ГАЗ-21 — это не только про всем известную «Волгу», которая выпускалась на Горьковском автозаводе с 1956 года. Была еще одна «двадцать первая» модель — первый советский экспериментальный автомобиль повышенной проходимости
История началась с того, что студента Виталия Грачева отчислили из Томского технологического института с четвертого курса. Это событие произошло в 1927 году, причиной отчисления стала вовсе не плохая успеваемость, а социальное происхождение. При поступлении в учебное заведение в 1923 году Виталий Грачев в графе «социальное происхождение» указал, что его отец был крестьянином, иначе в высшее учебное заведение в то время было не попасть, и это отчасти являлось правдой. Но стало известно, что в Томске его родитель держал крупную торговлю рыбой, что однозначно говорило о том, что он относился к буржуазии. По этой причине Виталию так и не дали закончить учебное заведение — детям «буржуев» высшее образование не полагалось.
Поскольку постоянной работы с чуждым «социальным происхождением» найти было трудно, Виталия Грачева принудительно по трудовой мобилизации 1931 года отправили на строительство автомобильного завода, недалеко от Нижнего Новгорода, который назвали НАЗ (Нижегородский автомобильный завод). После же кончины пролетарского писателя Максима Горького (Пешкова) Нижний Новгород переименовали в Горький, а автомобильный завод — в ГАЗ.
Первое время Виталию пришлось возводить цеха как простому рабочему, но потом его перевели в только что созданное конструкторское бюро, которое занималось разработкой автомобилей повышенной проходимости. Завод выпускал легковой ГАЗ А и грузовик ГАЗ АА. С началом производства встал вопрос об улучшении проходимости этих автомобилей. На то время способов улучшения проходимости было всего три. Суть первого (его предложил личный шофер последнего русского царя Адольф Кегресс) заключалась в замене задних колес на гусеницы — изначально их делали из верблюжьей шерсти, которую вскоре заменили на более долговечную каучуковую ленту с развитыми грунтозацепами. Такой тип привода получил название «движитель Кегресса», он ощутимо улучшал проходимость на бездорожье, но при этом снижал скорость автомобиля, увеличивал расход топлива, ухудшал управляемость на твердых покрытиях и лучше всего подходил для эксплуатации вне дорог.
Второй способ улучшения проходимости заключался в увеличении числа ведущих колес — например, сделать все четыре колеса ведущими, такая колесная формула обозначается как 4Х4. У нее много преимуществ, но в те времена применение этой схемы столкнулось с большой технической проблемой. Передний мост должен был выполнять две функции — управлять движением автомобиля и при этом передавать крутящий момент на колеса под разными углами. На тот момент это представляло достаточную сложность, проще было добавить еще один ведущий мост сзади, построив машину с колесной формулой 6х4, где три моста, шесть колес и четыре из них ведущие.
Начальником конструкторского бюро назначили 28 летнего Грачева, поставив задачу улучшить проходимость серийных автомобилей, внеся минимальные изменения в их конструкцию. Пошли простым путем, добавив еще один ведущий мост сзади. Так и возникло КБ «трехосных машин повышенной проходимости». Что давал еще один мост? Во-первых, снижалось давление колес на сыпучие грунты, во-вторых, появлялась дополнительная площадь сцепления ведущих колес с дорогой, что повышало проходимость автомобиля по сравнению с заднеприводной компоновкой и увеличивало грузоподъемность машины.
Первым разработанным Грачевым трехосным автомобилем был ГАЗ ААА, отличавшийся от стандартного грузовика тем, что вместо заднего моста у него была установлена конструкция из двух ведущих мостов в виде тележки, способной перемещаться относительно рамы авто, что улучшало проходимость. Также в конструкции появился демультипликатор, раму усилили, двигатель остался стандартным, мощностью 40 лошадиных сил.
Но мало спроектировать автомобиль, его надо еще и испытать. Нет, не в лабораториях, в то время их не было. Испытать машину решили пробегом, да каким: Горький — Москва — Тамбов — Сталинград — Астрахань — Гурьев — Кзыл-Орда — Ташкент — Душанбе — Памир по Памирскому тракту — и обратно. Машины стартовали 2 июня 1936 года, в пробеге участвовали ГАЗ А (их использовали в качестве «технички»), ГАЗ М-1 (выпуск которых только осваивали), ГАЗ-4 пикап и экспериментальный трехосный ГАЗ ААА. Пробег проходил по казахским степям, пустыням Узбекистана и Туркмении, горным дорогам Таджикистана и Киргизии. Пустыня Каракумы испытала машины 68 градусной жарой и песком, горы Памира встретили холодом и разряженным воздухом, возникали и другие сложности — по территории Средней Азии тогда еще кочевали банды басмачей.
За пробег длиной 12?000 км было израсходовано около сотни покрышек. По прибытии колонны в Горький специальная комиссия, исследовавшая состояние машин, пришла к выводу, что все авто находятся в отличном техническом состоянии и готовы к дальнейшей эксплуатации. Кстати, сам Виталий Грачев учувствовал в этом непростом пробеге и вел машину наравне с водителями.
Несмотря на то что ГАЗ ААА хорошо зарекомендовал себя в пробеге, выпускать его серийно не стали. Он был спроектирован на агрегатной базе устаревшего ГАЗ А, который снимали с производства, ему на смену пришла модель ГАЗ М-1. В том же 1936 году, после пробега, началась работа над следующей машиной, ею стал трехосный пикап с колесной формулой 6Х4 на базе «эмки», которому был присвоен индекс ГАЗ-21. В конструкции этого пикапа использовали новый двигатель от М-1 — четырехтактный, четырехцилиндровый, водного охлаждения, мощностью 50 л.с. Сцепление, тормоза, передний мост, рулевое управление, колеса, крылья, решетку радиатора и крышку капота взяли от той же модели. От грузовика ГАЗ ААА в новой конструкции задействовали кабину, заднюю тележку с двумя ведущими мостами червячного типа, а четырехступенчатую коробку передач с оригинальным вторичным валом взяли от ГАЗ АА.
Новый вездеход максимально унифицировали с уже выпускаемыми моделями. Грузовая площадка пикапа была оригинальной, по бортам установили ящики, которые выполняли функцию скамеек и одновременно мест хранения. Использовали и еще одно оригинальное решение: в конструкции ходовой части автомобиля, примерно посередине между задними колесами и передними, к раме прикрепили еще два колеса меньшего диаметра. Целью этого нововведения стало улучшение проходимости в случае преодоления больших бугров или вершин холмов. Дополнительные колеса исключали возможность сесть «на брюхо»: даже когда бугор упирался в раму, машина продолжала ехать. Полноценные запасные колеса установили в задней верхней части бортов кузова — для того, чтобы уберечь машину от вертикального опрокидывания при форсировании глубоких рвов или оврагов.
Но пока это оставалось только теорией, которую требовалось проверить на практике. Испытания проводились недалеко от Нижнего Новгорода, на берегу реки Оки, вблизи деревни Великий Враг. Рядом с деревней имелись почти все виды препятствий для полноценного испытания вездехода. Косогоры, речушки, овраги, болотца, холмы. Правда, кроме рельефа, это место выбрали еще по одной причине, о которой не говорили: в деревне Великий Враг жил Аркадий Федорович Николаев, ведущий водитель-испытатель.
Пару слов об этом человеке. Он был не только водителем. При создании гоночного автомобиля ГЛ-1 Аркадий занимался доводкой и форсировкой двигателя, за счет чего и удалось установить рекорды скорости. Николаев не только умел водить автомобили, но и прекрасно знал их устройство, к 1938 году его назначат руководителем группы дорожных испытаний ГАЗа. А после войны в составе санно-тракторного поезда (которым он и руководил) Аркадий достиг Южного магнитного полюса Земли.
Грачева и Николаева объединяло одно — они были фанатами своего дела и любили свою работу, не жалели ни себя, ни технику, которую создавали. Первый ходовой образец был собран 15 июля 1937 года. Удивляет тщательность всего, что делали заводчане: прежде чем начать внедорожные испытания, машину обкатали, в течение пяти дней она прошла 400 км без максимальной нагрузки. Сначала это испытание, длиной 1000 км, автомобиль проходил без груза, на следующем этапе машину гоняли с балластом в 800 кг. Продолжительность полного цикла испытаний планировалась в 10?000 км, но в сентябре того же года, когда не были преодолены и 5000 км пробега, машине понадобилась замена рамы: стандартная рама грузовика не выдержала, даже несмотря на то, что ее оборудовали «косынками», придававшими конструкции дополнительную жесткость на кручение. Раму ГАЗ-21 еще усилили, особенно в месте крепления задней тележки, все «косынки» изготовили из более толстого металла. Но и эта рама не выдержала. Через некоторое время ее пришлось заменить на другую, еще более усиленную.
По итогам первого этапа испытаний стало очевидно, что задняя подвеска, состоящая из двух ведущих мостов, ненадежна: в крайних положениях заклинивало карданные передачи, возникали проблемы с креплением задней тележки к кузову, с креплений срывало мотор, сцепление выходило из строя, полуоси не выдерживали нагрузки, механические тормоза не справлялись с возросшей нагрузкой.
Второй образец ГАЗ-21 выполнили с учетом выявленных неисправностей. От грузовика ГАЗ ААА взяли более мощные карданные крестовины, сцепление, усилили крепление мотора к раме, изменили конструкцию тормозов ведущих колес и бензобака. Второй вариант внешне почти не отличался от первого образца 21 й модели — у него был чуть ниже кузов, отсутствовали поручни, а также козырек над лобовым стеклом. В результате получилась машина полной массой 2700 кг. 50 сильный мотор позволял подниматься по глине с хода на склоны крутизной до 25 градусов, удерживаться на склоне в 12 градусов при использовании тормозов.
Форсировать броды до 50 см глубины позволял максимальный угол въезда, спереди он составлял 42 градуса, при движении задним ходом — 51 градус. Вездеход мог перевозить восемь человек (схема посадки 2+6), развивая при этом максимальную скорость 76 км в час, расходуя 20 л бензина на 100 км. Грузоподъемность ограничивалась 800 кг, передний мост был зависимый не ведущий на продольных рессорах с рычажными механическими амортизаторами. Сзади — зависимая балансирная, на четырех полуэллиптических рессорах подвеска.
Машина обладала внушительными внедорожными возможностями, и военным, которые ждали такую технику, она понравилась. Однако в итоговом акте испытаний Виталий Андреевич Грачев написал, что машина не может быть рекомендована к производству. Для 1937 года это был очень смелый поступок — написать, что машина, которую ты сконструировал, на которую были потрачены «народные деньги», которая нужна армии, не рекомендована к производству. Как минимум это грозило статьей за «за вредительство», а за срыв оборонного заказа чаще приговаривали к «десяти годам без права переписки» — этот эвфемизм означал расстрел.
Так какие недостатки в своей машине нашел Грачев? Первая проблема заключалась в том, что расстояние между передним мостом и дорогой составляло всего 235 мм, что уменьшало геометрическую проходимость. Но это не было виной конструктора, ведь машина создавалась из готовых серийно выпускаемых деталей. Второй недостаток: передние колеса в глубокой грязи вязли, и машина теряла управление, она могла двигаться только прямо, а такая ситуация случалась только там, куда не заедет обычный автомобиль. Виталий Андреевич не думал о последствиях написания своего заключения о непригодности, его интересовало техническое совершенство создаваемой им машины. Пока шли работы над ГАЗ-21, ему попалась статья, посвященная полноприводной модели Marmom-Herrington. Она была построена по схеме 4х4, где все колеса ведущие, и такая конструкция не могла иметь проблем с управляемостью в сыпучих грунтах. В 1938 году Грачев написал письмо Наркому обороны Ворошилову, где объяснил недостатки колесной формулы 6х4 и предложил создать на базе «эмки» легковой автомобиль со всеми ведущими колесами. В апреле 1938 года в СССР был привезен Marmon-Herrington LD2 4 с передними и задними ведущими колесами. Изучив зарубежный образец, конструкторы бюро полноприводных автомобилей поняли устройство шарниров равных угловых скоростей (ШРУЗов) переднего моста и приступили к разработке новых легких военных внедорожников, первым из которых стал знаменитый ГАЗ-61, сконструированный на базе шестицилиндровой «эмки».
Так удачным был опыт с ГАЗ-21 или нет? Конечно, удачным: удалось создать машину с отличными ходовыми характеристиками, которую можно было выпускать серийно. Но главное — с ее помощью удалось определить направление развития первых легких внедорожников.
