Я-11

24-я илл.
Тягач ГАЗ-22 (Т-22). Зима 1941 года

В конце 1930-х годов появились возможности (прежде всего более совершенных и надежных агрегатов силовой установки и ходовой части) для создания легких быстроходных тягачей для буксировки артсистем массой 5-6 т.

За основу предполагалось взять узлы легкого плавающего танка Т-40 - современную и весьма перспективную автомобильную 6-цилиндровую силовую установку с высокими удельными показателями и хорошо отработанные элементы трансмиссии и механизмы поворота. Особенно удачной получилась ходовая часть скоростной направленности с опорными катками большого диаметра и индивидуальной торсионной подвеской. Мелкозвенчатая гусеница Т-40 (шаг - 98 мм, ширина - 260 мм) кинематически позволяла довести скорость машины до 50 км/ч, одновременно обеспечивая, как тогда полагали, удовлетворительные сцепные свойства с грунтом при работе в тяговом режиме.

Созданием быстроходного тягача на базе Т-40 начали заниматься в НАТИ на уровне эскизной проработки в 1940 году, хотя первые наброски такой машины относятся еще к 1937 году.

Предварительную компоновку машины делал инженер Е.Г.Попов. Сразу же встал вопрос о двигателе требуемой мощности (75-90 л.с.). Применение, как на Т-40, вполне подходящего двигателя ГАЗ-202 (85 л.с.), только осваивавшегося в производстве, и даже его чисто автомобильного варианта ГАЗ-11 (70-72 л.с.) было нереально. Двигатели ЗИС-5 (73 л.с.) или ЗИС-16 (85-88 л.с.), удовлетворительные по мощности, надежности и долговечности, были достаточно громоздкими и тяжелыми (у ЗИС-5 удельная масса составляла 5,62 кг/л.с.). В то же время горьковский двигатель ГАЗ-М, хотя и менее мощный (52 л.с.) и устаревший, а также не отличавшийся большой выносливостью, зато дешевый и доступный, имел удельную массу всего 35 кг/л.с. - меньшую на 60%. Это наводило на мысль использовать в будущем тягаче спаренную силовую установку, состоящую из двух двигателей ГАЗ-М, параллельно работающих через свои конические передачи на общий "грузовой" вал. Идея, в принципе, была не нова (в НАТИ ее опробовали еще в 1934 году на двухмоторном автомобиле "2М" 6x4), и, хотя не давала полноценного удвоения мощности (недобор составлял 17-20% из-за постоянного и трудно устранимого рассогласования управления), к ней периодически возвращались в надежде получить дешевый и хорошо освоенный силовой агрегат мощностью около 100 л.с., которого у нас тогда не имелось в одинарном исполнении.

К сожалению, все предыдущие попытки создания перед войной легких быстроходных гусеничных тягачей 2-го поколения на базе ходовой части танка Т-40 с одним двигателем оказались не совсем удачными. К ним относятся машины завода № 37 ЛТ-1 (двигатель ГАЗ-М) и ЛТ-2 (двигатель "Додж" Д5 - 76 л.с.), разработанные в 1939 году (испытания - в 1940-м), тягач ГАЗ-22 (Т-22) с двигателем ГАЗ-202 (создан в 1940 году, испытан в 1941-м). Им всем не хватало мощности силовой установки, невысокой была и надежность работы в тяжелых условиях. К началу войны ничего конкретного и многообещающего в этом плане не было создано.

Осенью 1941 года производство всех артиллерийских тягачей, кроме маломощных и тихоходных СТЗ-5, вообще прекратилось - весь потенциал заводов направили на производство танков. Ранее выпущенные машины быстро расходовали свой ресурс, много их потеряли и при отступлении. К тому же довоенные тягачи мало соответствовали возросшим требованиям армии, особенно по подвижности и надежности.

Это заставило искать пути возобновления производства арттягачей (реально только легкого и среднего классов), но уже новых по конструкции, более скоростных, с максимальным использованием освоенных агрегатов, к тому же выполненных на более высоком техническом уровне. Таковыми были признаны хорошо отработанные и подходящие по параметрам узлы трансмиссии и ходовой части массового легкого танка Т-60 (развитие Т-40) с перспективой перехода на Т-70 и автомобильные 4-цилиндровые двигатели ГАЗ-М с возможностью их спаривания.

Работы над проектом легкого быстроходного гусеничного тягача "Д" ("двухмоторный") для буксировки 8-тонных артсистем, в первую очередь 152-мм гаубиц-пушек МЛ-20 и 122-мм пушек А-19, возобновились в НАТИ с февраля 1942 года, после реэвакуации института. Дополнительным требованием к новому тягачу стало размещение в кузове полного боекомплекта и всего орудийного расчета. Желательна была и тяговая лебедка. За основу взяли проект двухмоторного гусеничного тягача 1940 года с соответствующим внесением изменений, порой радикальных. Работа развернулась в быстром темпе. Вначале руководил ею главный конструктор проекта Е.Г.Попов, затем И.И.Дронг. Над созданием тягача "Д" трудились лучшие специалисты НАТИ: И.Ф.Вержбицкий, Б.И.Гостев, А.А.Душкевч, Я.Я.Зенкевич, Б.И.Иванов, М.К.Копылов, Н.И.Коротоношко, В.П.Петров, В.Г.Розанов, В.Я.Слонимский, П И.Степин, Б.М.Тихомиров, И.И.Трепененков, В.Н.Фирсаков, С.Б.Чистозвонов.

Машина была выполнена по уже ставшей классической автомобильной схеме: расположение спаренного силового агрегата - переднее, закрытой трехместной кабины - среднее, механизмов поворота, бортовых передач и ведущих звездочек - заднее. В задней части размещалась и грузовая платформа для перевозки орудийного расчета и боекомплекта массой 1,5-2 т. К сожалению, по-прежнему не предусматривались крайне необходимые лебедка или кабестан - как готовые агрегаты они не выпускались и к тому же не вписывались в предложенную конструктивную схему тягача "Д". Основу его составляла открытая, но достаточно жесткая сварная рама шириной 1694 мм, состоявшая из двух продольных лонжеронов (стальные швеллеры 200x80 мм), соединенных пятью (по количеству пар кронштейнов балансиров подвески) приклепанными к ним коробчатыми и замыкаемыми в передней и задней частях траверсами вместе с защитными коробками. К лонжеронам также были приклепаны кронштейны поддерживающих катков, ленивцев, ограничителей-буферов, крепления двигателей, главных и бортовых передач, буксирных приборов и проушин. Дополнительную жесткость раме придавали приваренные по углам косынки и задние растяжки, идущие от места крепления буксирного прибора. Первая и третья поперечины соединялись продольными боковыми балками, служившими для крепления силового агрегата и кабины. Перетяжеленная в целом конструкция рамы оказалась удачной, работала без поломок, поэтому и перешла без особых изменений на последующие однотипные ярославские тягачи, имевшие большую массу.

25-я илл.
Тягач ГАЗ-22 во время испытаний по снежной целине. Зима 1941 года

26-я илл.
Тягач Я-11. Весна 1943 года

Оба силовых агрегата включали в себя двигатели ГАЗ-М, практически сохранившие свою автомобильную комплектацию. Однако, учитывая высокую теплонапряженность системы охлаждения гусеничной машины, установили более производительные 6-лопастные вентиляторы, отчего максимальная свободная мощность (на маховике) каждого двигателя снизилась до 43 л.с. Оба радиатора систем охлаждения - тоже усиленные, 6-рядные, от ГАЗ-ААА. Питание двигателей (автобензин II сорта) осуществлялось штатными бензонасосами М-9350 (от автомобиля ГАЗ-М1) из общего бензобака емкостью 280 л, расположенного под сиденьями кабины. В системе установили дополнительные бензофильтры (от Т-60). Управление карбюраторами обоих двигателей - от общей педали акселератора. Заранее были известны трудности полной синхронизации работы двигателей. Отсюда и недобор их суммарной мощности (удвоение ее до величины 86 л.с. - это только теоретически). На практике же - не более 72-75 л.с., то есть не намного больше, чем у двигателя ЗИС-5 (66-69 л.с. на маховике). Прерыватели-распределители двигателей не имели ручной регулировки опережения зажигания в зависимости от нагрузки - только автоматическую (центробежную), что несколько снижало тяговые характеристики на малых оборотах, но иначе с управлением трамблерами двух двигателей водителям трудно было разобраться. В целом двигатели ГАЗ-М из-за своей недостаточной надежности (обрыв шпилек головки блока и "пробой" ее прокладки, быстрый износ поршневой группы и шатунных подшипников, течь масла, особенно на уклонах, через задний конец коленвала, вызывавшая с высокой степенью вероятности выплавление шатунных подшипников и др.), работая на тягаче постоянно с повышенной нагрузкой, в эксплуатации долго бы не протянули. Это уже было известно по опыту работы тягача Т-20 "Комсомолец". Оба главных фрикциона (ГФ) использовались от "полуторки" ГАЗ-АА с установкой в них более сильных нажимных пружин - с целью увеличения требуемого для тягача запаса по моменту. Из-за возросшего усилия на педали до недопустимой величины (свыше 42 кгс) в приводе устанавливалась сервопружина, что, признаться, мало помогало. Четырехступенчатые коробки передач (КП) также заимствовали от ГАЗ-АА. Для предотвращения самовыключения передач вводилась их блокировка с приводом от педали главных фрикционов (по типу танков Т-40 и Т-60). Одновременное переключение обеих КП кулисой с одним рычагом без пружинных компенсаторов затруднялось отсутствием у них синхронизаторов (имелись только надвижные шестерни), что особенно сказывалось при движении по тяжелому бездорожью при отсутствии наката. Общим недостатком автомобильных КП была их низкая долговечность при длительной работе на промежуточных передачах (обычно на рабочих - II и III).

Агрегаты жестко устанавливались на общем трубчатом подрамнике, который, в свою очередь, крепился к раме в трех точках на резиновых подушках. Расстояние между осями двигателей составляло 550 мм. Для удобства управления ось всего силового агрегата смещалась вправо от водителя на 159 мм. При выходе из строя одного из двигателей тягач теоретически мог продолжать движение и на втором. О накопленных резонансных крутильных колебаниях, свойственных такой силовой схеме и впоследствии вызывавших поломки КП на СУ-76 (СУ-12), тогда знали еще мало и никого это особенно не волновало.

27-я илл.
Гпавный конструктор ЯГАЗа Г. М. Кокин

28-я илл.
Тягач Я-12

Оба силовых агрегата были связаны с главными передачами (ГП), установленными в задней части тягача, двумя комплектами карданных передач, полностью заимствованных от автомобиля ГАЗ-MM. Каждый комплект включал два карданных вала, два карданных шарнира "Спайсер", защитные кожухи, задний из которых, будучи жестко соединенным с картером ГП, воспринимал, как и на автомобиле, ее реактивный момент. Средняя часть каждого карданного привода со сферическим кожухом и расположенным в нем задним карданом имела опору на дополнительной поперечине рамы. Главные передачи, практически полностью заимствованные от Т-60, состояли из пары конических шестерен со спиральным зубом (передаточное число 1,428) и механизмов поворота - бортовых фрикционов сухого трения (восемь ведущих и семь ведомых дисков из стали "1085") с двойными ленточными остановочными тормозами плавающего типа с накладками "феррадо". Установленные рядом на упругой подвеске, также на расстоянии 550 мм друг от друга, они были связаны между собой (внутренними концами ведомых валов) с помощью соединительного "грузового" вала, имевшего по краям компенсирующие зубчатые муфты. Внешние концы ведомых валов ГП со штатными механизмами поворота соединялись двумя короткими валами (с зубчатыми муфтами) с бортовыми передачами (БП), представлявшими собой пару прямозубых шестерен, имевших на выходе ведущие 16-зубовые звездочки со съемными венцами - все также заимствовано от Т-60. Управление механизмами поворота - обычное, двумя рычагами с места водителя. Отдельного от педали привода тормозов не предусматривалось. Радиус поворота на месте составлял 2,1 м (по крылу - 2,9 м). С данной трансмиссией расчетная скорость тягача "Д" при движении по шоссе равнялась 35 км/ч (практически из-за нехватки мощности двигателей и рассогласования их работы эта величина не была достигнута).

Ходовая часть включала в себя по пять опорных обрезиненных катков диаметром 515 мм с индивидуальной торсионной подвеской и по три обрезиненных поддерживающих ролика на борт. Передние ленивцы (те же опорные катки) имели возможность регулировки натяжения гусеничной цепи в широких пределах. Все элементы ходовой части использовались от Т-60 практически в неизмененном виде, что обеспечивало столь необходимую в армии взаимозаменяемость по узлам с другими однотипными машинами.

Кабина тягача - закрытая, деревянная и достаточно широкая (1770 мм) была рассчитана на три места: водитель, его помощник, командир расчета. Однако из-за громоздкой кулисы управления двумя КП в ней нормально размещалось только два человека. Для перевозки расчета и боекомплекта за кабиной устанавливалась деревянная платформа с металлическими усилениями, имевшая в заднем борту двери, а также брезентовый верх. Внутри размещались две откидные продольные скамейки.

В конце августа 1942 года тягач "Д" был построен на заводе опытных конструкций НАТИ. Осенью он прошел кратковременные испытания, показавшие, несмотря на ряд серьезных недостатков, его удовлетворительную работоспособность и в целом соответствие предъявленным требованиям. Ввиду острой нужды армии в тягачах Наркомат среднего машиностроения (НКСМ) принял решение о доработке тягача и организации его производства на Ярославском автозаводе (ЯГАЗ). Это предприятие имело достаточное количество зуборезного, расточного и универсального станочного оборудования, вполне соответствующего технологии и масштабам намечаемого мелкосерийного производства, к тому же менее других автозаводов было загружено выпуском военной продукции, особенно непрофильной. И главное - на заводе имелось достаточное количество квалифицированных кадров, хорошо знакомых со спецификой транспортного машиностроения.

В конце ноября 1942 года главного инженера ЯГАЗа В.В.Осепчугова и главного конструктора Г.М.Кокина вызвали в Москву, в НКСМ. Заместитель наркома П.С.Кучумов поставил перед ними задачу по доработке конструкции тягача "Д" совместно с НАТИ, приведение ее в соответствие с технологическими возможностями завода, и организации серийного производства. А начальник артиллерии Красной Армии генерал-полковник Н.Н.Воронов, обеспокоенный катастрофической нехваткой мехтяги, приказал Г.М.Кокину, по его воспоминаниям от 26 марта 1980 года, заниматься только быстроходными тягачами - "...танкисты заняты, а трактористы сделают снова тихоходную машину". Срок освоения производства дали три месяца. В доработке тягача участвовали Г.М.Кокин, старший инженер-конструктор И М.Чистов, конструкторы А.А.Брейтовский, В.А.Ивлиев, В.А.Илларионов, Д.Н.Крашенинников. Кроме того, на ЯГАЗ прибыла бригада конструкторов НАТИ: И.И.Дронг, Я.С.Зенкевич, Д.Д.Мельман, В.П.Петров, Е.Г.Попов, Е.И.Тейтельбаум. Общее руководство проектными работами возглавил И.И.Дронг, назначенный ведущим инженером по объекту и заместителем главного конструктора ЯГАЗ. За технологическую проработку машины и подготовку ее к производству отвечал главный технологЯГАЗ И.С.Шапиро. Тогда же на завод из НАТИ перегнали и тягач "Д". Здесь он получил новое обозначение "Я-11", в соответствии с очередным номером довоенного модельного ряда опытных машин.

В процессе модернизации была несколько изменена компоновка тягача, соответственно и рама. Более радикальной переделке подверглась ходовая часть - опорные катки, ленивцы, поддерживающие ролики, балансиры и торсионы подвески; траки "широких" гусениц (85 звеньев на борт) были заимствованы от танка Т-70М, освоенного в сентябре 1942 года (к тому времени Т-60 массово уже не выпускался). Это повысило ее надежность и долговечность, хотя и не решило больного вопроса с низкими сцепными свойствами танковых гусениц на слабых грунтах и на гололеде, что было гораздо важнее именно для тягача с его тяговой направленностью, чем для танка.

Производственные возможности завода позволяли изготавливать обрезиненные опорные катки и ленивцы только литыми из стали 25Л, с шестью спицами, более тяжелыми, чем штампованные (ранее ставились на некоторые Т-60). Цельностальные поддерживающие ролики в связи с экономией дефицитной резины бандажей не имели. Все остальные элементы ходовой части намечались к производству без какого-либо упрощения технологии. В том числе траки - из трудно отливаемой, с большим количеством дефицитного марганца, но зато достаточно износостойкой стали Г13Л, а также шлифованные по всей длине (1734 мм) трудоемкие в изготовлении торсионы из пружинной стали 60С2 со специфической термообработкой (в специальных печах в вертикальном положении) - все, как на ГАЗе - на головном заводе по выпуску Т-70М. Для ЯГАЗ это было совершенно новое и незнакомое производство, и освоить его предстояло за неполные три месяца.

29-я илл.
Тягач Я-12 со 152-мм гаубицей-пушкой МЛ-20 преодолевает брод. Сентябрь 1943 года

Поскольку расчетная скорость тягача "Д" все равно не могла быть реализована по тягово-динамическому балансу (из-за нехватки мощности его двигатели не "раскручивались" и не выходили на внешнюю характеристику), на Я-11 снизили ее до приемлемой величины 26-27 км/ч, одновременно почти на 40% увеличив тяговое усилие на крюке. Для этого подняли передаточное число в ГП до 1,538, а в бортовых передачах - до 6,889. Тем не менее, из-за недостаточного сцепного веса Я-11 массу буксируемых прицепов пришлось ограничить 5 т. Этого хватало для буксировки 122-мм гаубиц, 85-мм зенитных пушек, а также для мобильной переброски противотанковой, дивизионной артиллерии и тяжелых минометов. Орудия с большей массой могли буксироваться лишь "в перегрузку", по ровной местности. Конические шестерни в ГП на ЯГАЗ могли изготавливать только прямозубыми, как для грузовиков ЯГ-6, чтобы нарезать спирально-конические шестерни по полной программе, заводу не хватало станков "Глиссон". Задняя ведущая звездочка стала 15-зубой, так как увеличился шаг траков гусениц, а ее съемный венец пришлось делать литым из простой дешевой стали с невысокой твердостью - тем самым пришлось пожертвовать долговечностью.

В приводе ГФ убрали малоэффективную сервопружину, а для некоторого снижения усилия на педали просто увеличили ее ход на 20%. По-прежнему в деревянной (из вагонки) и в какой-то степени утепленной кабине длиной по основанию 1960 мм и шириной 1747 мм, с двумя откидными ветровыми стеклами, снабженными ручными стеклоочистителями, и с задним смотровым окном располагались водитель, справа - его помощник (или наводчик) и командир орудия. По требованию артиллеристов увеличили грузовую платформу (в длину - до 2120 мм), а в заднем борту сделали двухстворчатую дверь шириной 980 мм. Погрузочная высота платформы составляла всего 844 мм. Теперь ее полезная площадь (4,97 м2) и полный объем (2,33 м3) были вполне достаточны для перевозки 2 т груза: до 10 бойцов орудийного расчета, а также ящиков с боеприпасами и артиллерийского снаряжения. На задней поперечине рамы установили буксирное приспособление, крюк которого, точнее вилка со шкворнем, мог сцепляться с любой артсистемой или прицепом соответствующей массы, а введенная в узел амортизационная пружина смягчала толчки и удары во время движения тягача.

Приборы наружного освещения были представлены передней фарой на левой стороне и задним красным фонарем с отдельной лампой стоп-сигнала (включалась при выжимании педали ГФ). По условиям светомаскировки большего не требовалось.

В целом масса Я-11, по сравнению с тягачом "Д", заметно возросла: шасси - до 4668 кг, кабины и платформы - до 750 кг. Это стало неизбежным следствием усиления конструкции и ее приспособления к реальным возможностям производства технологически довольно cлабого автозавода. В частности, и по причине увеличения толщин в литье до 8, а то и до 11 мм ("литейка" НАТИ отливала картеры с толщиной стенок 4-5 мм) и замены дефицитных алюминиевых сплавов на черные металлы. Доработка рамы также сопровождалась ростом ее массы.

30-я илл.
Тягач Я-12 буксирует 152-мм гаубицу-пушку МЛ-20 массой 7270 кг. Сентябрь 1943 года

Тактико-технические характеристики артиллерийского тягача Я-11
Масса в снаряженном состоянии без груза, кг 5418
Грузоподъемность платформы, кг 2000
Масса буксируемого прицепа, кг 5000
Мест в кабине 5
Мест в кузове для сидения 8...10
Габариты, мм:
длина 4890
ширина 2440
высота по кабине и тенту без нагрузки (по чертежу) 2213 (2219)
База опорных катков, мм 2710
Колея (по серединам гусеницы), мм 2100
Ширина гусениц, мм 300
Дорожный просвет, мм 358
Среднее удельное давление на грунт
с грузом на платформе (без груза), кгс/см2 0,456 (0,333)
Максимальная мощность двигателей (суммарная), л.с. 86
при частоте вращения, мин 2800
Максимальная расчетная скорость
с нагрузкой без прицепа по шоссе, км/ч 26,6
Максимальная достигнутая скорость, км/ч 29,4
Запас хода по шоссе с прицепом, км 325
Предельный преодолеваемый подъем по твердому грунту с нагрузкой без прицепа, град:
расчетный по двигателю 44
практический (ограниченный работоспособностью системы смазки двигателя) 25
Максимальная сила тяги на крюке (расчетная), кгс 5730

По-прежнему на Я-11 сохранялись серьезные недостатки и неудачные решения тягача "Д" - трудности синхронизации работы двигателей и одновременного переключения передач в коробках, большое усилие на педали ГФ, опасность поломок трансмиссии из-за резонансных крутильных колебаний в силовых контурах, отсутствие лебедки, низкая для тягача (для танка Т-70М она была приемлемой) живучесть ходовой части. Из-за невозможности реализовать по сцеплению тяговые характеристики машины масса буксируемого прицепа все же была недостаточной, хотя первоначально артиллеристы рассчитывали на 8 т. Одним словом, полноценным арттягачом Я-11 так и не стал. Но работы по нему продолжались, и почти в срок, в конце марта 1943 года, ярославцы изготовили три опытных образца (по заводским данным - пять). После обкатки и кратких контрольных проверок, в апреле на этих машинах совершили пробег в Москву, которым руководил директор завода А.А.Никаноров. Приемка тягачей состоялась прямо перед крыльцом ГАУ. Военные в целом остались довольны машинами, да и выбора у них не было, а пробег Ярославль - Москва на Я-11 засчитали как госиспытания. Тягач сразу приняли на вооружение. В мае-июне 1943 года он прошел краткие испытания на полигоне в Кубинке. Кроме необходимости проведения мелких доработок они выявили потребность в установке ограничителей оборотов двигателей для предотвращения их "перекрутки". Производство первой партии тягачей (50 машин) планировалось начать уже в июне, и завод форсировал подготовку их серийного производства.

К середине июня на сборке уже стояли с десяток рам из заложенных пятидесяти. Но именно в период с 4 по 22 июня ожесточенные бомбежки ГАЗа, накануне немецкого наступления на Курской дуге надолго вывели из строя его моторный корпус № 1, производивший двигатели ГАЗ-М. В результате тягач Я-11 остался без силовой установки. Других, подходящих по мощности, в наличии не было. Складывалось, казалось, безвыходное положение...

Бронеколлекция, №2, 2005, Е. И. Прочко - Артиллерийские тягачи Красной Армии. Часть 2