Деревянная беговая машина Драйза

Деревянная беговая машина Драйза была значительно менее совершенной, чем артамановский металлический велосипед, и, в отличие от него, не имела знакомых нам частей велосипеда: металлической рамы, появившейся на Западе только в середине XIX века, педалей. Ездок отталкивался от земли ногами, бежал по земле. Для сохранения ботинок на них надевали металлические носки. Локтями ездок опирался на продолговатую подушку, а в руках держал длинную штангу, направлявшую переднее колесо. Поэтому-то самокатки и называли «беговыми машинами», или, по имени Драйза, дрезинами. Беговые машины передвигались со скоростью 12—15 километров в час и получили распространение для доставки почты.

Велосипед — легкий, компактный и простой — отвечал целям использования мускульной энергии человека для быстрого передвижения. С момента появления велосипеда попытки постройки трех- или четырехколесных мускульно-силовых колясок наблюдались все реже.

Во второй половине XIX века беговую машину Драйза дополнили педалями и сплошными резиновыми шинами, облегчили ее, заменив деревянные колеса стальными с проволочными спицами, а сплошные железные рамы — полыми трубками, ввели шарикоподшипники; позже появилась цепная передача, пневматические шины и, наконец, механизм свободного хода.

Все эти усовершенствования имели в дальнейшем большое значение и для автомобиля. Особенно же важным было применение шарикоподшипников и пневматических шин. Шарикоподшипники во много раз облегчали вращение колеса, уменьшая трение между вращающимися и неподвижными частями его. Пневматические шины смягчали преодоление колесами неровностей дороги, ослабляли толчки. Такая особенность пневматических шин имела два важных последствия:

• во-первых, она позволяла делать все части машины не такими массивными и тяжелыми (ведь вся машина теперь меньше тряслась и расшатывалась);
• во-вторых, и сама езда становилась менее утомительной.

Артамановский металлический велосипед

Но задача создания легкого самоката, настолько легкого, чтобы один человек мог передвигаться на нем достаточно быстро, не была снята с повестки дня.

Правильное решение этой задачи было найдено русским крестьянином Артамоновым. Артамонов заменил самокатом не карету, а верхового коня. Он построил первый велосипед, образец которого хранится в Политехническом музее в Москве.

Использовав свойство вращающегося колеса (присущее вообще всем вращающимся телам) сохранять занятое им положение, Артамонов создал новый, совершенный тип самоката.

Он установил два колеса на ажурной раме и снабдил одно из них педалями, с помощью которых седок приводил колесо во вращение. Двухколесный самокат — велосипед — был легким и надежным, катился по одной колее и не испытывал, как карета или самокатка, перекосов на неровной дороге. Его детали могли быть менее массивными и менее прочными.

На своем велосипеде Артамонов приезжал в 1801 году с далекого Урала в Москву. Первый «велопробег» был совершен успешно.

Своим изобретением Артамонов опередил создателя «беговой машины» Карла Драйза на 13 лет.

Иван Петрович Кулибин

Иван Петрович Кулибии — один из виднейших русских механиков и изобретателей. Перечень его работ обширен и многообразен: проект арочного моста через Неву, осуществленный в виде уменьшенной копии и установленный в Таврическом саду в Петербурге, оптический телеграф, водоходное судно, машина для соляных заводов, сеялка.

Помыслы Кулибина были направлены к тому, чтобы облегчить каторжный труд волжских бурлаков, крестьян, рабочих на соляных заводах. Великий механик мечтал прославить родину своими сооружениями.

Но в царской России судьба Кулибина сложилась так, что ни одно из его важных изобретений не было доведено до широкого практического использования. Только потомки смогли вполне оценить огромное значение кулибинского творчества. При жизни Кулибина величие его дерзаний понимали лишь передовые люди и ученые; при царском же дворе Кулибин пользовался почетом не за эти изобретения, а как придворный механик — за всякие «кунстштюки», служившие для развлечения императрицы Екатерины и ее приближенных, а позднее императоров Павла и Александра I. Таковы хитроумные, изящные часы, волшебный фонарь, различные фейерверки и тому подобное.

Очень много и упорно работал Кулибин над «самобеглой коляской». По одному из своих проектов он построил хорошо действовавшую самокатку.

Самокатка была трехколесной. Два задних колеса были ведущими, а переднее — направляющим.

Кулибин поставил перед собой почти те же задачи, которые стоят и в наше время перед конструкторами автомобилей. Только нынешний конструктор знает, как решить их, в его распоряжении — образцы уже осуществленных машин, справочники.

Кулибин применил для самокытки одно-единственное поворотное колесо. Зато самокатка имела маховик, подшипники качения, коробку передач.

Усилие можно умножить, замедлив движение. Попытки двигать повозку силой пружины, ветра или реакцией струи пара не дали хорошего результата. Легкий велосипед оказался единственным работоспособным самокатом.

Все, что было в его распоряжении, — это «самобеглая коляска» Шамшуренкова, отрывочные сведения о заграничных проектах подобных экипажей да законы механики, в те времена изученные и изложенные далеко не так полно и ясно, как теперь.

Рассматривая самокатку Кулибина и оставляя в стороне все то, что нам уже известно из экипажного дела — колесо, кузов и другое, можно представить себе новые задачи, которые решал Кулибин. Вот они: сделать работу механизмов коляски более плавной, обеспечить движение коляски не только по ровным, но и по тяжелым дорогам, на подъемах; дать «двигателю», то есть слуге, который приводил коляску в действие, возможность отдыхать после разгона коляски до определенной скорости; уменьшить трение в механизмах самокатки.

Люди давно заметили, что если приложить силу к какому-нибудь тяжелому, способному катиться или вращаться предмету, дать ему толчок, то он будет продолжать катиться или вращаться некоторое время и после того, как действие силы прекращено. Предмет как бы накапливает энергию, а затем расходует ее; вращается или движется, как говорят, по инерции. Оказалось, что можно двигать тяжелый предмет толчками, и его однажды возникшее движение будет плавным, непрерывным. Этот принцип хорошо наблюдать на работе колодца с колесом: толчками вращают огромное колесо; несмотря на то, что полное ведро тянет колесо в обратном направлении, можно даже на короткое время отнять руку от колеса — накопленная в нем энергия будет все так же плавно поднимать ведро.

Приблизительно такое же колесо, так называемый маховик, включил Кулибин в систему силовой передачи своей самокатки. Слуга, который приводил механизм коляски в действие, находился сзади, на запятках. Становясь на педали, попеременно поднимая и опуская ноги, он толкал то одну, то другую тяги, передававшие эти толчки на звездочку (зубчатое колесо) храпового механизма, который был насажен па вертикальной оси маховика. Вращение маховика сглаживало толчки и обеспечивало плавный ход самокатки.

В работе того же колодезного колеса можно увидеть и другой принцип, который был использован Кулибиным для устройства коробки передач, обеспечившей движение самокатки с разными скоростями в зависимости от дорожных условий.

Действительно, возникает вопрос: как удается придать легкими толчками ладони вращение колодезному колесу, когда его удерживает ведро весом около трех четвертей пуда? Дело в том, что колесо имеет гораздо больший диаметр, чем ворот, на который намотана веревка с ведром на конце. Сила тяжести ведра, скажем, равная 10 килограммам, приложена на плече не более чем 0,2 метра, а сила человека — на плече длиной не менее 1 метра. Значит, человек должен приложить к колесу силу в пять раз меньшую — всего 2 килограмма. При этом рука человека проходит вместе с ободом колеса путь, скажем, около 0,5 метра, а ведро поднимается только на 0,1 метра. Происходит увеличение силы за счет скорости.

Увеличение силы требовалось и для того, чтобы заставить самокатку Кулибина двигаться на подъем или по плохой дороге. Если на горизонтальной утрамбованной парковой дорожке движение коляски обеспечивалось силой примерно в 20 килограммов, то на подъеме в 5—6° или на булыжной мостовой при той же скорости требовалась втрое большая сила. Это увеличение можно было получить двумя способами: заставить слугу напрягаться или уменьшить скорость. Кулибин выбрал последнее.

От оси уже упомянутого маховика усилие передавалось через пару шестерен па продольный горизонтальный вал. На заднем конце вала находилась еще одна шестерня, зацеплявшая при вращении зубцы большого барабана, смонтированного на оси задних колес. Так вращение передавалось от маховика к колесам. Чтобы быть вполне точным, нужно заметить, что зубцы в шестернях самокатки были выполнены в виде простых выступов — штифтов; это было так называемое «цевочное зацепление», несколько упрощенное по сравнению с ныне известным всем зубчатым.

На донышке барабана было три круга штифтов. Самый малый имел 10 штифтов и был вдвое меньше второго и втрое меньше третьего. Ведущую шестерню на горизонтальном валу, также имевшую 10 штифтов, можно было передвигать вдоль вала, вводя ее в зацепление со штифтами одного из кругов. При зацеплении со штифтами малого круга скорости вращения вала и оси колес были равны; при зацеплении со штифтами второго или третьего круга колеса вращались вдвое или втрое медленнее, но с удвоенным или утроенным усилием. А слуга нажимал на педали равномерно, не напрягаясь.

Таким образом, в силовой передаче кулибинской самокатки были составные части трансмиссии теперешнего автомобиля.

Механизм привода давал самокатке свободный ход. Когда она катилась под уклон или шла после разгона по ровной дороге, тяги привода скользили по зубцам шестерни, и слуга мог не работать педалями и отдыхать.

Оси колес самокатки покоились не в гнездах, как оси карет того времени, а на гладких цилиндрах, установленных на раме. Цилиндры образовывали подобие теперешнего роликового подшипника. Оси не соприкасались со всей поверхностью опоры, а перекатывались по поверхности цилиндра. Трение, естественно, значительно уменьшалось.

Для рулевого управления Кулибин выбрал схему, отличную от распространенной экипажной и более близкую к еще не применявшейся тогда шарнирной. Единственное переднее колесо самокатки не нужно было перекатывать, как колеса экипажной оси, насаженной на шкворень; его нужно было лишь поворачивать вокруг его собственной вертикальной оси. Рулевой привод состоял из двух рычагов, тяг и поворотного круга, в котором было установлено переднее колесо. При поворачивании одного из рычагов назад тяга, связывавшая этот рычаг с кругом, поворачивала круг, а вместе с ним и колесо, в соответствующую сторону. Забегая вперед, отметим, что привод от рулевого вала к одному из передних колес автомобиля устроен -почти так же, а на второе колесо поворот передается от первого поперечной тягой, как у экипажей с шарнирной передней осью.

Но все усовершенствования, введенные Кулибиным в конструкцию самокатки, все же не могли превратить ее в полноценный самодвижущийся экипаж. Мускулы человека были недостаточно мощным и недостаточно надежным двигателем.

Расчет показывает, что для передвижения повозки (вместе с тремя-четырьмя людьми) весом до полутонны хотя бы со скоростью 10 километров в час по булыжной дороге требуется мощность около половины лошадиной силы. Ясно, что один или два человека могут развивать такую мощность только в течение очень короткого отрезка времени.

Поэтому мускульно-силовые самокаты не получили распространения.

Конструктор Шамшуренков

21 июня 1751 года Шамшуренков написал в губернскую канцелярию письмо, где просил разрешения отправиться в Петербург для «…сделания коляски самобеглой, что может бегать без лошади.

Нелегко, видно, далось Шамшуренкову изобретение коляски. Не легче оказалось и ее осуществление.

Письмо Шамшуренкова путешествовало в Москву, а затем в Петербург, в сенат. Только в феврале 1752 года было опубликовано определение сената, по которому Шамшуренкова вызывали в Петербург.

В июне, через год после «доношения», приступил Шамшуренков к постройке коляски «со всяким поспешанием».

1 ноября коляска была готова и испытана. Приводилась она в движение двумя людьми, была четырехколесной, закрытой и достаточно легкой. В общем она оправдала возлагавшиеся на нее изобретателем надежды.

Механический экипаж Дюрера

Мысль о постройке механического экипажа появилась у Дюрера не случайно. Узкие улочки средневекового Нюрнберга кишели крохотными мастерскими часовщиков, золотых дел мастеров, механиков и других ремесленников. Город стоял на перевальной дороге с Майна на Дунай, из Германии в Италию. Кипучая торговая и ремесленная жизнь города, естественно, заставляла людей всерьез призадуматься над усовершенствованием способов передвижения, а развитие механики предоставило в их распоряжение различные средства — зубчатые колеса, пружины, сложные передаточные устройства.

В первых двух проектах Дюрера слуги должны были идти рядом с колесницей и вращать при помощи рычагов установленные на кузове валы и маховики. В третьем проекте слуги осуществляли ту же работу, стоя на площадке колесницы.

Дюрер позаботился о том, чтобы усилия людей не пропадали напрасно. Все четыре колеса были приводными — ведущими. Если бы одно колесо попало в грязь или в песок и начало скользить, другие продолжали бы катиться по дороге и двигать колесницу. Эта же идея лежит в основе современных автомобилей повышенной проходимости.

В XVII—XVIII веках самокатка сошла со страниц альбомов на крупный булыжник тогдашних мостовых. Повсюду то и дело объявлялись конструкторы повозок с мускульным, а иногда с пружинным двигателем. Эти повозки были крайне тихоходны и в лучшем случае напоминали коляски для инвалидов. Из самокаток этого периода заслуживают описания мускульно-силовые повозки русского крестьянина Шамшуренкова и особенно механика Кулибина. Их повозки были действительно работоспособными и включали механизмы, устранявшие некоторые недостатки, органически присущие всем ранним самокатам.

Самобеглые коляски

С давних пор люди ломали голову над тем, как создать такую повозку.

Казалось, что нужно добавить к существовавшему экипажу что-то совсем несложное, чтобы он покатился без помощи лошади. Это «что-то» — двигатель. Его долгое время не могли найти и приспособить для экипажей.

…Вертелись жернова мельниц и колеса насосов, приводимые в движение ветром и водой, постукивали в мастерских ремесленников примитивные станки, тикали в комнатах и звонили на башнях хитроумные часы, на полях сражений грохотали орудия и щелкали первые ружья. Короче говоря, люди умели создавать различные механизмы.

Какую же силу, какой механизм применить к повозке?

В распоряжении человека было шесть видов энергии: сила мускулов самого человека, сила мускулов животных, сила падающей воды, сила ветра, сила пороха и сила пружины, могущей накапливать механическую энергию.

Применять к повозке энергию падающей воды было, естественно, невозможно; порох оказался слишком дорогим и слабым средством для приведения в действие тяжелых повозок; пружины также были слабы и действовали недолго; а от использования лошадей и других животных конструкторы экипажей как раз и стремились отказаться.

Оставались две силы: в первую очередь мускулы человека и непослушный ветер.

Их проекты, правда, остаются неосуществленными, но разработаны тщательно, продуманы во всех деталях и красиво оформлены.

Среди множества эскизов гениального итальянского художника, архитектора, инженера, поэта, музыканта Леонардо да Винчи (тут и приводные цепи, и пушки, и измерительные приборы, и даже летательные аппараты) — два эскиза самодвижущихся экипажей. На одном эскизе экипаж приводится в движение слугами, которые вращают коленчатый вал — ворот. Вращение ворота передается задним колесам червячным винтом. В другом проекте движущей силой служит скрытая в ящике пружина, которая вращает не только колеса повозки, но и большую крестовину, установленную на крышке ящика. На концах крестовины подвешены булавы с острыми шипами. По замыслу Леонардо да Винчи, повозка предназначалась для военных целей. Перед тем как привести эту машину в действие, ее нужно возить в обратную сторону, для того чтобы имеющаяся в ней пружина закрутилась, как в заводных игрушках. Затем повозку устанавливают на исходной позиции и пускают навстречу врагам. Повозка должна давить их колесами и крошить булавами. Чтобы колеса не скользили по земле (как теперь говорят, не буксовали), ободья их снабжены выступами, совсем как на автомобильных шинах XX века.

Первые части будущего автомобиля

Окиньте экипаж внимательным взглядом и вы увидите в нем много общего с ходовой частью и кузовом автомобиля. Вот изогнутая рама — она служит остовом всей конструкции. На раме установлен кузов, снизу к ней прикреплены рессоры, а к рессорам — оси. Упругие рессоры защищают раму и кузов от тряски на неровной дороге. Иногда рессоры крепили не к раме, а непосредственно к кузову, и кузов становился не только помещением для пассажиров, но и как бы рамой экипажа.

У большей части карет переднюю ось делали поворотной, на шкворне. Таким образом, рама и кузов покоились на трех опорах: двух задних рессорах и шкворне. При повороте одно колесо выкатывалось несколько вперед, а другое подавалось назад. Для свободного перекатывания колес приходилось поднимать переднюю часть экипажа — раму и облучок — высоко над колесами. Когда лошадь в упряжке проходила поворот, она затрачивала усилие на перекатывание колес, нагруженных весом экипажа. Это устройство имеет ряд недостатков: неустойчивость кузова на трех опорах; высокое, неудобное расположение облучка; трудность осуществления поворота. Уже тогда было придумано и применялось на некоторых быстроходных экипажах и большегрузных телегах более совершенное поворотное устройство: ось делали неподвижной, а колеса крепили к оси на поворотных цапфах, напоминающих дверные петли; левая и правая поворотные цапфы были связаны между собой рычагами и поперечной тягой с шарнирами, а тяга — с задним концом дышла. При повороте дышла вокруг шкворня задний конец дышла передвигал поперечную тягу влево или вправо, а тяга поворачивала колеса. Такая конструкция обеспечивала крепление рамы и кузова на четырех опорах, не требовала большого пространства под рамой для колес и облегчала работу лошади, так как при повороте каждое колесо поворачивалось на месте. Шарнирная ось все же представлялась слишком сложной для экипажей, но в дальнейшем оказалась необходимой на быстроходном автомобиле, у которого усилия на поворачивание колес затрачивает не лошадь, а водитель.

Чтобы закончить осмотр экипажа, нужно упомянуть о тормозе. Как уже отмечено, тормоз состоял из рычага и подушки, которая прижималась к ободу или к шине колеса. Всякий велосипедист, да и не только велосипедист, знает, что для замедления хода и остановки велосипеда достаточно нажать подошвой башмака на шину переднего колеса. Так поступают, когда тормоз велосипеда неисправен. Между подошвой и поверхностью шины возникает трение. И если оно достаточно велико, колесо перестает катиться. Тормоза экипажей действовали именно по этому принципу. Отсюда и пошло название «башмак», или «колодка», сохранившееся посейчас для обозначения невращающейся детали тормоза, которая служит для нажима на вращающуюся часть.

Все было продумано и предусмотрено в конструкции экипажа! Но без двигателя, без лошади экипаж был неподвижен.

Не раз возникала у людей мысль: как было бы замечательно, если бы повозка была самодвижущейся, безлошадной!

Предшественники автомобиля

Число карет было невелико, они были достоянием коронованных и титулованных особ.

В XVII веке появились застекленные кареты, которые назвали «берлинами». Когда же сиденья их снабдили спинками на шарнирах (при откидывании спинки сиденье превращалось в постель), «берлины» превратились в «дормезы».

Устройство постели в карете было скорей необходимостью, чем роскошью, так как даже очень недалекое путешествие длилось в те времена неделями. Поездка, например, из Москвы в Новгород занимала 10 дней и была настолько утомительной, что дотянуть до постоялого двора без сна мог только очень выносливый и терпеливый пассажир.

Путешествие в тяжелых и высоких каретах было довольно опасным. На поворотах они кренились, готовые упасть набок; на крутых спусках возницы теряли власть над лошадьми, подталкиваемыми каретой.

Примерно в XVII веке появились и первые экипажи для общего пользования.

Это было время, когда бурно развивались ремесленное производство и торговля, росли города. Занятым горожанам становилось все труднее шагать из одного конца города в другой. Назревала необходимость в дешевом, общедоступном транспорте.

Общая схема автомобиля

Пойдем навстречу потоку конвейера. Вот несколько ближайших к выходу из цеха постов. Здесь грузовые автомобили уже одеты в наряд из штампованной листовой стали. В передней части машины он образует кожух, закрывающий механизмы. Дальше, в средней части автомобиля, устанавливается помещение для пассажиров и водителя — кабина (или кузов — в легковом автомобиле); позади кабины — объемистая платформа для груза. Мы идем дальше. Вот участки конвейера, где кабина, платформа, капот, крылья, облицовка радиатора еще не смонтированы на автомобиль — они повисли над оголенным скелетом машины. Теперь перед нами так называемое шасси автомобиля. На этом участке сборки хорошо видно, из каких главных частей состоит автомобиль. Если пройти дальше, к истокам главного конвейера, можно увидеть все эти части в отдельности. Они приближаются к середине цеха на цепях, рольгангах, электрокарах.

Темп сборки не позволяет подробно рассмотреть детали механизмов, да это сейчас и не нужно. Ограничимся тем, что назовем главные части и определим их назначение.

Когда кузова, кабины и оперения еще нет, прежде всего бросаются в глаза крупнейшие части — рама, двигатель, оси, колеса, руль. Рама — это остов автомобиля; к ней крепятся все механизмы и кузов. На переднем конце рамы установлен двигатель, вырабатывающий необходимую для движения автомобиля энергию. Из наиболее заметных частей, связанных с двигателем, упомянем радиатор системы охлаждения двигателя и бак для горючего.

Усилие от двигателя к задним колесам автомобиля передается через систему валов и зубчатых колес (шестерен), называемую силовой передачей.

Силовая передача состоит из расположенных последовательно (спереди-назад) механизма сцепления, коробки передач, карданного вала и заднего моста. Механизм сцепления позволяет водителю разъединять двигатель и коробку передач, не останавливая двигателя, и тем самым прерывать передачу усилия двигателя на колеса. Это приходится делать на кратковременных стоянках, при торможении, при езде по инерции (как говорят, «при езде накатом»), при переключении передач. Название — коробка передач — говорит само за себя. Этот механизм нужен для того, чтобы передаваемое от двигателя усилие умножить при разгоне автомобиля, при прохождении тяжелой дороги или крутого подъема. От коробки передач усилие невозможно передать дальше заднему мосту обыкновенным валом: ведь коробка жестко установлена на раме, а задний мост, подвешенный к раме на рессорах, совершает колебания вместе с колесами, когда колеса катятся по неровной дороге. Значит, вал должен быть как бы гибким. Эту гибкость дают ему карданные шарниры на его концах. Вращение вала передается парой шестерен полуосям заднего моста, расположенным под прямым углом к валу.

Передняя ось, как и задний мост, подвешена к раме на рессорах. На концах передней оси на шкворнях смонтированы колеса. Для поворота их служит система рулевого управления, которая состоит из рулевого колеса (штурвала), вала, передаточного механизма и тяг, связывающих рулевой механизм с колесами и колеса между собой.

Присмотревшись внимательно, можно увидеть, что от колес к раме тянутся, кроме рулевых тяг, еще какие-то трубки — это привод тормозов. Педаль и рычаг тормоза, так же как рулевое колесо, педали управления механизмом сцепления и подачей топлива в цилиндры двигателя, рычаг перемены передач и другие органы управления сгруппированы перед сиденьем водителя и около него.

Если бы мы попали на сборку легкового автомобиля, а не грузового, мы увидели бы несколько иную картину. Многие современные легковые автомобили (как и автобусы) не имеют рамы. Все механизмы крепятся непосредственно к кузову. Поэтому и сборка их организована по-другому: готовые кузова ставят на подвижные подпорки-колонны, и сборщики работают под кузовом.

Вместе с одной из новых машин мы покидаем сияющий кафельными плитками и лампами дневного света цех сборки, расстаемся с современным автомобилем… на сотни лет. Но он все время будет у нас в памяти: то возникнет общая схема машины, то мелькнет знакомый механизм или деталь, отдаленно похожая на виденную в цехе; то за угловатыми, диковинными для нас, людей XX века, очертаниями карет, паровых дилижансов, первых безлошадных экипажей будет как бы в тумане угадываться обтекаемый силуэт автомобиля сегодняшнего или даже завтрашнего дня.

Автомобилестроение в Советском Союзе

Советский Союз к 40-летию Великой Октябрьской социалистической революции стал одной из ведущих стран по количеству и производству автомобилей, в то время как до пятилеток он был на тридцать пятом месте по количеству и на четырнадцатом по производству. Такого гигантского развития не знала ни одна страна в мире.

На наших глазах растет число машин, меняется их внешний вид и устройство, они становятся все более совершенными, все более удобными для человека, все более красивыми, более дешевыми и доступными.

Многие из нас, иногда сами того не замечая, вкладывают свой труд в сложный процесс создания автомобиля. Но есть люди, для которых создание автомобиля — главное дело жизни. И в первую очередь это относится к изобретателям и конструкторам.

Наши конструкторы борются за то, чтобы их автомобили были лучшими в мире.

В Советском Союзе сформировалась особая школа проектирования автомобилей. Конструкторы исключительно строго подходили к выбору того или иного типа автомобиля и его механизмов. Советские автомобили, каждый в своем классе, точно отвечали запросам народного хозяйства. Советские машины — долговечные и экономичные по расходу топлива, способны безотказно работать на любых дорогах и при любой температуре.

Автомобиль создан сравнительно недавно, и ему предстоит еще большой путь развития. Устройство автомобиля постепенно изменяется, подчиняясь определенным законам. Поэтому нужно знать и устройство сегодняшнего автомобиля и его историю.

Кроме того, история интересна еще и тем, что она показывает, как все новое в конструкции автомобиля не приходит само собой, а рождается в кропотливом труде конструкторов и исследователей, возникает из новых возможностей, предоставляемых другими областями науки и техники, приобретает право на существование в результате напряженной борьбы со старыми, установившимися решениями. История развития автомобиля дает немало примеров трудовых подвигов его изобретателей и конструкторов, примеров его связи с другими машинами.

Из далекого прошлого техники мы совершим с вами путешествие по основным этапам развития самодвижущихся экипажей в будущее автостроения.

Прежде чем совершить это путешествие, вернемся ненадолго к воротам цеха, из которых один за другим с одинаковыми промежутками в несколько минут выезжают все новые и новые автомобили. Нам нужно хотя бы в общих чертах познакомиться с героем нашей повести — с современным автомобилем.

Автомобиль

Что такое автомобиль? Это слово произошло от греческого «аутос» - «сам» и латинского «мобилис» - «подвижный», а одним словом - «самодвижущийся». Для кого-то сегодня он стал роскошью, для кого-то – второй женой, но изначально заложенная в автомобиль его изобретателями функция средства передвижения осталась первоочередной и сегодня.

И каждый день усаживаясь за руль этого средства передвижения, мы даже не задумываемся, что если бы кому-то в голову однажды не пришла идея его изобретения… Кто же он, этот кто-то?

Первые известные чертежи автомобиля (с пружинным приводом) принадлежат Леонардо да Винчи, но ни действующего экземпляра, ни сведений о его существовании до наших дней не дошло. Хотя не так давно эксперты Музея истории науки из Флоренции смогли восстановить по чертежам этот автомобиль, доказав правильность идеи Леонардо.

В 1770 году французский изобретатель Жозеф Кюньо построил трехколёсный тягач с паровым двигателем для передвижения артиллерийских орудий. Его считают предшественником не только автомобиля, но и паровоза. Паровые тележки для обычных дорог строились также и в других странах, однако они были тяжёлыми и неудобными, поэтому широкого распространения не получили.

В 1791 русский изобретатель Иван Кулибин построил повозку-самокатку, приводимую в движение предварительно раскрученным маховым колесом. Этот автомобиль имел тормоз, коробку скоростей, подшипники качения и т.д.

Всего известно более четырёхсот конструкций, претендующих на звание первого автомобиля. Долгие споры о приоритете тех или иных стран, изобретателей и конструкций заставили выработать четыре необходимых и достаточных условия для определения приоритета. Первое - разработка конструкции транспортной машины. Второе - оформление юридического документа, патента. Третье условие - постройка работоспособного опытного образца и его публичные испытания. И четвертое - организация производства изделия. 

Все эти 4 условия первым формально выполнил Карл Бенц. 29 января 1896 года для своей трехколесной моторной коляски он получает патент DRP №37435 и налаживает её производство. Поэтому Бенц официально и признан изобретателем автомобиля. Хотя фактически автомобиль был изобретен Бенцом еще в 1885 году, но в нем имелись кое-какие недостатки. Ну, обо всем попорядку.

В 1871 году работавший в мостостроительной фирме в Мангейме Карл обручился с энергичной девушкой Бертой Рингент. Девизом молодой семьи стали слова: «Вера, надежда и борьба». И ныне многие историки вполне серьезно полагают, что именно Берта вывела автомобилестроение на большую дорогу, ведь именно она была замешана в «похищении», которое стало переломным моментом в жизни и карьере Бенца, поэтому, думаю, требует подробного рассказа.

«У меня похитили мой автомобиль! Их было трое, действовали они согласованно и дружно. В мой автомобиль они были влюблены так же, как я сам. Но они требовали от него больше, чем я... Они хотели испытать похищенный автомобиль и проехать на нем 180 километров по неровной дороге. Компания с бродяжническими наклонностями состояла из моей жены и обоих сыновей».

В 1885 году Карл продемонстрировал бюргерам Мангейма свой трехколёсный самодвижущийся экипаж с бензиновым двигателем. Однако новинка вызвала не столько интерес, сколько раздражение. Когда Бенц решил проехать по городу, шум мотора перепугал лошадь  мясника. Она понесла, рассыпав по дороге груз. Чтобы замять скандал, Карл купил испорченный товар, поставил автомобиль под навес и принялся его совершенствовать. Машину «угнали» ранним летним утром 1888 года, когда её создатель спал. Старший сын Бенца Евгений сел за руль, рядом с ним - мать, сзади - младший брат. Они отправились к родственникам в маленький городок Пфорцхейм. Впрочем, это был лишь предлог. Приключений и волнений в дороге было предостаточно.

В то время бензин можно было купить только в керосиновых лавках, где его продавали как средство для чистки одежды от пятен. Неисправности приходилось устранять подручными средствами - для прочистки засорившегося бензопровода Берта использовала длинную шляпную булавку, а ленту от шляпки - для закрепления деталей системы зажигания. Каждый раз спускаясь под гору, мать волновалась за мальчиков - вдруг испортится деревянный тормоз. Приходилось не раз останавливаться и просить деревенских сапожников заново обивать его кожей. Цепи привода задних колес вытянулись и начали соскакивать с зубцов звездочек. Пришлось остановиться еще и у кузницы. Но за все свои волнения и мытарства путешественники были вознаграждены с лихвой.

Жители Пфорцхейма сбегались толпами, чтобы поглазеть на трехколесную «безлошадную повозку». О дальнем автопробеге Берты узнала вся Германия, пресса обратила серьезное внимание не только на её путешествие, но и на автомобиль Карла Бенца. С этого времени и начался его путь к славе и успеху.

А ведь прежде все было иначе. Первый автомобиль Бенца, сделанный в 1885 году, представлял собой трехколесный двухместный экипаж на высоких колесах со спицами. На него Бенц поставил свой новый четырехтактный бензиновый мотор с водяным охлаждением мощностью 0,9 л/с.

Цилиндр располагался горизонтально над осью огромных задних колес и приводил их в движение через одну ременную и две цепные передачи. Большой, горизонтально расположенный маховик находился под двигателем. Он соединялся с коленвалом конической передачей и использовался для создания равномерного вращения и для запуска мотора. Электрическое зажигание питалось от гальванической батареи - это было более совершенное решение, чем калильные трубки Готлиба Даймлера, работавшего параллельно и независимо от Бенца. В отличие от деревянной тележки Даймлера автомобиль Бенца имел раму, спаянную из металлических трубок. Машина развивала смехотворную по нашим меркам скорость - 16 км/ч, но по тем временам это была весьма прогрессивная конструкция.

С 1888-го года Карл начал демонстрировать свои машины на международных  автомобильных выставках, но тем не менее дела шли ни шатко ни валко. Широкая известность пришла к Бенцу лишь после пятидневного путешествия его жены. Кстати, историки считают его первым в мире автопробегом. Как и автомобиль Бенца, путешествие Берты тоже стало достоянием истории. В 1893 году Бенц создал четырехколесный автомобиль, запатентовав собственную шкворневую систему поворота управляемых колес. Они поворачивались поодиночке, а не целиком на общей оси - это было очередной технической победой Бенца. Открытый двухместный экипаж на высоких колесах с полностью закрытым моторным отсеком, в котором размещался одноцилиндровый трехлитровый движок мощностью около трёх «лошадей», был любимым творением Бенца. Недаром он назвал его Viktoria - «победа».

После создания «Виктории» дела фирмы наладились. Бенц решил создать серию экипажей, добавив к мощной «Виктории» легкую модель «Вело» (улучшенный четырехколесный вариант первого трехколесного экипажа). Выпускавшийся с 1894 года «Вело» был, как считают, первым серийным автомобилем (за три года было изготовлено 381 авто). «Бенц Вело», появившийся в России в 1894 году, стал прообразом первого российского автомобиля, построенного два года спустя Е.Яковлевым и П.Фрезе. Но всё это интересно только специалистам. 

Безусловно, технический талант Карла, его неустанная борьба за новизну, продуманность и качество машин были той основой, на которой стояла фирма. Однако её звёздным часом стало и навсегда останется путешествие Берты.

Говоря об истории изобретения автомобиля, нельзя обойти стороной некого Готлиба Даймлера. А причем тут, собственно, Даймлер, - спросите Вы? Если говорить о датах, то Готлиб Даймлер фактически обогнал Бенца. Однако он не патентовал автомобиль. Даймлер создал и запатентовал в 1883 году свой двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для самых разных транспортных средств. В 1885 году он испытывает его на мотоцикле и 29 августа, на полгода раньше Бенца получает патент DRP №36423 на первый в мире мотоцикл. Этот мотоцикл имел по бокам поддерживающие колёса, как на современном детском велосипеде. Почему же не считать его первым четырёхколёсным автомобилем, тем более, что запатентованный Бенцем автомобиль тоже не имел кузова?

В 1886 году Даймлер заказывает у каретного мастера кузов, отличающийся от кареты только отсутствием оглоблей. Для поворотов служил рычаг, выведенный наверх к водителю. А вместо лошадей карету тянул мотор Даймлера, передавая усилие через ремённую передачу на задние колёса. Почему же Бенц тоже не воспользовался готовым кузовом, а создал свою хлипкую конструкцию на трёх велосипедных колёсах?

Скорее всего, имеющийся у него двигатель чужой конструкции, только усовершенствованный Бенцем, не смог бы потянуть тяжёлую машину.

А Даймлер в 1887 году успешно испытывает свой двигатель на лодке, но тоже не патентует катер. В том же году он проводит испытания железнодорожной дрезины и пожарного насоса с бензиновыми двигателями. Годом позднее состоялся полёт аэростата, воздушные винты которого вращал двигатель Даймлера. 

Бенц и Даймлер так и ни разу не встретились при жизни. А конкуренции их фирм положило конец произошедшее в 1926 году слияние «Deimler Geselschaft» и «Benz und Co». Официальной эмблемой этого союза стала трехлучевая звезда, придуманная когда-то Даймлером и символизирующая успех марки на суше, в воде и в воздухе. Эмблема стала общей для объединенного концерна, а автомобили стали поставляться на рынок под торговой маркой «Mercedes-Benz».

Изобретение автомобиля и дальнейший процесс автомобилестроения стали одними из самых положительных событий в развитии человеческого общества. Автомобили во многом упростили не только сферу обслуживания, но и саму жизнь людей на планете Земля. Сегодня автомобили продолжают лидировать среди самых желанных товаров для семей из разных стран мира.

Двигатели внутреннего сгорания

Несмотря на то, что попытки создать автомобиль с двигателем внутреннего сгорания были и раньше,первую реально работающую модель машины изобрел Карл Бенц в 1885 году. Патент на свое изобретение он получил в январе 1886 года. В этом же году началось первый в истории массовый выпуск автомобилей личного пользования. Этому способствовала серьезная рекламная кампания, в ходе которой Карл со своей женой Бертой даже совершал междугородние поездки на своем автомобиле.

Уже через три года, в 1889 году, свою первую машину выпустили Вильгельм Майбах и Шоттлиб Даймлер. Автомобиль задумывался изначально самоходной машиной и быстро стал популярен среди буржуазии и интеллигенции.

Именно с этого момента человечество вошло в эпоху тотального автомобилестроения. Вскоре машины заполнят улицы США, Европы и Российской империи, но они еще долго будут считаться скорее роскошью, чем средством передвижения — современники первых машин считали, что лучше путешествовать на поездах и кораблях.

Электромобили

Самый первый электрический мотор были придуман Йедликом Аньошем – венгерским изобретателем, который сделал только одну маленькую модель электромобиля. Его исследования продолжиламериканец Томас Дэвенпорт в 1834 году.

Первая полноценная самоходная электрическая карета рассекала по дорогам Шотландии в 1839 году – изобрел ее Роберт Андерсон. Однако электрические двигатели были признаны современниками бесполезными и малоэффективными. Только в наше время им вновь уделяют внимание, как альтернативному источнику питания автомобилей нового поколения.

Паровые автомобили

Забавно, но первая паровая машина была построена в качестве игрушки для китайского императора. Было это в далеком 1672 году. Изобретатель – Фердинанд Вербист, член иезуитского монашеского ордена на территории Китая. Нет достоверных фактов, что когда появилась эта машина, она могла реально кого-то перевозить, но все же, ученые считают именно конструкцию Вербиста первым паровым автомобилем.

История паровых машин в Европе началась с изобретения Николя-Жозефа в 1770 году. Это был не личный транспорт, а полноценный тяжелый тягач артиллерийских орудий. К сожалению, с 1865 года на большинстве территорий Европы вышел закон, согласно которому перед любым самоходным аппаратом на дороге должен был идти специальный человек с красным флагом и громкой дудкой. Это серьезно мешало обычным людям и вскоре идею паровой самоходки забросили, обратив свое внимание на развитие железнодорожного транспорта на пару.

В России проблем с красными тряпками и дудками не было. Как появились первые машины в России?Начал все Кулибин, в 1971 году предложивший собственный автомобиль на пару. Он имел подшипники, коробку передач, уникальный маховик и тормозную систему. У машины было всего три колеса. К сожалению, изобретение рассматривалось только в качестве развлечения и никто так и не решился вложить в него деньги.

В США машины появились с первым патентом на автомобиль. Его получил изобретатель Оливер Эванс в 1789 году. Самоходная машина Эванса была встречена публикой очень хорошо. Кроме прочего, его автомобиль умел передвигаться и по земле, и по воде.