在越野能力之争中:NAMI追踪了雪地和沼泽行驶车辆

娜美0157
NAMI 可以做到一切
NAMI,即科学汽车发动机研究所,是一家独一无二的机构。其设计师和工程师对每一辆苏联和俄罗斯汽车都做出了不同程度的贡献。毫不夸张地说,NAMI曾参与研发了“胜利”(Pobeda)、“乌拉尔-375”(Ural-375)、“扎波罗热茨”(Zaporozhets)、“奥卡”(Oka)等众多车型。该研究所的研究人员致力于改进燃气轮机发动机、被动和主动安全技术、提升车辆性能,当然还有增强越野能力。
越野路况一直是苏联乃至后来的俄罗斯面临的一大难题。NAMI公司为此提出了无数改进车辆越野性能的方案。正是在这段时期,他们开始研发拱形无内胎轮胎、充气滚轮、充气履带和气垫船。那是一个技术革新的时代——工程师们通过反复试验,力求找到最佳解决方案。其中一些发明至今仍保存在档案馆中。 故事其中一些技术被应用到批量生产的设备中。
在NAMI的历史上,履带式雪地沼泽行驶车辆占据着特殊的地位。这一类别还包括更为复杂的履带式铰接雪地沼泽行驶车辆。在科学和技术文献中,这类车辆通常被归类为特种牵引车辆或高越野车辆。这些车辆可在传统轮式和履带式全地形车辆无法有效作业的区域运行,例如在极北地区以及油气田开发过程中。事实上,NAMI曾专门为石油生产商制造雪地沼泽行驶车辆。
一些严谨的物理学知识有助于我们理解设计师面临的挑战。为了在雪地上获得良好的牵引力,车辆需要大约 0,03 兆帕的平均胎压,而穿越沼泽则需要 0,02 兆帕。这几乎在任何情况下都足够了。战后,苏联率先在越野车上采用中央轮胎充气技术,将接地压力降低到最低水平。这增加了驱动单元的承载面积,例如,这使得 ZIL-157 成为真正的沼泽车辆。
但如果路面承载力极低该怎么办?将压力降低数倍——降至 0,005 兆帕,也就是说,至少要比性能最强的沼泽车辆低四倍。为了达到如此极致的越野能力,车辆必须改装成履带式。需要注意的是,必须是某种特殊类型的履带。必须通过增加履带长度或宽度来增大承载面。最好是两者都增加。



娜美0105
这一概念的最初范例是略显笨拙的NAMI-0103和NAMI-0105。前者载重一吨,后者载重两吨。这两款车辆均于20世纪60年代后半期研制成功。NAMI-0103全地形车是一款高度一体化的工程设计,是苏联开发偏远地区计划的一部分。
该车的动力系统和传动装置均采用成熟可靠的部件:发动机、离合器和变速箱均来自GAZ-21D。传动装置和底盘大量使用了量产卡车的部件,包括传动轴、万向节以及来自ZIL-130的锥齿轮最终传动装置。冷却系统结合了GAZ-53的散热器和GAZ-47的百叶窗式散热片,所有电气元件和仪表也均来自ZIL-130。
该车采用行星齿轮转向机构,并由操纵杆控制,其制动器和摩擦盘与GAZ-47相同,从而保证了车辆的机动性。该车采用密封焊接钢制车体,使其具有浮力。为了减轻重量,部分可拆卸面板采用AMG-5VM铝镁合金制成。
从远处看,NAMI-0105 与 0103 很难区分,但它仍然拥有独特的外观。它的零部件源自更重型的车辆。动力系统由 ZIL-130 的发动机、离合器和变速箱组成,并搭配单速分动箱。工程师在传动和冷却系统中使用了重型卡车的部件:带万向节的传动轴来自 Ural-375,最终传动装置则采用了 MAZ-500 的齿轮。驾驶室,包括仪表和所有电气设备,都与 ZIL-130 完全统一,简化了操作。
越野之王
如果我们把两辆NAMI-0105(0103)型车辆加重,然后将它们组合成一辆全地形车,会怎么样?结果就是NAMI-0114型铰接式履带车,它可以说是著名的DT-30“勇士”装甲车的鼻祖。铰接式车辆是必要的解决方案。如果车辆需要承载的重量不是1-2吨,而是5吨甚至更多,那么仅仅增加履带的长度和宽度是无法解决问题的。我们需要的是双连杆铰接式车辆。而这又面临着其独特的挑战。
首先,它采用了复杂的转向机构,并具备连接第三甚至第四个连杆的基本能力。这种类似蜈蚣的结构能够在极端条件下运行,具备漂浮能力,并能承载相当大的有效载荷。液压连杆折叠系统降低了转向阻力,从而提高了越野性能。
其次,车辆必须配备宽履带——宽度可达1,2至1,4米。而且履带不能完全由金属制成——那样太重了。因此,NAMI开发了一种独特的推进系统,该系统采用履带和充气轮胎代替钢制橡胶包覆滚轮。

娜美0114
摘自专业文献(V.F. Platonov、G.R. Leiashvili 合著的《履带式和轮式运输及牵引机械》):
最终打造出的机器能够全年适应各种地形。而且,它们还有一个意想不到的优势:比单轨车辆拥有更低的功率重量比。这是因为铰接式车辆在转弯和行驶时消耗的能量更少。当然,前提是其他条件相同。
让我们回到主角——NAMI-0114。这款雪地和沼泽行驶车辆于1967年投入测试,当时成为了该研究所实验项目的巅峰之作。该车被设计为超重型车辆,用于在完全越野的条件下运输长达12米的大型货物。尽管车身和尺寸庞大,这款全地形车仍拥有令人印象深刻的20吨有效载荷能力,其驾驶室可容纳五名乘员。该车的技术布局独树一帜:一台525马力的发动机安装在牵引车的右侧挡泥板上。为了实现如此强大的扭矩,变速箱采用了来自BelAZ-540矿用自卸车的强化部件。配备两个总容量为600升的油箱的燃油系统确保了车辆的自主运行。
在工厂测试中,装载混凝土板的NAMI-0114展现了卓越的越野性能。该车能够轻松穿越其他车辆难以逾越的深雪和泥泞路面。尽管巡航速度仅为10-12公里/小时,但这款牵引车完全胜任其用途,证明在解决石油生产问题时,越野性能比速度更为重要。严格来说,NAMI-0114并非传统意义上的铰接式车辆,它更像是一辆带有主动式半挂车的履带式公路列车。然而,它成为了下一代车型NAMI-0157的垫脚石,后者最终成为量产车型。从照片中可以看出,其部件取自乌拉尔-375全地形车。





娜美0157
NAMI-0157全地形车是一款有效载荷达8吨的多功能平台,其衍生车型包括可容纳10人的客运厢式货车。在乌拉尔山脉和鄂毕河地区的对比测试中,该车越野性能优于国外同类产品。测试之后,设计进行了彻底的重新设计,进行了超过一千项改进:通过重新布置履带优化了重量分布,增大了平台面积,并增加了油箱容量。
在设计升级过程中,双排橡胶路轮被单排路轮取代。新路轮直径更大,解决了泥浆堵塞驱动装置的问题,并消除了脱轨的风险。此外,升级后的设计显著缩短了底盘维护时间。NAMI-0157并非铰接式全地形车,而是采用旋转履带,无需复杂的液压系统。履带逆时针旋转,确保了平稳节能的路线变换,同时也保护了苔原的土壤覆盖层。

首批生产的乌拉尔-5920型摩托车之一
尤其是与传统的履带式车辆相比,它们“转弯时”坦克“。
这款全地形车最初以“乌拉尔-5920”的型号投入量产,配备一台210马力的发动机,最高时速可达30公里/小时。它于1985年至1989年在米亚斯工厂生产。2003年,该车在斯维尔德洛夫斯克特种车辆厂以“TS-1”的名称重新面世。其载重能力提升至10吨,并将卡玛兹发动机更换为雅马哈发动机。此后,这款履带式雪地和沼泽车辆一直以小批量订单生产。据说其维护成本接近100万卢布。
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