ГАЗ М21 1937 года — симбиоз ГАЗ-М1 и ГАЗ-ААА

Экспериментальный трехосный пикап ГАЗ-21, построенный в 1937 году с использованием узлов и агрегатов серийных горьковских автомобилей, сегодня воспринимается как экзотический «концепт-кар». Между тем эта машина после прохождения государственных испытаний была рекомендована к серийному производству и даже «заочно» принята на Вооружение Рабоче-крестьянской красной армией.

Для труда и обороны

Планируя строительство в Нижнем Новгороде гигантского по тем временам автозавода, советское правительство преследовало стратегические цели — обеспечить легковыми и грузовыми автомобилями народное хозяйство страны и вооруженные силы. В период индустриализации в грузовиках остро нуждались ключевые отрасли экономики, в том числе энергетика, новые предприятия, стройки, колхозы и т.д. Легковые машины нужны были силовикам и управленцам.

И хотя в командовании Рабоче-крестьянской Красной армии (РККА) тон задавало «кавалерийское лобби», отрицать необходимость использования автомобилей — по крайней мере для транспортировки спецтехники и личного состава — было неразумно. Освоенные Горьковским автозаводом модели ГАЗ-А и ГАЗ-АА по своим техническим характеристикам в основном отвечали потребностям народного хозяйства, но для армии проходимость и грузоподъемность этих машин оказались недостаточными.

Между тем еще в первой половине 30-х годов армейские стратеги четко сформулировали технические требования к автомобилям, в которых нуждалась РККА. Одним из главных требований была проходимость.

Поэтому практически одновременно с началом серийного производства ГАЗ-А и ГАЗ-АА конструкторы Горьковского автозавода и специалисты Научного автотракторного института (HATH) начали искать возможности так или иначе адаптировать эти автомобили к эксплуатации в условиях бездорожья.

Инженерные ухищрения

Самым доступным способом повышения проходимости в те годы считалось увеличение количества мостов, особенно после нашумевшего «Черного рейда» французских трехосных автомобилей по Африке.

Чем больше колес — тем меньше нагрузка на каждое из них, тем реже машины будут вязнуть в грязи, песке или в снегу. Задние спаренные ведущие мосты значительно повышали возможности автомобиля, особенно с цепями «Оверолл», надетыми на задние колеса.

Варианты автомобилей повышенной проходимости со всеми ведущими мостами на тот момент казались неоправданно сложными и не слишком надежными. Серийное производство полноприводных автомобилей было освоено еще в канун Первой мировой войны: в 1913 году грузовики с колесной формулой «4x4» выпускали две американские фирмы — Four Wheel Drive Auto Company (FWD) и Thomas В. Jeffery Company.

Но обычные карданные шарниры, используемые для передачи усилия на поворотные колеса, не позволяли поворачивать их на большой угол. Приходилось либо делать поворотными колеса обоих мостов, что усложняло и утяжеляло конструкцию, либо жертвовать маневренностью. Между тем неповоротливость сводила на нет преимущества, которые давала проходимость.

Разные типы шарниров, специально сконструированных для передачи крутящего момента на большие углы (так называемые шарниры равных угловых скоростей — ШРУСы), начали активно патентовать лишь в 20-30-х годах XX века: в 1923 году — Карл Вайсс (впоследствии американская фирма Bendix выкупила этот патент и стала выпускать ШРУСы под маркой Bendix-Weiss), в 1925 году — Жан-Альбер Грегуар, в 1927 и 1936 годах — Альфред Рцеппа.

Теоретически можно было купить патент на один из типов ШРУСов, наладить их производство и получить возможность осваивать схему «4x4», но на практике этому препятствовали два обстоятельства.

Во-первых, западные патентообладатели категорически отказывались продавать СССР лицензию, предлагая взамен закупки готовых изделий, что существенно повышало стоимость проекта, а улучшить проходимость горьковских машин рассчитывали «малой кровью». Во-вторых, в то время многим казалось, что полноприводность — если и не блажь, то мера не более эффективная, чем увеличение количества колес.

Таким образом, все отечественные наработки поначалу сводились к увеличению числа ведущих мостов на подопытных автомобилях. В 1932 году на базе полуторки были созданы два варианта трехосных бортовых грузовиков — ГАЗ-НАТИ-30 с червячной главной передачей и ГАЗ-НАТИ-30К с конической.

В 1934 году на основе первого прототипа Горьковский автозавод освоил серийное производство трехосного ГАЗ-ААА. Грузоподъемность машины выросла до двух тонн, а вот проходимость повысилась несущественно. Двускатные шины на задних ведущих мостах не способствовали движению по бездорожью.

В 1933 году горьковские конструкторы оснастили ГАЗ-А и ГАЗ-АА гусеничными системами Кегресса. Образцы были переданы на доводку в НАТИ, но ничего путного из этого тоже не вышло. В том же 1933 году артиллерийский инженер Л. В. Курчевский (изобретатель безоткатной пушки) заменил родной ведущий мост удлиненного шасси ГАЗ-А двумя ведущими мостами ГАЗ-АА с коническими шестернями главных передач.

Получившаяся «трехоска Курчевского» (ТК или ГАЗ-ТК) использовалась как самоходная артиллерийская установка (в комплектации платформы пушкой) или как транспортная десантно-разведывательная машина (в версии «пикап» с трехместными продольными лавками в кузове).

Казалось, ко второй половине 30-х годов из шасси базовых автомобилей выжали все, что можно, однако само по себе количество опытных конструкций свидетельствовало об их несовершенстве.

Математика Грачева

В техотдел еще строящегося Нижегородского автозавода 28-летний инженер Виталий Грачев пришел в 1931 году по мобилизации Ленсовнархоза и вскоре возглавил инженерную группу, занимавшуюся адаптацией прототипа НАТИ-30 к реальным условиям производства и эксплуатации.

Результатом работы стал ГАЗ-ААА, оказавшийся самым жизнеспособным из всех неполноприводных горьковских автомобилей повышенной проходимости. В 1934 году заводу в директивном порядке приказали освоить производство упомянутой выше трехоски ТК. Производство освоили, но модифицированное шасси ГАЗ-А, разработанное артиллеристами, не выдерживало никакой критики.

Автомобили ГАЗ-ТК оказались крайне ненадежными в эксплуатации, да и с производством было много сложностей. Грачев не побоялся написать письмо «наверх» и в результате был наказан — переведен мастером сборки того самого ГАЗ-ТК. Очень скоро несостоятельность «пушки-легковушки» стала настолько очевидной, что ее сняли с производства, а Грачева восстановили в прежней должности.

Легкий тягач, способный перевозить артиллерийский расчет и комплект боеприпасов, буксировать пушку и при этом достаточно уверенно чувствовать себя на бездорожье, был одним из самых востребованных военными типов транспорта. И в 1936 году Грачев сконструировал свою версию трехосного ГАЗ-А — ГАЗ-АААА.

От ГАЗ-ТК грачевский пикап с открытой платформой отличался в первую очередь использованием червячных главных передач ведущих мостов, максимально унифицированных с ГАЗ-ААА. Балансирная подвеска блока задних мостов также была заимствована у грузовой трехоски.

Кроме того, Грачев нашел оригинальный способ мобилизовать для преодоления препятствий... запасные колеса! Обе запаски, как и рабочие колеса, крепились к осям, расположенным на специальных силовых элементах, установленных чуть выше рамы позади передних колес. Это позволяло запасным колесам не только свободно вращаться, но и в определенных условиях принимать на себя часть нагрузки.

Таким образом, ГАЗ-АААА категорически не вписывался в арифметику традиционных трансмиссионных схем. Это был трехосный автомобиль с колесной формулой, точнее всего описываемой выражением «(6+2)х4». Были построены и испытаны два образца таких машин.

Один из них в качестве автомобиля техпомощи принял участие в испытательном пробеге по Памиру 1936 года. Платформа испытывалась с грузом 800 кг, оснащалась краном-лебедкой, на задние колеса устанавливали подобие гусеничного движителя — цепи «Оверолл».

Возможно, ГАЗ-АААА занял бы место ГАЗ-TK на конвейере, но именно в 1936 году Горьковский автозавод освоил базовый легковой автомобиль второго поколения М-1. Руководящие инстанции воздержались от поспешных решений, и у Грачева появилась возможность обогатить конструкцию трехосной платформы элементами новой машины.

Вспомогательные колеса

«Легковая» трехоска Грачева второго поколения была своего рода «армейским мулом». Неприхотливые и выносливые мулы, как известно, появляются на свет в результате скрещивания осла и кобылы, но сами не могут иметь потомства. В 1936 году Грачеву удалось скрестить «эмку» (ездовую кобылицу) с ГАЗ-ААА (трудолюбивым осликом). Пикап, получивший заводское обозначение ГАЗ-21, унаследовал от М-1 двигатель, сцепление, передний мост, тормоза, рулевое управление, колеса, а также кузовные панели передка — по кабину.

От грузовика ему достались ведущие мосты на балансирной подвеске. Ряд узлов и агрегатов (в том числе четырехступенчатая КПП без демультипликатора, но с оригинальным вторичным валом) вместе с набором «базовых хромосом» перешли к нему от полуторки.

Изюминку архитектуры ГАЗ-АААА — прекрасно зарекомендовавшие себя на испытаниях полуактивные запасные колеса — Грачев подверг творческому переосмыслению. У предыдущего решения был целый ряд недостатков. Во-первых, полноразмерные колеса, используемые в качестве катков для преодоления крутых бугров, требовали слишком серьезной (а значит, тяжелой) гарнитуры. Во-вторых, когда хотя бы одно запасное колесо приходилось использовать по прямому назначению, вся затея сводилась на нет.

От идеи вспомогательных колес Грачев не отказался, но решил на сей раз оборудовать раму в районе стыка капота и кабины специальными пневмокатками — небольшими, наподобие авиационных шасси. Два запасных колеса переехали из-под боковин капота на верхние задние углы металлических бортов грузовой платформы пикапа: при вертикальном опрокидывании или преодолении машиной глубоких рвов с крутыми стенками запаска могла послужить дополнительной упругой опорой.

Таким образом, с некоторой натяжкой колесная формула приобрела вид «(6+4)х4». Пожалуй, выжать больше из базовых шасси, узлов и агрегатов с точки зрения их использования в конструкции легкого армейского многоцелевого автомобиля повышенной проходимости (и шасси для броневика) было невозможно. О том, насколько эффективными оказались предпринятые Грачевым инженерные ухищрения, можно было судить только по результатам испытаний.

Где «эмка», там и рвется

Фотографии, сделанные на испытаниях ГАЗ-21 на бездорожье, и сегодня впечатляют. Опытный автомобиль снимали в моменты преодоления нешуточных косогоров, ям и буераков. Эффектности снимкам добавляет запечатленная на них работа подвесок, позволявших выворачивать ведущие задние мосты друг относительно друга и относительно рамы под вызывающими уважение углами и подвешивать передний мост в воздухе. Правда, на практике все было не так здорово.

Испытания проходили главным образом под Горьким, близ расположенного на берегу Оки села Великий Враг. Местность изобиловала крутыми склонами, косогорами, оврагами, ямами, песчаными барханами, болотами, бродами, буграми и промоинами, то есть позволяла проверить способность машины преодолевать любые препятствия.

Опытный образец для испытаний был собран 15 июля 1937 года. В течение пяти дней он прошел 400-километровую обкатку и после контрольного обмера деталей мостов был отправлен в Великий Враг. Всего планировали накрутить по бездорожью 10 тыс. км: первую тысячу порожняком, а затем с 800-килограммовым балластом в кузове.

К сентябрю 1937 года, когда пробег испытуемого пикапа составлял чуть менее 5 тыс. км, автомобиль пришлось отправить на капремонт для полной замены рамы. Именно этот элемент конструкции не выдерживал запредельных нагрузок. 

Перекошенные лонжероны выпрямляли, лопнувшие косынки приваривали, но вскоре все повторялось сначала. После ремонта ГАЗ-21 получил раму с более мощными косынками, усилителями и балкой балансирной подвески, но и этих мер оказалось недостаточно. Впоследствии раму пришлось усиливать еще дважды.

По итогам пробега в 10 тыс. км непригодными для использования на машинах такого типа были признаны и силовые элементы балансирной подвески. Не выдержали нагрузок и все элементы крепления силового агрегата к раме. Экспериментальная конструкция, созданная взамен штатной, существенно затрудняла монтаж и демонтаж двигателя.

Ненадежными оказались сварные швы между оригинальными чулками полуосей и серийными фланцами М-1. Буксировка пикапом броневика БА-20 массой чуть более двух тонн напрочь убила легковое сцепление — вместо него установили сцепление ГАЗ-АА.

На первом варианте ГАЗ-21 стоял бензобак (перемещенный к кабине) от М-1, а карданные шарниры — от грузовика ГАЗ-ААА. На втором образце пришлось поменять крепление двигателя и привод к тормозам задних колес. Бензобак заменили специальным, а карданные шарниры от серийной трехоски — импортными «спайсер».

Несмотря на выдающиеся в целом показатели проходимости, в отдельных ситуациях ГАЗ-21 подводили скромные внедорожные возможности его«эмоч-ной» составляющей. В тех случаях когда препятствие требовало либо активной ведущей работы передних колес, либо хотя бы увеличенного дорожного просвета под передним мостом, автомобиль безнадежно застревал.

Непреодолимыми препятствиями для опытного пикапа стали горки с резким изломом у основания (в них он попросту упирался передним бампером) и рыхлый песок (когда передний мост увязал по самые ступицы, ведущие колеса беспомощно буксовали). Нарекания вызывала и управляемость машины.

В грязи толкаемый ведущими мостами автомобиль игнорировал поворот передних колес. Пикап норовил продолжить движение по прямой, если только сопротивление вывернутых колес не оказывалось чрезмерным и машина не застревала. И наоборот. При преодолении ям с крутыми склонами в точке излома передние колеса самопроизвольно выворачивались, автомобиль внезапно нырял в сторону.

Виталий Андреевич Грачев был одинаково нетерпим к недочетам как чужих, так и своих конструкций — достаточно вспомнить его максимализм, проявленный по отношению к ГАЗ-TK. В заключении, подписанным им по результатам испытаний, есть такие строки: «Без устранения указанных дефектов автомобиль ГАЗ-21 к производству допущен быть не может».

Чего здесь больше — перестраховки или риска? За недочеты, выявленные в процессе эксплуатации серийного армейского автомобиля, можно было получить срок в лагерях. С другой стороны, таким заключением Грачев признавал несостоятельность им же сконструированного автомобиля, то есть расписывался в провале задания.

Скорее всего, он вообще не думал о последствиях лично для себя. Его волновали лишь инженерные аспекты, признать которые удовлетворительными конструктор не мог.

Канул в небытие

Впрочем, крест на проекте ставить было рано. В 1938 году еще проводились работы по устранению всех выявленных в ходе испытаний недостатков, платформа модернизировалась и совершенствовалась. Более того, в том же году военная приемка признала пикап вполне соответствующим требованиям техзадания и рекомендовала ГАЗ-21 к постановке на вооружение РККА. Развязка этой истории могла быть для Грачева вполне счастливой.

О недочетах машины он в свое время честно упомянул, над врожденными болезнями поработал, за прочие — неизлечимые — конструкторы не в ответе. Но в конце 1938 года в распоряжении Виталия Андреевича, наконец, оказались надежные ШРУСы, что давало возможность заняться разработкой полноприводных трансмиссий, в том числе для многоцелевого армейского внедорожника.

У Грачева и на этот раз хватило мужества обратиться к заводскому руководству с просьбой не спешить с освоением производства ГАЗ-21, так как к этому времени началась разработка альтернативной конструкции — вездехода с колесной формулой «4x4» на базе автомобиля М-1. И по всем показателям эти машины должны были быть лучше трехосок.

Пикантность ситуации заключалось в том, что на рубеже 1938-1939 годов на заводе уже велись работы по освоению серийного производства ГАЗ-21, в том числе как шасси под новый бронеавтомобиль. По некоторым данным, к этому времени уже успели изготовить около сотни комплектов деталей.

В такой обстановке принять решение о прекращении подготовки производства новой трехоски руководству завода и отрасли было не просто. Тем не менее, решение было принято, и ГАЗ-21, как и положено мулу, проявив выносливость и трудолюбие, канул в небытие, не оставив потомства.