К началу шестидесятых годов Специальное конструкторское бюро Завода им. Лихачева завершило основные работы по перспективному четырехосному шасси ЗИЛ-135. Вскоре несколько модификаций этой машины пошли в серию и стали базой для ряда образцов военной техники различного назначения.
Развитие существующей конструкции было продолжено, в результате чего появилось несколько новых опытных машин, одной из которых был вездеход с электрической трансмиссией ЗИЛ-135Э.В середине июля 1963 года появилось постановление Совета министров СССР, в соответствии с которым промышленность должна была разработать новое шасси сверхвысокой проходимости, оснащенное электрической трансмиссией. Создание такого образца поручили ряду организаций, в том числе московскому Заводу им. Лихачева. СКБ ЗИЛ к этому времени успело изучить тематику электротрансмиссии, и потому могло справиться с поставленной задачей. При этом оно нуждалось в помощи других предприятий, занимавшихся производством электрического оборудования.
Примерно через месяц после выхода постановления Совмина коллектив СКБ ЗИЛ во главе с В.А. Грачевым сформировал требования к будущему макетному образцу. Тогда же ведущим конструктором проекта назначили А.И. Филиппова. В сентябре необходимые документы, в том числе техническое задание, отправили Государственному опытному заводу им. Дзержинского (позже переименован в Московский агрегатный завод «Дзержинец»), которому предлагалось разработать необходимые электрические устройства. Ведущим конструктором электрооборудования вездехода стал В.Д. Жарков.
Только в конце марта следующего года ЗИЛ и Автотракторное управление министерства обороны заключили контракт на проектирование нового вездехода. Чуть позже военное ведомство выделило финансы на разработку проекта и последующее строительство опытного электрохода.
Новый проект предлагалось создавать на основе существующего. В качестве базы для вездехода с электротрансмиссией предлагалось использовать новейшую машину ЗИЛ-135К. После соответствующей переработки конструкции она должна была носить название ЗИЛ-135Э. Проект также получил неофициальное название – «Электроход».
С целью предварительной отработки основных решений нового проекта в середине 1964 года был построен макетный образец с неофициальным названием ЗИЛ-157Э. Серийный грузовик типа ЗИЛ-157 лишился штатной трансмиссии и задней тележки. В кузове-фургоне установили бензиновый двигатель и генератор, подававшие ток на мотор-колеса. Такой электроход показал не самые высокие характеристики, но все же позволил собрать необходимые данные. В начале 1965 году СКБ ЗИЛ проанализировало результаты испытаний опытного электрохода и учло их при дальнейших работах по основному проекту ЗИЛ-135Э.Для ускорения работ и упрощения дальнейшего строительства опытной техники вездеход ЗИЛ-135Э решили делать на основе уже существующей машины ЗИЛ-135К. Ее следовало определенным образом переработать для установки новых агрегатов, но при этом можно было сохранить значительное число существующих деталей и узлов. В будущем это также должно было облегчить запуск серийного производства и эксплуатацию техники в войсках или народном хозяйстве.
Главным элементом конструкции опытного ЗИЛ-135Э была продолговатая рама, заимствованная у базового вездехода. В передней ее части находились моторный отсек и кабина. Прочие участки предназначались для монтажа разнообразного оборудования. Исходный ЗИЛ-135К разрабатывался в качестве носителя крылатой ракеты, и потому его грузовая площадка имела максимально возможные размеры. Под рамой находились несколько металлических листов разных форм и размеров, защищавшие внутренние агрегаты от негативных воздействий.
Применение электротрансмиссии дало определенные преимущества. Машина не нуждалась в крупных и сложных механизмах для распределения мощности на восемь ведущих колес; электрические устройства занимали гораздо меньше места на раме и внутри корпуса.
Проект ЗИЛ-135Э предусматривал сохранение силовой установки в виде двух бензиновых двигателей ЗИЛ-375 мощностью по 180 л.с. Каждый двигатель соединялся с собственным генератором постоянного тока ГЭТ-120 мощностью 120 кВт. Подобные бензоэлектрические агрегаты помещались в передней части рамы, непосредственно под кабиной экипажа. На бортах корпуса помещалось восемь мотор-колес с двигателями ДТ-22, оснащенными двухступенчатыми планетарными редукторами.
Как и в других проектах семейства ЗИЛ-135, предлагалось использовать т.н. бортовую схему трансмиссии, в которой каждый из двигателей передавал мощность на колеса своего борта. В случае с «Электроходом» это означало, что каждый генератор обеспечивал подачу энергии на двигатели своего борта. Несмотря на определенную сложность, такая архитектура электрической трансмиссии давала определенные преимущества.
Еще на ранних стадиях проектирования стало ясно, что использованные электрические агрегаты будут отличаться повышенным тепловыделением. Вследствие этого ЗИЛ-135Э получил развитую систему воздушного охлаждения электрооборудования. При помощи системы вентиляторов, воздуховодов и гибких шлангов обеспечивался обдув приборов холодным забортным воздухом. В системе охлаждения испытывались центробежные вентиляторы типа Ц9-55 и вентиляторы-пылеотделители КП-2-320.
Первый вариант проекта ЗИЛ-135Э предусматривал использование ходовой части с жестким креплением всех восьми колес. Ступицы мотор-колес оказались слишком крупными для использования существующих автомобильных шин серийных моделей. Сперва эту проблему решили путем установки стеклопластиковых колес с тракторными покрышками размерностью 15.00-30 типа Я-175А. Подобные изделия использовались на ранних стадиях испытаний. Первая и четвертая оси шасси были выполнены управляемыми. Водитель контролировал положение колес при помощи гидравлического усилителя.
Являясь глубокой модернизацией вездехода ЗИЛ-135К, новый макетный образец с литерой «Э» сохранял характерную конструкцию ходовой части с неравномерным распределением осей по базе. Первый и третий промежуток между колесами имели длину 3 м, центральный интервал – 1,6 м. Более широкие участки между колесами использовались для установки гидравлических домкратов. Базовое шасси предназначалось для ракетного комплекса, и «Электроход» на его базе сохранил устройства для вывешивания перед стрельбой.
Опытный ЗИЛ-135Э получил серийную четырехместную кабину, выполненную из стеклопластика. Характерной чертой шасси ЗИЛ-135К и машин на его базе являлся обратный наклон лобового остекления, связанный с необходимостью отвода реактивных газов запускаемой ракеты. Доступ в кабину обеспечивался парой боковых дверей и верхними люками. В связи с использованием новой трансмиссии пост управления в кабине дополнили рядом особых устройств. Водитель мог контролировать все основные приборы силовой установки и электрической трансмиссии.
Вся центральная и задняя часть рамы представляли собой крупную грузовую площадку для установки целевого оборудования или кузова. Изначально на этой площадке смонтировали бортовой кузов одного из серийных грузовиков, частично закрытый тентом. Площадка шасси была заметно крупнее кузова, что придавало вездеходу специфический внешний вид. Впоследствии на опытном ЗИЛ-135Э смонтировали легкий закрытый фургон с посадочными местами для людей и возможностью перевозки груза.
Новый вездеход получился весьма крупным. Его длина достигала 11,45 м ширина – 2,9 м, высота – 3,2 м. Снаряженная масса – чуть менее 12 т. По расчетам, «Электроход» ЗИЛ-135Э мог брать на борт до 8,1 т груза и передвигаться по шоссейным дорогам со скоростью 80 км/ч. При выходе на пересеченную местность он мог бы преодолевать самые сложные препятствия и транспортировать груз в разных условиях. Реальные характеристики машины предстояло установить в ходе полномасштабных испытаний.
Сборка агрегатов для будущего макетного образца стартовала в начале октября 1965 года. В последнюю декаду месяца началась окончательная сборка машины, и 29 октября вездеход ЗИЛ-135Э впервые проехал по территории завода. В середине ноября СКБ ЗИЛ провело технический совет с участием представителей завода №467 и Автотракторного управления министерства обороны, в рамках которого специалисты обсудили вопросы создания и эксплуатации электротрансмиссии.
23 ноября экспериментальный вездеход своим ходом отправился на Научно-исследовательский и испытательный автотракторный полигон в г. Бронницы. За четыре дня машина прошла 212 км, после чего вернулась в Москву. После такой обкатки «Электроход» должен был выйти на полноценные испытания.
В то же время Завод им. Лихачева построил опытный автомобиль ЗИЛ-135ЛН, оснащенный гидромеханической трансмиссией. Было предложено испытать ЗИЛ-135Э и ЗИЛ-135ЛН вместе, и затем сравнить полученные результаты. Обе опытные машины имели одинаковые двигатели и комплектовались шинами размерностью 15.00-30, что позволяло полноценно сравнить силовые установки и трансмиссии.
На поле со снежным покровом толщиной до 450 мм «Электроход» смог разогнаться до 17,6 км/ч, показав преимущество перед конкурентом в 1,6 км/ч. Обе машины поднимались на склон крутизной 12°, покрытый снегом. Обеспечивалось движение по 800-мм снежной целине. Во всех случаях машина с электротрансмиссией более эффективно использовала мощность двигателя и потому имела некоторые преимущества. Впрочем, при резком перераспределении нагрузки между колесами срабатывали плавкие предохранители в силовых цепях.
Летом 1966 года опытный ЗИЛ-135Э прошел ремонт и модернизацию. Авторы проекта решили, что жесткое крепление первой и четвертой пар колес не оправдало себя. Вместо жесткой подвески установили независимые системы с торсионной амортизацией. Кроме того, были установлены новые колеса со стеклопластиковыми дисками и широкопрофильными шинами 1550х450-840. Такое обновление ходовой части позволило увеличить грузоподъемность до 11,5 т и полную массу машины 24 т
Осенью того же года обновленный «Электроход» отправился на испытания, целью которых была проверка температурных режимов работы агрегатов. При движении по разным поверхностям с различными нагрузками максимальная температура на щетках генераторов и тяговых моторов не превышала 90-100°C. Нагрузки по току оставались в пределах допустимого диапазона.
Летом следующего 1967 года опытные ЗИЛ-135Э и ЗИЛ-135ЛН проходили нагрузочные испытания на булыжных, щебеночных, болотистых и песчаных трассах. Максимальная скорость движения достигала 80 км/ч, однако нагрузка на колесо с новой шиной при этом составляла всего 2,5 т. Увеличение нагрузки до 3 т сокращало максимальную скорость до 69 км/ч. Машина уверенно двигалась по грязи глубиной до 500 мм и преодолевала 800-мм брод. Преодолевались рвы шириной 1,5-2 м. При этом вывешенные в воздухе колеса не увеличивали скорость своего вращения.
В 1968 году два вездехода отправились в Узбекскую ССР для проверки на песчаных полигона близ г. Термез. Движение по укрепленным пескам не отличалось от работы на грунтовых дорогах, хотя повышенная температура воздуха приводила к большему нагреву агрегатов. Средняя скорость движения составляла 38 км/ч. По барханам вездеходы могли ехать со скоростью порядка 5 км/ч. На гребнях барханов машины нередко вывешивались и останавливались на небольшое время. Характерной проблемой на этом этапе стало образование паровых пробок в системе охлаждения, обусловленное снижением оборотов на остановках. В отличие от ЗИЛ-135ЛН, «Электроход» при этом не нуждался в использовании подкачивающего насоса до конца движения. За время испытаний в пустыне две опытные машины прошли по 1300 км.
Во время проверок в пустыне было установлено, что электрическая трансмиссия отличается меньшей сложностью эксплуатации. Так, через каждые 500 км пути на ЗИЛ-135ЛН приходилось смазывать карданы, однако и при таком обслуживании две крестовины все же поломались. Мотор-колеса не требовали такого обслуживания и ни разу не выходили из строя.
В сентябре 1968 года два вездехода прошли испытания в предгорьях Памира. На высотах до 1400-1500 м над уровнем моря машины с электрической и гидромеханической трансмиссией показывали схожие результаты. Затем у ЗИЛ-135ЛН начало перегреваться масло. Позже было установлено, что трансмиссия этой машины менее эффективно использует энергию двигателя и потому проигрывает по возможностям электрическим устройствам. Горные испытания показали, что ЗИЛ-135Э нуждается в некоторых доработках ходовой части. В частности, расположение тормозных сопротивлений оказалось неудачным: эти устройства недостаточно хорошо обдувались воздухом при движении и могли перегреваться с риском выхода из строя.
Макетный образец ЗИЛ-135Э «Электроход» прошел различные испытания в разнообразных условиях и показал весьма высокие результаты. Кроме того, машина наглядно продемонстрировала преимущества электрической трансмиссии перед гидромеханической. За все время проверок пробег машины составил 17 тыс. км. Ввиду несовершенства электрооборудования на ранних стадиях испытаний и доводки имели место поломки тяговых электродвигателей. После того, как СКБ ЗИЛ решило эту проблему, вездеход прошел 8 тыс. км без поломок.
После решения некоторых оставшихся вопросов и исправления последних недостатков вездеход на базе ЗИЛ-135Э можно было ставить в серию. В 1969 году был проведен экономический анализ проекта, позволявший представить эффективность выпуска такой техники. Было установлено, что машина с электрическими устройствами заметно дешевле аналогичного вездехода с гидромеханической трансмиссией. Одновременно с этим она получалась дороже традиционной «механики».
В серии уже имелось несколько сравнительно дешевых шасси высокой и сверхвысокой проходимости, использовавшихся при строительстве различной военной и специальной техники. Руководство промышленности и министерства обороны решили, что в такой ситуации запуск серийного выпуска ЗИЛ-135Э не имеет смысла. Впрочем, наработки по теме электротрансмиссии не пропали. Расчеты показывали, что подобная архитектура механизмов представляет большой интерес в контексте развития автомобилей большой грузоподъемности. Более того, параллельно с испытаниями «военного» ЗИЛ-135Э шла подготовка к серийному выпуску первых карьерных самосвалов с электрическими двигателями.
По завершении всех необходимых испытаний единственный построенный «Электроход» стал самоходной лабораторией. Для большего удобства исследователей на нем установили закрытый кузов-фургон, в котором можно было поставить то или иное оборудование. До конца восьмидесятых годов уникальная машина выполняла функции лаборатории и работала на испытательно-доводочной базе ЗИЛ в д. Чулково (Раменский район Московской области).
В начале прошлого десятилетия базу завода ликвидировали, и ряд образцов техники был передан музею. Позже единственный ЗИЛ-135Э сменил хозяев, и с 2007 года хранится в Государственном военно-техническом музее в с. Ивановское. Там же находятся несколько других уникальных образцов опытной техники марки «ЗИЛ».
Еще до закрытия проекта ЗИЛ-135Э Специальное конструкторское бюро Завода им. Лихачева получило заказ от космической отрасли. Предприятиям последней была нужна специальная транспортная машина большой грузоподъемности, отличающаяся высокой маневренностью. В 1967 году на основе некоторых наработок по «Электроходу» был создан макетный образец ЗИЛ-135Ш.
В ходе проекта ЗИЛ-135Э специалисты предприятия ЗИЛ и смежных предприятий накопили солидный опыт в области машин сверхвысокой проходимости и электрических систем трансмиссии. Эти наработки не удалось реализовать в рамках серийного производства техники на базе существующего макетного образца, но они все же нашли применение в новых проектах. Очередной экспериментальный проект ожидаемо не дошел до серийного производства, но внес свой вклад в развитие советских вездеходов.