ZIL-135E foi o primeiro modelo de transição da ZIL-135 anfíbia para uma extensa gama de série com um design radicalmente novo. Dois protótipos de ZIL-135E foram fabricados em abril de 1960. Eles foram unificados com protótipos anfíbios ZIL-135, mas em vez de um corpo plano recebeu uma estrutura aberta, e a distância entre os eixos aumentou para 2400 mm. O novo chassi também foi equipado com duas unidades de potência ZIL-375YA, transmissão automática a bordo e cabine de fibra de vidro sem estrutura.
O desenvolvimento do ZIL-135E começou em julho de 1959, depois que os primeiros protótipos do ZIL-135 falharam nos testes. ZIL-135E tem uma estrutura soldada reforçada. Os novos protótipos não tinham canhões de casco e água, de modo que a altura de um marco aberto era de cerca de 1 m. ZIL 135E não tinha suspensão. Uma cabine de 3 lugares sem armação de metal era feita de fibra de vidro.
Comparado ao ZIL-135, o design de uma transmissão permanece inalterado. A distância entre eixos foi aumentada para 6300 mm (2400 + 1500 + 2400 mm), a pista de todas as rodas foi aumentada para 2342 mm. Dimensões - 9270x2800x2530 mm, altura ao solo sob o quadro - 580 mm, sob eixos - 475 mm. Raio de giro - 12,5 m. Peso da calçada - 8,9 toneladas, peso bruto - 18 toneladas. Consumo médio de combustível - 134 litros por 100 km.
No início de setembro de 1960, o sistema de mísseis SUP 2P21 (BR-226-II) 'Moon' foi montado em dois protótipos de ZIL-135E. Testes realizados em março de 1962. Os veículos atravessaram com facilidade obstáculos de engenharia, abrigando pântanos com profundidade de 1,0 - 1,2 m. Mas a conclusão final foi muito categórica: ZIL-135E não pode ser recomendado para uso militar. A principal desvantagem foi a falta de uma suspensão, velocidade reduzida e causa arremesso, complexidade do projeto bimotor, falta de confiabilidade, intensidade de trabalho de manutenção, aumento para 920 kg de peso, pequena capacidade, alto consumo de combustível e outros. A fábrica começou a desenvolver uma versão com suspensão, chamada ZIL-135L.
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