégoriquement refusé de mettre en production un modèle militaire. Cela a joué un rôle majeur dans le choix du département militaire. Mais Grachev ne désespéra pas, rebaptisa la voiture "Dolphin", redessina le tracé et construisit un exemplaire au début de 1965.
Le Dolphin, créé dans le cadre du projet ZIL-135P, est apparu lors d'essais à l'automne 1965 en mer dans la région de Baltiysk en tant que véhicule de transport pour les marines. Le géant à quatre essieux de 13, 8 mètres a également été testé dans l'océan Arctique en tant que véhicule de rechargement - un briquet. La carrosserie de la voiture était en plastique porteur (compte tenu des évolutions de la ZIL-135B), et le poids total était d'environ 20 tonnes. Un avantage important du choix de la fibre de verre était la résistance aux "blessures" par balles et éclats d'obus - l'eau à travers de tels trous ne jaillissait pas avec un ruisseau, mais suintait seulement à travers la fibre de verre "imbibée". Cela ne veut pas dire que le corps en plastique était fragile. Sur l'un des tests, le Dauphin a facilement cassé un bouleau d'un diamètre de 400 mm avec son nez.
La base d'agrégats amphibies a été entièrement empruntée au ZIL-135 d'origine, mais a été complétée par un système de pressurisation d'air dans les unités sous-marines. Le mouvement sur l'eau était assuré par deux hélices d'un diamètre de 700 mm, situées dans des tuyères profilées annulaires spéciales. ZIL-135P n'a pas tourné à l'aide de gouvernails à eau, mais en tournant les haut-parleurs avec des vis. À bien des égards, il s'agissait d'un analogue des azipodes de navires modernes. Les pales de l'hélice peuvent être en laiton ou en fibre de verre. A terre, le système de contrôle était pressé contre la coque dans des niches spéciales. La voiture est devenue un record pour sa dynamique sur l'eau: depuis 1965, aucun des amphibiens n'a pu battre sa vitesse maximale de 16,4 km/h. Dans le même temps, 22 parachutistes ou 5 tonnes de fret pouvaient tenir dans la soute de l'amphibien.
Selon les résultats des tests, les marins militaires ont aimé la voiture et, compte tenu des modifications, ils étaient prêts à l'adopter dans la modification ZIL-135TA. Cependant, un site de production en série n'a jamais été trouvé: la direction de ZIL n'était pas prête à fournir un seul mètre de surface. Même les pétitions adressées au Cabinet des ministres n'ont pas aidé. La voiture unique a finalement été abandonnée, ne la laissant pas aux descendants, même en tant qu'exposition de musée.
