Страница:
Шамшуренкова наградили за сообразительность 50 рублями и отправили домой. А коляска его вскорости была забыта и отправлена на слом.
Больше повезло трехколесной «самокатке» придворного механика Екатерины II – Ивана Петровича Кулибина. Сохранились даже ее чертежи. По ним построена модель, которую можно увидеть в Государственном политехническом музее Москвы.
Слуга, который приводил ее в движение, находился сзади – «на запятках». Надавливая своим весом на педали, он толкал тяги, которые передавали усилие через зубчатое колесо и маховик на колеса.
На ровной дороге для движения коляски была достаточна сила в 20 кг. На подъеме же при той же скорости требовалась втрое большее усилие. Чтобы человек-мотор при этом не работал с чрезмерным напряжением, Кулибин придумал техническую хитрость – он поставил передачу, словно на спортивном велосипеде. Слуга нажимал на педали равномерно, не напрягаясь, а передача обеспечивала либо быстрый ход на ровной дороге, либо более медленный, но с большим усилием, на подъеме.
А храповой механизм давал самокатке «свободный ход» – слуга мог отдыхать, когда коляска двигалась под уклон. А чтобы она не разгонялась чересчур сильно, в распоряжении слуги имелся и тормоз…
Единственное переднее колесо на повороте по-велосипедному просто поворачивалось вокруг вертикальной оси.
Впрочем, все эти хитроумные устройства не могли превратить «самокатку» в практически действующий самодвижущийся экипаж. Для его передвижения хотя бы со скоростью 10 км/ч требовалась мощность около половины лошадиной силы (примерно 0,4 кВт). Один или два человека способны развить такую мощность очень недолго и через час-другой просили отдыха.
Нужен был какой-то иной двигатель…
Самые первые паровики
Рекорды паромобилей
Бензин быстрее пара
Больше повезло трехколесной «самокатке» придворного механика Екатерины II – Ивана Петровича Кулибина. Сохранились даже ее чертежи. По ним построена модель, которую можно увидеть в Государственном политехническом музее Москвы.
Слуга, который приводил ее в движение, находился сзади – «на запятках». Надавливая своим весом на педали, он толкал тяги, которые передавали усилие через зубчатое колесо и маховик на колеса.
На ровной дороге для движения коляски была достаточна сила в 20 кг. На подъеме же при той же скорости требовалась втрое большее усилие. Чтобы человек-мотор при этом не работал с чрезмерным напряжением, Кулибин придумал техническую хитрость – он поставил передачу, словно на спортивном велосипеде. Слуга нажимал на педали равномерно, не напрягаясь, а передача обеспечивала либо быстрый ход на ровной дороге, либо более медленный, но с большим усилием, на подъеме.
А храповой механизм давал самокатке «свободный ход» – слуга мог отдыхать, когда коляска двигалась под уклон. А чтобы она не разгонялась чересчур сильно, в распоряжении слуги имелся и тормоз…
Единственное переднее колесо на повороте по-велосипедному просто поворачивалось вокруг вертикальной оси.
Впрочем, все эти хитроумные устройства не могли превратить «самокатку» в практически действующий самодвижущийся экипаж. Для его передвижения хотя бы со скоростью 10 км/ч требовалась мощность около половины лошадиной силы (примерно 0,4 кВт). Один или два человека способны развить такую мощность очень недолго и через час-другой просили отдыха.
Нужен был какой-то иной двигатель…
Самые первые паровики
Единственным механическим двигателем, известным человечеству с античных времен, была паровая машина. Еще Герон Александрийский, живший в I веке, описал эолипил – шар, вращающийся под действием струй пара, выходящих из загнутых трубочек.
А вот более поздняя модель, которую построил в 1657 году итальянец Фернандо Вебрист. Пар, вырывавшийся из узкого горла установленной над огнем реторты, крутил деревянное колесо с лопастями. А оно, в свою очередь, передавало усилие через систему шестерен на задние колеса повозки. Для управления Вебрист приспособил спереди еще одно, пятое поворотное колесо на длинном рычаге.
Пробовал овладеть энергией пара и известный английский ученый Исаак Ньютон. Для доказательства своего закона «действие равно противодействию» он предложил в 1680 году проект парореактивной повозки. Струя пара, вылетавшая из нагретой реторты, использовалась для передвижения железной коляски.
В том же году французский инженер Дени Папен построил первую действительно работоспособную паровую машину. А его последователь, Томас Ньюкомен, в 1705 году создал пароатмосферную машину, получившую широкое применение на шахтах Англии. На Руси талантливый самоучка Иван Иванович Ползунов также разрабатывал конструкцию паровой машины. Она была двухцилиндровой и развивала мощность 1,8 л. с.
Впрочем, все эти двигатели были чересчур тяжелыми, громоздкими и не годились для применения на транспорте. Лишь когда в 1784 году англичанин Джеймс Уатт внес в конструкции своих предшественников значительные усовершенствования: конденсор двойного действия, центробежный регулятор и т. д., появился двигатель, который уже можно было приспособить к «самобеглой коляске».
Первым в мире паровым автомобилем признана повозка, построенная французом Николя Жозефом Кюньо в 1769 году. Молодой француз из Лотарингии с детства увлекался техникой. Когда же стал артиллерийским офицером, ему пришла в голову мысль создать «механического мула» – тягач для пушек.
В 1764 году капитан Кюньо получил разрешение и деньги на постройку такой машины. Пять лет ушло на изготовление и сборку первого образца. Он развивал скорость 4,5 км/ч и работал всего 12 минут. На большее не хватало ни воды в котле, ни жара в топке. Чтобы продолжить движение, нужно было вновь заливать воду и разводить огонь.
Тем не менее все увидели реальность создания самодвижущейся повозки. Кюньо продолжал работу.
Еще через два года был построен более мощный тягач. Правда, и он выглядел довольно неуклюже. Рама из деревянных балок опиралась на три колеса без всяких рессор. Переднее колесо, поворотное, управлялось двуручным рычагом, укрепленным вертикально перед скамьей водителя. Над ним установилась массивная двухцилиндровая паровая машина. Спереди навешивался и тяжелый котел с топкой. Повернуть такое колесо было весьма непросто.
Кюньо, вероятно, понимал недостаток своей конструкции, но сказалась сила традиции: лошадей запрягают спереди, значит, и паровая машина должна быть там же. И этот взгляд, как мы убедимся, сыграл роковую роль в судьбе изобретения.
В один из летних дней 1771 года на пустынной дороге под Парижем собрались государственные деятели и официальные эксперты, чтобы посмотреть самодвижущийся тягач в действии. Повозка была уже готова к испытаниям: огонь в топке разведен, котел разогрет, сзади на платформе запасена целая гора топлива. Помощник Кюньо повернул рукоять подачи пара, и тягач двинулся. Он ехал все быстрей и быстрей, как вдруг на пути встала стена арсенала. Нужно было поворачивать. Но Кюньо, увы, не смог этого сделать из-за огромной массы двигателя, висевшего на поворотном колесе. Растерявшись, он забыл и перекрыть подачу пара. Трехтонная повозка со всего хода врезалась в каменную стену. Котел слетел и взорвался «с грохотом на весь Париж», как писали газеты.
Изобретение было тут же списано. Но бесценный опыт все же не забыт.
Вскоре после опытов Кюньо молодой англичанин Уильям Мердок продемонстрировал собственную модель трехколесной паровой повозки. Она имела всего один цилиндр, установленный вертикально на паровом котле, под которым размещалась спиртовка для его разогрева. Рассказывают, что на первых испытаниях повозка резко сорвалась с места и помчалась с такой скоростью, что изобретатель «хоть и бежал изо всех сил, но все равно остался позади…».
На испытаниях повозки присутствовал талантливый 15-летний юноша Ричард Тревитик. Он решил продолжить опыты Мердока и в 1801 году построил собственную самодвижущуюся машину. Трехколесный дилижанс с треском и грохотом прокатил по городским улицам со скоростью 15 км/ч. Однако из-за оплошности кочегара машина вскоре сгорела.
Через год изобретатель построил новую, четырехколесную машину. На горожан она произвела потрясающее впечатление. Массивная деревянная рама стояла на огромных задних (2,5 метра!) колесах и совсем маленьких передних. Сзади, между колесами, было достаточно места для одноцилиндровой паровой машины, котла и топки. Ниже располагалась площадка для кочегара. Над рамой на рессорах возвышался каретный кузов, в котором могли размещаться 12 человек. Вся эта махина имела массу 8 тонн и на ровном отрезке пути развивала скорость до 16 км/ч.
Правда, дорога, на которую впервые вывел свой экипаж Тревитик, оказалась не очень удобной для испытаний. Ее то тут, то там перегораживали шлагбаумы, у которых надо было останавливаться, чтобы заплатить пошлину. А разогнавшуюся паровую повозку не так-то легко остановить. В общем, к одному из шлагбаумов Тревитик примчался так быстро, что сторож едва успел убрать преграду.
– Сколько надо платить? – прокричал изобретатель на ходу.
– Ничего не надо, господин дьявол! Проезжайте… – отвечал перепуганный сторож.
Несмотря на все трудности и происшествия, к середине XIX века было создано несколько конструкций паровых омнибусов, успешно конкурировавших с конными экипажами. Инженеру Голдсуорси Гарни даже удалось наладить регулярные круизы пассажиров по окрестностям Лондона. Его машины перевозили до 20 человек со скоростью 22 км/ч. А в 1833 году по маршрутам Лондон – Паддингтон и Лондон – Гринвич уже регулярно курсировали девять 16местных паровых омнибусов Уолтера Хэнкока. За год они совершили свыше 700 рейсов, преодолев в общей сложности свыше 127 тысяч км.
Еще один оригинальный омнибус с паровым двигателем предложил доктор Черч. Это был своего рода механический «тяни-толкай». Он имел два поста управления – спереди и сзади. Для изменения направления движения водитель не разворачивал свой транспорт, а просто переходил с одного рабочего места на другое. Привод на колеса был цепной – новинка того времени. А сами колеса имели эластичные спицы из рессорной стали для амортизации. Омнибус вмещал до 30 пассажиров в закрытых купе, еще 20 сидели на крыше.
Во Франции весомый вклад в совершенствование паровиков внес Леон Серполле. В 1888 году в небольшой мастерской на Монмартре он построил свою первую машину. Чтобы проверить ее качества, было решено предпринять поездку из Парижа в Лион. До нас дошло описание этого путешествия, сделанное одним из друзей изобретателя:
«…Как только миновали городскую черту, болты и другие принадлежности нашего автомобиля стали буквально засыпать проселочную дорогу. В каждой деревне Серполле выходил из автомобиля и искал кузницу, в которой переодевался и начинал ковать те детали, которые мы успели потерять за время нашего очередного переезда. В этой же деревне охлаждающий змеевик заполняли водой, после чего мы ехали дальше с более высокой скоростью, чтобы наверстать упущенное время. В один прекрасный момент, как раз на самой середине крутого склона, лопнула рулевая тяга, при помощи которой управлялось единственное ведущее колесо. Нажали на тормоз и остановились. Что делать? Прервать путешествие? Серполле и его коллега Аршдекон невозмутимы. Отпускаем тормоза и едем дальше. Оба, перегнувшись через переднюю часть автомобиля, один с правой стороны, другой – с левой, поворачивают колесо в нужном направлении ударом кулака по спицам. С огромным трудом преодолеваем четыре километра, отделяющие нас от ближайшей деревни…»
После десяти дней приключений путешественники все-таки добрались до Лиона. Стало ясно, что экипаж требовал усовершенствования. Серполле построил новый паровик с обтекаемым остроносым кузовом. Эта машина на набережной Ниццы поставила мировой рекорд скорости – 120,82 км/ч! Удалось это благодаря многочисленным усовершенствованиям изобретателя; в их числе – котел-«молния», который позволял запускать двигатель всего за минуту вместо обычных 30–40.
Паровая машина обладала многими преимуществами. Например, для нее вовсе не требовалась коробка передач, обязательная в любом другом самодвижущемся экипаже. Дело в том, что необходимое тяговое усилие получалось как бы автоматически, за счет выгодных характеристик паровой машины, способной даже при малых оборотах создавать большой крутящий момент.
Что это означает на практике, можно понять хотя бы из такого примера. Говорят, склонные к эффектным рекламным трюкам американцы вот каким образом демонстрировали достоинства одного из последних паромобилей фирмы «Дабл». Его упирали бампером в стену. Затем внутрь садились пять пассажиров и водитель, в цилиндры подавался пар, и колеса крутились, пробуксовывая до тех пор, пока из-за трения не загоралась резина на колесах.
Машина, способная выдержать такое варварское испытание, обладала удивительными возможностями. Плавно поворачивая дроссельный клапан, водитель мог тронуться с места и набирать скорость столь постепенно, что никто из пассажиров оказывался не в состоянии заметить ускорения. А резко повернув клапан, водитель мог рвануть с места так, что лопались шины. Причем, чтобы с полного переднего дать полный задний ход, было достаточно лишь прикоснуться к педали…
Три года подряд – с 1901 по 1903 – паромобили выигрывали кубок Ротшильда, доведя мировой рекорд скорости для сухопутных экипажей до 144 км/ч!
А вот более поздняя модель, которую построил в 1657 году итальянец Фернандо Вебрист. Пар, вырывавшийся из узкого горла установленной над огнем реторты, крутил деревянное колесо с лопастями. А оно, в свою очередь, передавало усилие через систему шестерен на задние колеса повозки. Для управления Вебрист приспособил спереди еще одно, пятое поворотное колесо на длинном рычаге.
Пробовал овладеть энергией пара и известный английский ученый Исаак Ньютон. Для доказательства своего закона «действие равно противодействию» он предложил в 1680 году проект парореактивной повозки. Струя пара, вылетавшая из нагретой реторты, использовалась для передвижения железной коляски.
Тягач Кюньо
В том же году французский инженер Дени Папен построил первую действительно работоспособную паровую машину. А его последователь, Томас Ньюкомен, в 1705 году создал пароатмосферную машину, получившую широкое применение на шахтах Англии. На Руси талантливый самоучка Иван Иванович Ползунов также разрабатывал конструкцию паровой машины. Она была двухцилиндровой и развивала мощность 1,8 л. с.
Впрочем, все эти двигатели были чересчур тяжелыми, громоздкими и не годились для применения на транспорте. Лишь когда в 1784 году англичанин Джеймс Уатт внес в конструкции своих предшественников значительные усовершенствования: конденсор двойного действия, центробежный регулятор и т. д., появился двигатель, который уже можно было приспособить к «самобеглой коляске».
Первым в мире паровым автомобилем признана повозка, построенная французом Николя Жозефом Кюньо в 1769 году. Молодой француз из Лотарингии с детства увлекался техникой. Когда же стал артиллерийским офицером, ему пришла в голову мысль создать «механического мула» – тягач для пушек.
В 1764 году капитан Кюньо получил разрешение и деньги на постройку такой машины. Пять лет ушло на изготовление и сборку первого образца. Он развивал скорость 4,5 км/ч и работал всего 12 минут. На большее не хватало ни воды в котле, ни жара в топке. Чтобы продолжить движение, нужно было вновь заливать воду и разводить огонь.
Тем не менее все увидели реальность создания самодвижущейся повозки. Кюньо продолжал работу.
Еще через два года был построен более мощный тягач. Правда, и он выглядел довольно неуклюже. Рама из деревянных балок опиралась на три колеса без всяких рессор. Переднее колесо, поворотное, управлялось двуручным рычагом, укрепленным вертикально перед скамьей водителя. Над ним установилась массивная двухцилиндровая паровая машина. Спереди навешивался и тяжелый котел с топкой. Повернуть такое колесо было весьма непросто.
Кюньо, вероятно, понимал недостаток своей конструкции, но сказалась сила традиции: лошадей запрягают спереди, значит, и паровая машина должна быть там же. И этот взгляд, как мы убедимся, сыграл роковую роль в судьбе изобретения.
В один из летних дней 1771 года на пустынной дороге под Парижем собрались государственные деятели и официальные эксперты, чтобы посмотреть самодвижущийся тягач в действии. Повозка была уже готова к испытаниям: огонь в топке разведен, котел разогрет, сзади на платформе запасена целая гора топлива. Помощник Кюньо повернул рукоять подачи пара, и тягач двинулся. Он ехал все быстрей и быстрей, как вдруг на пути встала стена арсенала. Нужно было поворачивать. Но Кюньо, увы, не смог этого сделать из-за огромной массы двигателя, висевшего на поворотном колесе. Растерявшись, он забыл и перекрыть подачу пара. Трехтонная повозка со всего хода врезалась в каменную стену. Котел слетел и взорвался «с грохотом на весь Париж», как писали газеты.
Изобретение было тут же списано. Но бесценный опыт все же не забыт.
Вскоре после опытов Кюньо молодой англичанин Уильям Мердок продемонстрировал собственную модель трехколесной паровой повозки. Она имела всего один цилиндр, установленный вертикально на паровом котле, под которым размещалась спиртовка для его разогрева. Рассказывают, что на первых испытаниях повозка резко сорвалась с места и помчалась с такой скоростью, что изобретатель «хоть и бежал изо всех сил, но все равно остался позади…».
На испытаниях повозки присутствовал талантливый 15-летний юноша Ричард Тревитик. Он решил продолжить опыты Мердока и в 1801 году построил собственную самодвижущуюся машину. Трехколесный дилижанс с треском и грохотом прокатил по городским улицам со скоростью 15 км/ч. Однако из-за оплошности кочегара машина вскоре сгорела.
Через год изобретатель построил новую, четырехколесную машину. На горожан она произвела потрясающее впечатление. Массивная деревянная рама стояла на огромных задних (2,5 метра!) колесах и совсем маленьких передних. Сзади, между колесами, было достаточно места для одноцилиндровой паровой машины, котла и топки. Ниже располагалась площадка для кочегара. Над рамой на рессорах возвышался каретный кузов, в котором могли размещаться 12 человек. Вся эта махина имела массу 8 тонн и на ровном отрезке пути развивала скорость до 16 км/ч.
Правда, дорога, на которую впервые вывел свой экипаж Тревитик, оказалась не очень удобной для испытаний. Ее то тут, то там перегораживали шлагбаумы, у которых надо было останавливаться, чтобы заплатить пошлину. А разогнавшуюся паровую повозку не так-то легко остановить. В общем, к одному из шлагбаумов Тревитик примчался так быстро, что сторож едва успел убрать преграду.
– Сколько надо платить? – прокричал изобретатель на ходу.
– Ничего не надо, господин дьявол! Проезжайте… – отвечал перепуганный сторож.
Несмотря на все трудности и происшествия, к середине XIX века было создано несколько конструкций паровых омнибусов, успешно конкурировавших с конными экипажами. Инженеру Голдсуорси Гарни даже удалось наладить регулярные круизы пассажиров по окрестностям Лондона. Его машины перевозили до 20 человек со скоростью 22 км/ч. А в 1833 году по маршрутам Лондон – Паддингтон и Лондон – Гринвич уже регулярно курсировали девять 16местных паровых омнибусов Уолтера Хэнкока. За год они совершили свыше 700 рейсов, преодолев в общей сложности свыше 127 тысяч км.
Еще один оригинальный омнибус с паровым двигателем предложил доктор Черч. Это был своего рода механический «тяни-толкай». Он имел два поста управления – спереди и сзади. Для изменения направления движения водитель не разворачивал свой транспорт, а просто переходил с одного рабочего места на другое. Привод на колеса был цепной – новинка того времени. А сами колеса имели эластичные спицы из рессорной стали для амортизации. Омнибус вмещал до 30 пассажиров в закрытых купе, еще 20 сидели на крыше.
Во Франции весомый вклад в совершенствование паровиков внес Леон Серполле. В 1888 году в небольшой мастерской на Монмартре он построил свою первую машину. Чтобы проверить ее качества, было решено предпринять поездку из Парижа в Лион. До нас дошло описание этого путешествия, сделанное одним из друзей изобретателя:
«…Как только миновали городскую черту, болты и другие принадлежности нашего автомобиля стали буквально засыпать проселочную дорогу. В каждой деревне Серполле выходил из автомобиля и искал кузницу, в которой переодевался и начинал ковать те детали, которые мы успели потерять за время нашего очередного переезда. В этой же деревне охлаждающий змеевик заполняли водой, после чего мы ехали дальше с более высокой скоростью, чтобы наверстать упущенное время. В один прекрасный момент, как раз на самой середине крутого склона, лопнула рулевая тяга, при помощи которой управлялось единственное ведущее колесо. Нажали на тормоз и остановились. Что делать? Прервать путешествие? Серполле и его коллега Аршдекон невозмутимы. Отпускаем тормоза и едем дальше. Оба, перегнувшись через переднюю часть автомобиля, один с правой стороны, другой – с левой, поворачивают колесо в нужном направлении ударом кулака по спицам. С огромным трудом преодолеваем четыре километра, отделяющие нас от ближайшей деревни…»
После десяти дней приключений путешественники все-таки добрались до Лиона. Стало ясно, что экипаж требовал усовершенствования. Серполле построил новый паровик с обтекаемым остроносым кузовом. Эта машина на набережной Ниццы поставила мировой рекорд скорости – 120,82 км/ч! Удалось это благодаря многочисленным усовершенствованиям изобретателя; в их числе – котел-«молния», который позволял запускать двигатель всего за минуту вместо обычных 30–40.
Паровая машина обладала многими преимуществами. Например, для нее вовсе не требовалась коробка передач, обязательная в любом другом самодвижущемся экипаже. Дело в том, что необходимое тяговое усилие получалось как бы автоматически, за счет выгодных характеристик паровой машины, способной даже при малых оборотах создавать большой крутящий момент.
Что это означает на практике, можно понять хотя бы из такого примера. Говорят, склонные к эффектным рекламным трюкам американцы вот каким образом демонстрировали достоинства одного из последних паромобилей фирмы «Дабл». Его упирали бампером в стену. Затем внутрь садились пять пассажиров и водитель, в цилиндры подавался пар, и колеса крутились, пробуксовывая до тех пор, пока из-за трения не загоралась резина на колесах.
Машина, способная выдержать такое варварское испытание, обладала удивительными возможностями. Плавно поворачивая дроссельный клапан, водитель мог тронуться с места и набирать скорость столь постепенно, что никто из пассажиров оказывался не в состоянии заметить ускорения. А резко повернув клапан, водитель мог рвануть с места так, что лопались шины. Причем, чтобы с полного переднего дать полный задний ход, было достаточно лишь прикоснуться к педали…
Три года подряд – с 1901 по 1903 – паромобили выигрывали кубок Ротшильда, доведя мировой рекорд скорости для сухопутных экипажей до 144 км/ч!
Рекорды паромобилей
Следующий раз героями мировой хроники паромобили стали 23 января 1906 года в Дайтоне, где на береговой полосе самой природой была проложена ровная, как стол, трасса.
На зимнем пляже собралось около 3000 зрителей, жаждавших увидеть своими глазами, как будет превзойден рубеж в 200 км/ ч, как обещали устроители гонок.
Среди потенциальных покорителей рекорда было множество известных фирм и гонщиков. Однако никому из них тогда не суждено было стать чемпионом.
Внимание присутствующих привлекло приземистое продолговатое сооружение, похожее на лодку с колесами. За головой гонщика торчала широкая труба, из нее валил дым, как у паровоза.
Вот это неказистое на первый взгляд сооружение и стало героем дня. Так что не зря вокруг него суетились не только механики, но и два почтенных, похожих друг на друга, как две капли воды, и совершенно одинаково одетых мистера. То были братья-близнецы Фриленд и Френсис Стенлей, владельцы и главные конструкторы одноименной фирмы, прославившейся своими паровыми автомобилями.
Свой первый автомобиль братья построили в 1897 году. Он оказался настолько удачным, что за год им удалось продать 200 паровиков. А в 1898 году паровой «Стенлей» в гонках на одну милю в Чарль-Ривер-парке установил первый рекорд Америки, развив скорость 44 км/ч.
И вот теперь, поднакопив опыт, они замахнулись и на рекорд абсолютной скорости. Надежды изобретателей покоились не только на уверенности в надежности своей конструкции, но и на опыте, невозмутимости и удачливости гонщика – флегматичного француза Фреда Марриотта, начальника производственного отдела фирмы. Именно он ныне восседал за рулем экипажа, без затей названного «Ракетой».
И Фред не подвел. Уже в первом заезде «Ракета» промчалась за 32 с, почти на секунду опередив ближайшего соперника. А на следующий день она показала на мерной миле 179,82 км/ч, опередив ближайшего конкурента – В. Лянчиа, – уже на 7,4 с.
И, наконец, в последний день гонок – 26 января 1906 года – Фред Марриотт, доведя давление пара до максимума, прошел мерную милю за 28,2 с, показав среднюю скорость 205,443 км/ч. Новый рекорд был установлен!
Лучшему автомобилю с бензиновым двигателем потребовалось для этого на целую секунду больше. Правда, международная автомобильная федерация признала лишь рекорд скорости, который Марриотт одновременно установил на дистанции в один километр, отмеренный «внутри мили». Он составил 195,640 км/ч. А рекорд на милю был признан лишь национальным рекордом США.
Это зацепило самолюбие братьев. И через год все тот же невозмутимый Фред Марриотт вывел на старт усовершенствованный паромобиль с двигателем мощностью 200 л. с.
Правда, к моменту старта поднялся сильный боковой ветер с востока, вздыбивший песок на трассе. Марриотт хотел было отложить заезд, но братья уговорили его не отступать. И гонщик вынужден был согласиться.
Он стремительно стартовал, и «Ракета» затряслась на песчаных волнах. Тем не менее скорость все нарастала – 210, 220, 230, 240 км/ч… И тут «Ракета», подскочив на очередном ухабе, взлетела в воздух. Пролетев метров тридцать, она тяжело рухнула в мягкий песок рядом с трассой. Котел взорвался, раскидав остатки машины на добрую милю вокруг…
Тем не менее прибежавшие люди извлекли из-под обломков живого гонщика. Он был без сознания, но подоспевший врач сказал, что он будет жить – у него только сильно поранено лицо и сломаны ребра.
После аварии ни гонщик, ни братья-близнецы уже не ставили больше рекордов. Некоторое время фирма еще продолжала выпускать паромобили, но дела шли все хуже. А когда в 1917 году в дорожной катастрофе погиб Френсис Стенлей, фирма вскоре и вообще обанкротилась.
Удачливый же Фред Марриотт, оставшись после аварии с одним глазом, прожил до 80 лет, немного не дотянув до даты установления последнего рекорда на паромобиле. Его установил 19 августа 1985 года британец Роберт Бербер, достигнув 234, 33 км/ч! Однако федерация до сих пор не признала его официально из-за некоторых нарушений регламента.
И вот совсем недавно пришло очередное сообщение: британская команда British Steam Car Team собирается приехать на соляные озера Бонневиля с паромобилем. Именно этот 7,5метровый аппарат, уверены члены команды, должен побить давно никем не потревоженный рекорд скорости для наземных паровых экипажей.
В машине сжигается сжиженный нефтяной газ, а образующийся пар приводит в движение 360сильную турбину Кертиса. С ее помощью автомобиль и должен достичь скорости 240 км/ч.
На зимнем пляже собралось около 3000 зрителей, жаждавших увидеть своими глазами, как будет превзойден рубеж в 200 км/ ч, как обещали устроители гонок.
Среди потенциальных покорителей рекорда было множество известных фирм и гонщиков. Однако никому из них тогда не суждено было стать чемпионом.
Внимание присутствующих привлекло приземистое продолговатое сооружение, похожее на лодку с колесами. За головой гонщика торчала широкая труба, из нее валил дым, как у паровоза.
Вот это неказистое на первый взгляд сооружение и стало героем дня. Так что не зря вокруг него суетились не только механики, но и два почтенных, похожих друг на друга, как две капли воды, и совершенно одинаково одетых мистера. То были братья-близнецы Фриленд и Френсис Стенлей, владельцы и главные конструкторы одноименной фирмы, прославившейся своими паровыми автомобилями.
Британский Steam Car – рекордный паромобиль XXI века
Свой первый автомобиль братья построили в 1897 году. Он оказался настолько удачным, что за год им удалось продать 200 паровиков. А в 1898 году паровой «Стенлей» в гонках на одну милю в Чарль-Ривер-парке установил первый рекорд Америки, развив скорость 44 км/ч.
И вот теперь, поднакопив опыт, они замахнулись и на рекорд абсолютной скорости. Надежды изобретателей покоились не только на уверенности в надежности своей конструкции, но и на опыте, невозмутимости и удачливости гонщика – флегматичного француза Фреда Марриотта, начальника производственного отдела фирмы. Именно он ныне восседал за рулем экипажа, без затей названного «Ракетой».
И Фред не подвел. Уже в первом заезде «Ракета» промчалась за 32 с, почти на секунду опередив ближайшего соперника. А на следующий день она показала на мерной миле 179,82 км/ч, опередив ближайшего конкурента – В. Лянчиа, – уже на 7,4 с.
И, наконец, в последний день гонок – 26 января 1906 года – Фред Марриотт, доведя давление пара до максимума, прошел мерную милю за 28,2 с, показав среднюю скорость 205,443 км/ч. Новый рекорд был установлен!
Лучшему автомобилю с бензиновым двигателем потребовалось для этого на целую секунду больше. Правда, международная автомобильная федерация признала лишь рекорд скорости, который Марриотт одновременно установил на дистанции в один километр, отмеренный «внутри мили». Он составил 195,640 км/ч. А рекорд на милю был признан лишь национальным рекордом США.
Это зацепило самолюбие братьев. И через год все тот же невозмутимый Фред Марриотт вывел на старт усовершенствованный паромобиль с двигателем мощностью 200 л. с.
Правда, к моменту старта поднялся сильный боковой ветер с востока, вздыбивший песок на трассе. Марриотт хотел было отложить заезд, но братья уговорили его не отступать. И гонщик вынужден был согласиться.
Он стремительно стартовал, и «Ракета» затряслась на песчаных волнах. Тем не менее скорость все нарастала – 210, 220, 230, 240 км/ч… И тут «Ракета», подскочив на очередном ухабе, взлетела в воздух. Пролетев метров тридцать, она тяжело рухнула в мягкий песок рядом с трассой. Котел взорвался, раскидав остатки машины на добрую милю вокруг…
Тем не менее прибежавшие люди извлекли из-под обломков живого гонщика. Он был без сознания, но подоспевший врач сказал, что он будет жить – у него только сильно поранено лицо и сломаны ребра.
После аварии ни гонщик, ни братья-близнецы уже не ставили больше рекордов. Некоторое время фирма еще продолжала выпускать паромобили, но дела шли все хуже. А когда в 1917 году в дорожной катастрофе погиб Френсис Стенлей, фирма вскоре и вообще обанкротилась.
Удачливый же Фред Марриотт, оставшись после аварии с одним глазом, прожил до 80 лет, немного не дотянув до даты установления последнего рекорда на паромобиле. Его установил 19 августа 1985 года британец Роберт Бербер, достигнув 234, 33 км/ч! Однако федерация до сих пор не признала его официально из-за некоторых нарушений регламента.
И вот совсем недавно пришло очередное сообщение: британская команда British Steam Car Team собирается приехать на соляные озера Бонневиля с паромобилем. Именно этот 7,5метровый аппарат, уверены члены команды, должен побить давно никем не потревоженный рекорд скорости для наземных паровых экипажей.
В машине сжигается сжиженный нефтяной газ, а образующийся пар приводит в движение 360сильную турбину Кертиса. С ее помощью автомобиль и должен достичь скорости 240 км/ч.
Бензин быстрее пара
И все-таки паромобиль не смог противостоять машинам с другими типами двигателей. Главный недостаток – большая взрывоопасность тогдашних паровых котлов – заставила паромобиль уступить дорогу автомобилю с поршневым двигателем внутреннего сгорания.
Вот уже более 100 лет на автомобилях используется ДВС – двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Чем же он так очаровал изобретателей?
Создатели первых транспортных ДВС отталкивались от конструкции паровой машины. Как сделать ее более компактной и производительной? Самые объемные, к тому же опасные ее элементы – топка и котел. Значит, их-то и нужно заменить, считали изобретатели. Чем? Ответ на этот вопрос казался простым: нужен резервуар с горючим газом, например светильным. Газ надо смешать с воздухом, вводить в цилиндр машины и там воспламенять. Горение и расширение смеси произведут силу, которая заменит пар. Топка и котел больше не понадобятся.
Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар построил первый образец газового двигателя. Современный инженер скажем вам, что двигатель Ленуара был двусторонним или, говоря иначе, двойного действия (рабочий процесс происходит с двух сторон поршня) и двухтактный, т. е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его ходов. При первом ходе происходят впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре (рабочий ход), а при втором ходе – выпуск отработавших газов.
Преимущества нового двигателя перед паровой машиной были налицо – он не требовал топки и котла, не надо было все время подбрасывать в топку дрова или уголь… Однако имелось и множество недостатков: газовый двигатель был тяжел, малоэкономичен и ненадежен. Быстро перегревавший двигатель требовал непрерывного охлаждения, на которое приходилось расходовать уйму воды – до 120 кубометров в час!
Сделать газовый двигатель более эффективным удалось в 1876 году коммерческому служащему Николаю-Августу Отто из Кёльна (Германия) совместно со своим помощником Евгением Лангеном. Изобретенный ими четырехтактный рабочий процесс – «цикл Отто» – сохранился до наших дней.
К недостаткам двигателя Отто относят его тихоходность и большую массу. Увеличение числа оборотов вала до 180 в минуту приводило к перебоям в работе и быстрому износу золотника. Большое давление в цилиндре требовало крепких кривошипного механизма и стенок цилиндра, поэтому масса двигателя была очень большой – иной раз до полутонны…
Кроме того, для размещения запаса газа нужен был огромный резервуар, который надо было куда-то поместить. Да еще потом и опасаться, как бы он не взорвался…
Поэтому газовый двигатель Отто оказался все же непригоден для установки на автомобиль, использовался лишь в стационарных условиях.
ДВС для транспорта – быстроходный, легкий и компактный, работающий на более практичном жидком топливе, – придумали и построили технический директор завода Отто в Дойце Готлиб Даймлер и его ближайший сотрудник Вильгельм Майбах, позднее основавшие собственную фирму.
Впрочем, их первый двигатель годился и для транспортного, и для стационарного применения, работал на газе и на бензине. Но все позднейшие конструкции рассчитаны исключительно на жидкое топливо – бензин.
Большую частоту вращения вала двигателя, обеспечиваемую, в частности, интенсивным воспламенением смеси, Даймлер справедливо считал главным показателем работы двигателя на транспортной машине. Она была в 4–5 раз больше, чем у газовых двигателей, и достигала 450–900 об/мин. Соответственно могла быть уменьшена и масса.
К этим штрихам добавим закрытый картер (кожух) двигателя, заполненный смазочным маслом и защищавший подвижные части от пыли и грязи. Охлаждению воды в окружающей двигатель «рубашке» способствовал пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила заводная рукоятка… Теперь имелось все необходимое для создания легкого самодвижущегося экипажа – автомобиля.
К сказанному добавим, что 18 марта 1858 года родился еще один немецкий изобретатель, сделавший для автомобилестроения не меньше, чем Карл Бенц или Готлиб Даймлер. Звали его Рудольф Дизель. Он появился на свет в немецкой семье, эмигрировавшей во Францию. В 1870 году из-за начавшейся франко-прусской войны семью будущего изобретателя выслали в Англию. Оттуда для получения образования родители отправили Рудольфа в Германию, сначала в Аугсбург, а затем в Мюнхен в Высшую техническую школу, которую он окончил с отличием. Большой удачей для Дизеля стало покровительство известного инженера Карла фон Линде, устроившего своего протеже в 1880 году на работу в парижское отделение своей фирмы.
Здесь Рудольф и начал работу над созданием двигателя, в котором, по его замыслу, воздух должен был сжиматься таким образом, чтобы при соединении его с топливом создавалась необходимая для воспламенения температура. Такой двигатель, по расчетам изобретателя, смог бы работать не только на дорогом бензине, но и на керосине, солярке, нефти.
В 1890 году Дизеля перевели в берлинское отделение фирмы. Здесь он закончил расчеты и теоретическое обоснование своей идеи нового двигателя. А 28 февраля 1892 года получил и патент на первый в мире двигатель с самовоспламенением топливной смеси от сжатия.
Впрочем, путь от идеи до создания работающего образца оказался довольно долгим. В апреле 1893 года в специально оборудованном помещении фирмы «Машиненфабрик Аугсбург» Рудольф Дизель вместе со своими помощниками Фогелем и Линдером начал постройку своего «рационального мотора». Год ушел на работу и лишь в конце июля 1893 года первый в мире дизельный двигатель был готов. Еще столько же ушло на доработку конструкции, так что официально днем рождения «дизеля» считают 17 февраля 1894 года.
Именно в этот день в течение одной минуты проработал опытный образец двигателя, совершив при этом 88 оборотов. Причем сам Дизель этого события не заметил. То, что мотор ожил, увидел механик, отвечавший за работу клапана впрыска топлива.
И тогда в дневнике Дизеля появилась такая запись: «Первый двигатель не работает, второй работает неважно, третий будет хорош».
И в самом деле, в 1897 году Дизель продемонстрировал устойчиво работавший двигатель мощностью 25 л.с. Он заинтересовал фирму крупного немецкого промышленника Круппа, а также владельцев машиностроительных заводов Аугсбурга и многих других. Вскоре патент Дизеля был куплен крупнейшими германскими фирмами, а также многими компаниями Франции, Англии, Бельгии, Швейцарии. Даже американский магнат Рокфеллер заинтересовался этой конструкцией.
В 1898 году две машиностроительные фирмы, на одной из которых работал Дизель, объединились в компанию «Машиненфабрик Аугсбург – Нюренберг» (МАН), которая производит ныне мощные дизельные двигатели и тяжелые дизельные грузовики.
Сам изобретатель не дожил до этого счастливого времени. В сентябре1913 года он таинственно исчез. Есть свидетельства, что он садился на почтовый пароход, следовавший из Франции в Англию через пролив Ла-Манш. Но никто не видел, как он с него сходил. По одной версии изобретатель покончил жизнь самоубийством из-за финансовых неудач. По другой – его выбросили за борт агенты тайной службы Германии, чтобы он не смог продать свое изобретение англичанам накануне Первой мировой войны.
И в заключение темы несколько слов, о том, как немецкий изобретатель Феликс Ванкель в 1957 году построил свой первый роторно-поршневой двигатель.
Элегантное устройство двигателя Ванкеля ныне довольно хорошо известно. Трехсторонний ротор, напоминающий сбоку равносторонний треугольник со слегка выпуклыми сторонами, вращается вокруг кривошипа, закрепленного на коленвале, по траектории хула-хупа. При этом своими вершинами ротор скользит по внутренней поверхности цилиндра, напоминающего овал, но на самом деле представляющего собой эпитрохоиду. В процессе вращения между сторонами ротора и цилиндром образуются три камеры переменного объема, в которых одновременно выполняются разные такты 4тактного цикла Отто: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
Нетрудно подсчитать, что за один оборот ротора (а значит, и коленвала) «ванкель» полностью выполняет три таких цикла – как 6цилиндровый поршневой двигатель (одноцилиндровый поршневой двигатель выполняет полный цикл за два оборота коленвала). Однако по сравнению с поршневым двигателем той же мощности у «ванкеля» гораздо меньший рабочий объем, а простота конструкции позволяет обойтись гораздо меньшим количеством деталей!
Вот уже более 100 лет на автомобилях используется ДВС – двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Чем же он так очаровал изобретателей?
Создатели первых транспортных ДВС отталкивались от конструкции паровой машины. Как сделать ее более компактной и производительной? Самые объемные, к тому же опасные ее элементы – топка и котел. Значит, их-то и нужно заменить, считали изобретатели. Чем? Ответ на этот вопрос казался простым: нужен резервуар с горючим газом, например светильным. Газ надо смешать с воздухом, вводить в цилиндр машины и там воспламенять. Горение и расширение смеси произведут силу, которая заменит пар. Топка и котел больше не понадобятся.
Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар построил первый образец газового двигателя. Современный инженер скажем вам, что двигатель Ленуара был двусторонним или, говоря иначе, двойного действия (рабочий процесс происходит с двух сторон поршня) и двухтактный, т. е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его ходов. При первом ходе происходят впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре (рабочий ход), а при втором ходе – выпуск отработавших газов.
Преимущества нового двигателя перед паровой машиной были налицо – он не требовал топки и котла, не надо было все время подбрасывать в топку дрова или уголь… Однако имелось и множество недостатков: газовый двигатель был тяжел, малоэкономичен и ненадежен. Быстро перегревавший двигатель требовал непрерывного охлаждения, на которое приходилось расходовать уйму воды – до 120 кубометров в час!
Сделать газовый двигатель более эффективным удалось в 1876 году коммерческому служащему Николаю-Августу Отто из Кёльна (Германия) совместно со своим помощником Евгением Лангеном. Изобретенный ими четырехтактный рабочий процесс – «цикл Отто» – сохранился до наших дней.
К недостаткам двигателя Отто относят его тихоходность и большую массу. Увеличение числа оборотов вала до 180 в минуту приводило к перебоям в работе и быстрому износу золотника. Большое давление в цилиндре требовало крепких кривошипного механизма и стенок цилиндра, поэтому масса двигателя была очень большой – иной раз до полутонны…
Кроме того, для размещения запаса газа нужен был огромный резервуар, который надо было куда-то поместить. Да еще потом и опасаться, как бы он не взорвался…
Поэтому газовый двигатель Отто оказался все же непригоден для установки на автомобиль, использовался лишь в стационарных условиях.
ДВС для транспорта – быстроходный, легкий и компактный, работающий на более практичном жидком топливе, – придумали и построили технический директор завода Отто в Дойце Готлиб Даймлер и его ближайший сотрудник Вильгельм Майбах, позднее основавшие собственную фирму.
Впрочем, их первый двигатель годился и для транспортного, и для стационарного применения, работал на газе и на бензине. Но все позднейшие конструкции рассчитаны исключительно на жидкое топливо – бензин.
Большую частоту вращения вала двигателя, обеспечиваемую, в частности, интенсивным воспламенением смеси, Даймлер справедливо считал главным показателем работы двигателя на транспортной машине. Она была в 4–5 раз больше, чем у газовых двигателей, и достигала 450–900 об/мин. Соответственно могла быть уменьшена и масса.
К этим штрихам добавим закрытый картер (кожух) двигателя, заполненный смазочным маслом и защищавший подвижные части от пыли и грязи. Охлаждению воды в окружающей двигатель «рубашке» способствовал пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила заводная рукоятка… Теперь имелось все необходимое для создания легкого самодвижущегося экипажа – автомобиля.
Двигатель Внакеля. а – схема в положении выхлопа; б – зубчатое зацепление; 1 – ротор; 2 – вал; 3 – водяное охлаждение; 4 – корпус; 5 – свеча зажигания; 6 – шестерня; 7 – зубчатое колесо
К сказанному добавим, что 18 марта 1858 года родился еще один немецкий изобретатель, сделавший для автомобилестроения не меньше, чем Карл Бенц или Готлиб Даймлер. Звали его Рудольф Дизель. Он появился на свет в немецкой семье, эмигрировавшей во Францию. В 1870 году из-за начавшейся франко-прусской войны семью будущего изобретателя выслали в Англию. Оттуда для получения образования родители отправили Рудольфа в Германию, сначала в Аугсбург, а затем в Мюнхен в Высшую техническую школу, которую он окончил с отличием. Большой удачей для Дизеля стало покровительство известного инженера Карла фон Линде, устроившего своего протеже в 1880 году на работу в парижское отделение своей фирмы.
Здесь Рудольф и начал работу над созданием двигателя, в котором, по его замыслу, воздух должен был сжиматься таким образом, чтобы при соединении его с топливом создавалась необходимая для воспламенения температура. Такой двигатель, по расчетам изобретателя, смог бы работать не только на дорогом бензине, но и на керосине, солярке, нефти.
В 1890 году Дизеля перевели в берлинское отделение фирмы. Здесь он закончил расчеты и теоретическое обоснование своей идеи нового двигателя. А 28 февраля 1892 года получил и патент на первый в мире двигатель с самовоспламенением топливной смеси от сжатия.
Впрочем, путь от идеи до создания работающего образца оказался довольно долгим. В апреле 1893 года в специально оборудованном помещении фирмы «Машиненфабрик Аугсбург» Рудольф Дизель вместе со своими помощниками Фогелем и Линдером начал постройку своего «рационального мотора». Год ушел на работу и лишь в конце июля 1893 года первый в мире дизельный двигатель был готов. Еще столько же ушло на доработку конструкции, так что официально днем рождения «дизеля» считают 17 февраля 1894 года.
Именно в этот день в течение одной минуты проработал опытный образец двигателя, совершив при этом 88 оборотов. Причем сам Дизель этого события не заметил. То, что мотор ожил, увидел механик, отвечавший за работу клапана впрыска топлива.
И тогда в дневнике Дизеля появилась такая запись: «Первый двигатель не работает, второй работает неважно, третий будет хорош».
И в самом деле, в 1897 году Дизель продемонстрировал устойчиво работавший двигатель мощностью 25 л.с. Он заинтересовал фирму крупного немецкого промышленника Круппа, а также владельцев машиностроительных заводов Аугсбурга и многих других. Вскоре патент Дизеля был куплен крупнейшими германскими фирмами, а также многими компаниями Франции, Англии, Бельгии, Швейцарии. Даже американский магнат Рокфеллер заинтересовался этой конструкцией.
В 1898 году две машиностроительные фирмы, на одной из которых работал Дизель, объединились в компанию «Машиненфабрик Аугсбург – Нюренберг» (МАН), которая производит ныне мощные дизельные двигатели и тяжелые дизельные грузовики.
Сам изобретатель не дожил до этого счастливого времени. В сентябре1913 года он таинственно исчез. Есть свидетельства, что он садился на почтовый пароход, следовавший из Франции в Англию через пролив Ла-Манш. Но никто не видел, как он с него сходил. По одной версии изобретатель покончил жизнь самоубийством из-за финансовых неудач. По другой – его выбросили за борт агенты тайной службы Германии, чтобы он не смог продать свое изобретение англичанам накануне Первой мировой войны.
И в заключение темы несколько слов, о том, как немецкий изобретатель Феликс Ванкель в 1957 году построил свой первый роторно-поршневой двигатель.
Элегантное устройство двигателя Ванкеля ныне довольно хорошо известно. Трехсторонний ротор, напоминающий сбоку равносторонний треугольник со слегка выпуклыми сторонами, вращается вокруг кривошипа, закрепленного на коленвале, по траектории хула-хупа. При этом своими вершинами ротор скользит по внутренней поверхности цилиндра, напоминающего овал, но на самом деле представляющего собой эпитрохоиду. В процессе вращения между сторонами ротора и цилиндром образуются три камеры переменного объема, в которых одновременно выполняются разные такты 4тактного цикла Отто: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
Нетрудно подсчитать, что за один оборот ротора (а значит, и коленвала) «ванкель» полностью выполняет три таких цикла – как 6цилиндровый поршневой двигатель (одноцилиндровый поршневой двигатель выполняет полный цикл за два оборота коленвала). Однако по сравнению с поршневым двигателем той же мощности у «ванкеля» гораздо меньший рабочий объем, а простота конструкции позволяет обойтись гораздо меньшим количеством деталей!