Используя опыт предыдущих поколений, поднимая их достижения на новый качественный уровень, развитие научно-технической мысли движется вверх по спирали. Не случайно изобретатели, создавая все более и более совершенные машины, нередко возвращаются к опыту предшественников - опираются в своих поисках на конструкции давно минувших лет.

Характерный пример такой преемственности - история экипажей, движимых мускульной силой человека. Об одной из современных ветвей их потомков - веломобилях - мы уже неоднократно рассказывали («М-К», 1976, № 7; 1979, № 11, 12). Не менее интересно оглянуться назад и проследить, как зарождалась и развивалась идея «мускульного» транспорта в далеком и недалеком прошлом.

Уходя в глубь истории техники, мы увидим некий парадокс, живущий в веках и сохранившийся до наших дней. Он стал заметен во времена, когда по мощеным и немощеным дорогам древности уже сновали кареты и телеги, запряженные четвероногими помощниками человека. Не один век лошади, волы, мулы отслужили в качестве живого привода к повозке. Но росли транспортные потребности, и человек начал мечтать о том, чтобы создать экипажи, способные брать больше груза и развивать большие скорости. Появился автомобиль, которому предшествовало изобретение двигателя: сначала парового, потом внутреннего сгорания, электромотора. Но это было потом. К этому еще нужно было прийти. Через времена, когда забавы с «огненными машинами» могли закончиться на костре инквизиции. И еще раньше, когда для движения повозки придумывали наивные, но хитроумные способы, кажущиеся сегодня примитивными, а подчас и курьезными. Однако не станем слишком строго судить предков. Ведь почти в каждом из тех древних сооружений уже угадывался прообраз какой-нибудь детали современных машин: трансмиссии, рулевого управления, тормозов. Многие находки, претерпев всевозможные улучшения, прочно утвердились в современном транспорте.

Принцип привода тележки мускульной силой сидящего в ней человека оказался живучим. Он стал особенно заманчивым во времена, когда виделся уже в применении к асфальтовым дорогам. Стремительно проносились не просто «безлошадные экипажи», а быстрые и мощные авто, в небо взлетели аэропланы, вот уже и космические корабли уходят к далеким планетам. Но живы в человеке две извечные мечты: летать как птица и толкать какой-нибудь легонький экипаж силой собственных мышц. Когда она зародилась, в какие стародавние времена? Появлялись часовые механизмы, вода вращала колеса мельниц и насосов, люди уже неплохо управлялись с парусами. Но… энергию падающей воды к движущейся повозке не приспособишь, пружины слабы и ненадежны, а паруса годятся только при добром ветре, да и то в основном на воде. А так хотелось ни от чего не зависеть…

Одна из первых, наверное, попыток воплотить идею использования собственной силы для приведения легкой повозки в движение принадлежит аугсбургскому плотнику Вальтеру Голтану. Это он в начале XV века выехал на узкие улочки своего городка на необычном четырехколесном сооружении, оказавшемся самодвижущимся мускульным экипажем. Перетягивая бесконечный канат, ездок приводил во вращение два барабана. Нижний, с продольными рейками, заставлял вращаться зубчатое колесо, жестко насаженное на заднюю ось. Стоит ли говорить, что скорость коляски была не выше, чем у пешехода. А как же руль? Ну, в те времена проблема поворота еще не смущала изобретателей. Если требовалось изменить направление движения, ездок вылезал из повозки и, приподняв передок, нацеливал возок в нужную сторону.

Экипаж Голтана был одноместный. А вот некто Огюст из Меммингена в 1447 году соорудил гигантскую (даже го сегодняшним понятиям) самоходную машину на четырех огромных колесах. Она могла везти сразу несколько десятков человек. Конечно, о скорости история умалчивает, но не это было главным в те времена. Важнее, что машина двигалась! Посредством хитроумных приспособлений, рычагов, валиков, воротов, находящихся внутри экипажа, люди вращали все четыре колеса повозки. Конструктор позаботился таким образом о том, чтобы в случае застревания в колдобине одного из колес другие смогли вытянуть машину на ровную дорогу. Вот он, прообраз современных полноприводных машин-вездеходов!

На принципе использования мускульной силы создавались и другие самоходные экипажи средневековья. В 1459 году в триумфальном шествии немецкого императора Максимилиана I принял участие необычный экипаж. Он представлял собой шестиметровое колесо-обруч, внутри которого располагались царствующие особы. Экипаж-колесо перемещался в результате того, что слуги переступали по его внутренней поверхности, а направление движения регулировал длинным рычагом шедший рядом слуга. Тогда же появился деревянный четырехколесный экипаж, приводимый в движение идущими рядом и сзади него слугами, которые с помощью рычагов вращали установленные на кузове валы и маховики. До нас дошли лишь зарисовки таких машин: других достоверных данных об их существовании нет. Проектированием этих повозок занимался, в частности, известный художник Альбрехт Дюрер, оставивший нам несколько рисунков своих изобретений.

В 1685 году известный нюрнбергский часовщик Стефан Фарфлер сломал ногу. Это, казалось бы, незначительное сугубо личное событие послужило толчком… к дальнейшему развитию и совершенствованию самодвижущегося экипажа - пока лишь в форме мускульной повозки. Фарфлера не очень-то радовала перспектива пользоваться костылями или сидеть дома. Он соорудил небольшой трехколесный экипаж, на котором «сам мог ездить в костел без чьей-либо помощи». Ясно, что и здесь Скорость была не ахти какая. В коляске он использовал принцип родного ему часового механизма. Только силу пружин и гирь заменяли собственные мускулы. Крутя особые ручки, Фарфлер через систему шестеренок приводил во вращение переднее колесо. С этой схемой перекликаются современные мотоколяски и автомобили с передним приводом.

Свой вклад в развитие «самобеглых машин» внесли и наши соотечественники. В 1752 году в России был построен первый подобный экипаж, приводимый в движение сложной системой рычагов и педалей, которыми управляли два лакея, стоящие на запятках. Его создатель - Леонтий Лукьянович Шамшуренков, крестьянин Нижегородской губернии, замечательный русский изобретатель-самоучка, наделенный большой фантазией и смекалкой. 21 июня 1751 года он направил в сенатскую комиссию в Москву прошение о выдаче ему разрешения и оказании финансовой помощи для «…сделания коляски самобеглой, что может бегать без лошади. Такую коляску он, Леонтий, сделать может подлинно, изобретенными им машинами, на четырех колесах, с инструментами так, что она будет бегать и без лошади, только правима будет через инструменты двумя человеками, стоящими на той же коляске, кроме сидящих в ней праздных людей, а бегать будет хотя через какие дальние расстояния и не только по ровному местоположению, но и к горе, будет где не весьма крутое место, а так же коляска может сделана быть, конечно, через три месяца со всем совершенством, и для апробации на сделание первой такой коляски потребно ему из казны денег не более 30 рублей…».

Только через год в Санкт-Петербурге Шамшуренков «со всяким поспешением» приступил к воплощению своего замысла. И вот первого ноября 1752 года коляска была полностью готова к испытаниям. До наших дней не сохранилось ни чертежей, ни рисунков, ни даже толкового описания этого самодвижущегося экипажа с мускульным приводом. По немногочисленным документам можно судить, что коляска была четырехколесной, закрытой и напоминала карету - не громоздкую, а достаточно легкую и прочную. Два человека при помощи педалей вращали задние колеса и управляли ее движением. Экипаж перевозил не менее двух пассажиров.

Через год, закончив работу, 60-летний изобретатель, еще полный сил и энергии, вновь пишет в Санкт-Петербург: «…а ныне еще могу для апробации сделать сани, которые будут ходить без лошадей зимой, а для пробы могут ходить и летом с нуждою… А хотя прежде сделанная мною коляска находится и в действии, но токмо не так в скором ходу, и ежели еще позволено будет, то могу сделать той прежней уборнее и ходу скорее и прочнее мастерством». Но на эти предложения последовал отказ, тщетными оказались все дальнейшие просьбы. Вскоре об изобретателе и его «самобеглой коляске» забыли, и их дальнейшая судьба неизвестна.

Другой талантливый русский механик - Иван Петрович Кулибин - несколько лет работал над оригинальной коляской и закончил ее в 1791 году. Вся механика внешне кажется немудреной, но глаз современного конструктора сразу различит целый ряд даже по нынешним временам гениальных решений. Кулибин выполнил экипаж трехколесным, на одного пассажира. Деревянная рама состояла из двух продольных брусьев, соединенных поперечинами. Спереди к ней крепился поворотный круг с одиночным направляющим колесом, управляемым с помощью тяг и рычажков. В задней части на раме устанавливались два других колеса увеличенного диаметра. Педали - или «туфли», по Кулибину, - поочередно нажимал стоящий на запятках человек. Он посредством тяг и храповых механизмов приводил тяжелый горизонтальный маховик, облегчавший работу человека на педалях и смягчавший ход машины. Вращение вертикального вала маховика передавалось через упрощенные зубчатые передачи на правое заднее колесо.

Интересна конструкция механизма передачи крутящего момента на ведущее колесо, ставшая прообразом современных ступенчатых коробок передач. На оси колоса был расположен барабан с тремя зубчатыми венцами различного диаметра и с неодинаковым числом зубьев. Шестерня продольного вала, передвигаясь по диаметру барабана, могла соединяться с любым венцом, изменяя передаточное число, а значит, и скорость вращения колес и прилагаемое усилие.

«Самокатка» имела и механизм свободного хода, что давало человеку возможность отдыхать, используя инерцию позозки и маховика. И еще одно замечательное техническое предвидение можно обнаружить в коляске Кулибина: оси колес перекатывались на трех особых катках. Это устройство - предшественник современного роликового подшипника! Короче говоря, механическая коробка передач и подшипники на этой тележке были сконструированы и использованы на полвека раньше, чем они появились во Франции и Англии. Ближе познакомиться с конструкцией «самокатки» можно в отделе автомобильной техники Политехнического музея в Москве, где хранится ее действующая модель.

И все-таки усовершенствования, введенные Кулибиным в конструкцию коляски, не смогли превратить ее в полноценный самоходный экипаж, слишком уж слабым и ненадежным был живой двигатель. Аналогичные попытки создать «мускульный» транспорт не раз предпринимались в XVIII веке и за рубежом. Однако все подобные машины оставались лишь оригинальной игрушкой при дворе. Известно, что в Англии одноместную повозку наподобие кулибинской, только четырехколесную, построил Джон Беверс.

Словом, «самобеглые машины» оказались ненадежными и практически неприемлемыми. И все-тали они стали первыми шагами к удовлетворению желания человека двигаться быстрее. Появлялись, конечно, на этом пути и горе-изобретатели, которые предлагали бессмысленные сооружения, вошедшие в фонд автовелокурьезов. Вот одна из таких идей: на обычной повозке поставить весла-грабли и отталкиваться ими от земли. В другом «сногсшибательном» устройстве предполагалось использовать принцип беличьего колеса, но с собаками. Для этого переднее колесо повозки должно было иметь вид барабана, внутри которого животным надлежало бежать. Был и не менее оригинальный проект: нажимать педали хотели заставить лошадь. Но… собаки и лошади отказались выполнять столь необычные для себя обязанности, и эти «перспективные экипажи» так и застряли на месте, затерявшись в анналах истории техники.

Но та же история отобрала в мускульных проектах все мало-мальски рациональные зерна. Вспомните маховик на «самокатке» Кулибина. Эту идею развил венгр Йозеф Хорти-Хорват, предложивший в 1857 году многоместный омнибус, не крыше которого был установлен огромный маховик; крутящий момент от него через коническую шестерню и вал передавался на задние колеса экипажа. В обязанности «водителя» входило лишь раскручивать его. Три года спустя русский инженер В. И. Шуберский разработал проект «маховоза», также использующего энергию вращающегося маховика. А в 1905 году англичанин Ланчестер запатентовал «маховичный автомобиль». Один или два тяжелых маховика с помощью механической передачи вращали колеса машины. Для разгона маховиков служили электродвигатели, но можно было делать это и вручную.

И вот уже в наши дни энергетический кризис и гиподинамия, засилье автомобилей в крупных городах, шум, загазованность атмосферы заставили вновь обратить внимание на некоторые «мускульные» транспортные средства, когда-то вытесненные мощными и компактными двигателями. К ним прежде всего следует отнести велосипеды, а также экипажи на их основе - веломобили, приводимые в движение мускулами человека.

От велосипеда веломобиль получил простую цепную передачу, легкие колеса; от автомобиля - трансмиссию, кузов, систему освещения, зачатки комфорта. Конструкция всех узлов направлена на выполнение главного условия - максимальное облегчение работы водителя. Так повернулся виток спирали развития мускульных транспортных средств, начавшийся еще пять веков назад.

Сегодня на улицах Токио и Амстердама, Парижа и Милана - многих городов мира нет-нет да промелькнут в густом потоке транспорта безмоторные машины на одного-двух или даже десяток-другой человек. В них каждый при деле: крутит педали или нажимает рычаги привода. Куда уж автомобилю угнаться - конечно, не в скорости, а в экономичности, маневренности, безвредности для окружающей среды: сколько сразу достоинств! Да и покрутить педали нынешнему горожанину, страдающему от малоподвижности, отнюдь небесполезно.

Безмоторные машины строятся в самых различных вариантах: от юрких одноместных веломобилей до гигантских многоместных «велобусов» - трех-четырехколесных экипажей без кузова с общей передачей на задние ведущие колеса. Пока что многие из них созданы из побуждений саморекламы или желания удивить соотечественников, привлечь внимание, вызвать сенсацию.

Один из первых проектов небольшого велобуса, на 21 человека, предложил в 1949 году француз Пьер-Альберт Фарса. А вот датчанин Таг Крогсхейв явно обогнал всех конкурентов, построив трехколесное велочудище весом более 3 т, рассчитанное на 35 (!) человек. Для него потребовалось 78 старых велосипедов, 35 седел, 70 педалей, три автомобильных колеса Только длина 70 цепных передач составила более 50 м! Единственное практическое применение для этого монстра Крогсхейв нашел пока в том, что изредка катает на нем местных ребятишек.

Мы уже рассказывали о построенных у нас в стране легких веломобилях: о харьковском экипаже «Вита» («М-К», 1976, № 7), складном веломобиле «Колибри» («М-К», 1979, № 12). Несколько веломобилей с обтекаемыми кузовами создали студенты и сотрудники Вильнюсского инженерностроительного института. Зимой 1981 года даже состоялись первые в стране соревнования мускульных машин.

Но, как бы ни были хороши веломобили, они существуют пока в единичных экземплярах и не стали заметным явлением в транспортных потоках крупных городов. Впрочем, в Японии, где проблемы перегрузки уличного движения и загрязнения воздуха выхлопными газами особенно остры, уже начат серийный выпуск нескольких видов безмоторной техники: легкий трехколесный педикар с навесом и более комфортабельный четырехколесный. Средняя скорость их невысока - 10-15 км/ч, но этого вполне достаточно для коротких поездок. Такой транспорт окажется полезным не только для личного пользования, но и для почтальонов, врачей районных поликлиник; для обучения молодежи правилам движения, применения на территории больших предприятий, хозяйств, строек.

Веломобиль делает сегодня первые и пока нетвердые шаги (это несмотря на почти пятисотлетнюю историю!), но огромные преимущества простого и доступного транспорта определяют его большое будущее. Есть еще над чем подумать и поработать изобретателям в этом древнем и, пожалуй, одновременно самом молодом виде транспорта, не нуждающемся в двигателе, служащем здоровью человека, И мы надеемся, что самодеятельные конструкторы, читатели нашего журнала, внесут в это дело свою лепту.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter , чтобы сообщить нам.

Навигация записи

Первоначально для перемещения тяжестей и грузов применялась мускульная сила человека.
Со временем люди стали приручать различных тягловых животных, которых запрягали в повозки или сани.
Также изобретались различные приспособления, которые помогали человеку преодолевать расстояния.

Античная паровая машина.

Римская сухопутная парусная телега. Старинная средневековая гравюра.

Карета эпохи Барокко. XVII - XVIII века.

Карета — (от лат. «carrus» — повозка) — закрытая пассажирская повозка с рессорами.
Чаще всего ими пользовались для личного комфортабельного перемещения и не более, хотя с позднего средневековья
в Европе они начали использоваться, в том числе, и в качестве общественного транспорта.

В понимании современного человека слово "автомобиль" означает транспорт, который оснащён автономным двигателем (это может быть и двигатель внутреннего сгорания, и электрический двигатель, и даже паровой котёл).

Пару веков назад автомобилем называли все «самодвижущиеся повозки».

Люди пользовались механическими средствами передвижения ещё задолго до изобретения автомобиля.
В качестве движущей силы пытались использовать и мускулы человека, и даровые ресурсы. Вот, например,
в древнем Китае были сухопутные повозки с парусами , которые приводились в движение силой ветра.
В Европу такое новшество пришло только в 1600 - ых годах, благодаря конструктору и математику, большому учёному Симону Стевину.

Нюрнбергским часовщиком И. Хаучем была построена механическая повозка , источником движения которой была большая часовая пружина. Одного завода такой пружины хватало на 45 минут езды. Эта повозка действительно передвигалась, однако находились скептики, которые утверждали, что внутри неё спрятаны два человека, приводящие её в движение. Но, несмотря на это, она всё-таки была куплена королём Швеции Карлом, который пользовался ею для поездок по королевскому парку.

Согласно книге, изданной в Париже в 1793 году, автором которой был Озанам, уже в течение нескольких лет по Парижским улицам ездила коляска, приводимая в движение лакеем, который нажимал на подножки, расположенные под кузовом.

В России (XVIII век) были изобретены две конструкции механических экипажей: самобеглая коляска
Л.Л. Шамшуренкова (1752 год) и самокатка И.П. Кулибина (1791 год). Подробного описания самобеглой коляски не сохранилось, но известно, что её испытания успешно состоялись 2 ноября 1752 года. По изобретению И.П. Кулибина сохранилось куда больше информации: она представляла собой трехколёсную педальную коляску с маховиком и трёхскоростной коробкой смены передач. Холостой ход педалей осуществлялся за счёт установленного между педалями и маховиком храпового механизма. Ведущими колёсами считались два задних, а управляемым - переднее. Вес коляски (вместе со слугой и пассажирами) составлял 500 кг, а развиваемая ей скорость - до 10 км/ч.

Позднее, русский изобретатель Е.И. Артамонов (крепостной слесарь Нижнетагильского завода) в 1801 году построил первый двухколёсный металлический велосипед.

Следующим этапом в развитии автомобилестроения стало появление паровых машин .

Механическая самодвижущаяся повозка конструкции Леонардо да Винчи. 1478 год.

Основной механизм самодвижущейся телеги Леонардо да Винчи.

Леонардо спроектировал самоходную тележку - прототип современного автомобиля!
Самодвижущаяся деревянная повозка, оснащённая шестернями и пружинами,
стала одним из самых известных изобретений Леонардо да Винчи.
Она должна была приводиться в движение энергией двух плоских пружин.
Устройство имеет размер примерно 1 x 1 х 1 метр.
Сложный арбалетный механизм передает энергию приводам, соединённым с рулем.
Задние колеса имели дифференцированные приводы и могли двигаться независимо.
В задней части тележки находится рулевой механизм.
Четвёртое колесо было соединено с рулём, при помощи которого можно управлять телегой.

Конечно, это устройство не было предназначено для перевозки людей, а служило лишь
как средство для перемещения декораций во время королевских праздников.
Подобное средство передвижения относилось к ряду самодвижущихся машин, созданных другими инженерами
Средневековья и Возрождения.
Итальянским учёным удалось собрать, в натуральную величину,
самодвижущуюся повозку, воспроизведённую по эскизам Леонардо да Винчи.

Реконструкция проекта Леонардо была успешной.
Запущенная модель повозки достигла скорости разгона 5 км / час.
Деревянная тележка, оснащённая пружинным мотором и рулевым механизмом,
способна самостоятельно двигаться!
В качестве движителя в повозке используется сила пружин, запас хода невелик - около 40 метров .
Сейчас она демонстрируется в экспозиции музея.

Гравюра с изображением сухопутной парусной яхты Симона Стевина. Нидерланды. 1599 - 1600 годы.

Изображение колёсного парусника Симона Стевина.

Деревянная масштабная модель 28 - местного парусника Симона Стевина.

«Сухопутная яхта» Стевина.

Около 1600 года Стевин продемонстрировал согражданам своё изобретение
(сухопутную парусную яхту на колёсах) и прокатил на ней
принца вдоль побережья быстрее, чем на лошади.

Помимо всего перечисленного,
Стевин писал труды по механике, геометрии, теории музыки,
изобрёл двойную бухгалтерскую регистрацию (дебет/кредит).
В 1590 году он составил таблицы, в которых было указано время наступления приливов
в любом месте в зависимости от положения Луны.

Самобеглая коляска конструкции крестьянина Нижегородской губернии Леонтия Шамшуренкова. Россия. 1752 год.

Самобеглая коляска конструкции Ивана Кулибина. Россия. 1791 год.

Самобеглые коляски И. Кулибина и Л. Шамшуренкова.

(1752 год / 1791 год).

Человечество уже давно мечтало создать подобие самоходных колясок, которые способны передвигаться без тягловых животных. Это отчётливо видно в различных былинах, сказаниях и сказках. На улице май 1752 года. В Петербурге царило праздничное настроение, воздух пронизан тонкими ароматами весны, прячущееся солнце посылало последние лучи. Летний сад был заполнен людьми. По мостовым разъезжали нарядные коляски, и вдруг среди всех экипажей появляется один странный. Он шёл без лошадей, тихо и без шума, обгоняя другие кареты. Народ был сильно удивлен. Только потом стало известно, что сие диковинное изобретение это — «самобеглая коляска », постро-енная русским крепостным крестьянином Нижегородской гу-бернии Леонтием Шамшуренковым.

Так же, уже через год, Шамшуренков написал о том, что может сделать самоходные сани и счётчик до тысяч вёрст с колокольчиком, звенящим через каждый пройдённый километр. Таким образом, ещё за 150 лет до появления первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, в крепостной Руси появился прототип современного спидометра и автомобиля.

И. П. Кулибин составил проект в 1784 году, а в 1791 году построил свою «самокатку». В ней впервые для обеспечения равномерности хода были применены подшипники качения и маховик. Используя энергию вращающегося маховика, храповый механизм, в приводе от педалей, позволял коляске двигаться свободным ходом. Самый интересный элемент кулибинской "самоходки" был механизм для смены передач, являющийся неотъемлемой частью трансмиссии всех автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.

Паровая машина Фердинанда Фербиста. Бельгия. 1672 год.

Деревянная модель машины Фербиста.

Паровой автомобиль Фербиста (1672 год), (Бельгия) — В этой модели, прототипе транспортного средства, придуманного бельгийским миссионером Фердинандом Фербистом, пар из котла через сопло направлялся на лопатки турбины, которая, в свою очередь, через передаточный механизм направляла усилие на колеса. Автомобиль имел очень ограниченную величину пробега.

Почти 30 лет (с 1659 по 1688 год) бельгийский иезуит-миссионер Фердинанд Фербист служил в качестве физика и астронома у китайского императора Канг Хи. Государь позволил ему пользоваться великолепной дворцовой библиотекой.
Из восточных трактатов миссионер узнал немало нового, причём в тех областях знания, которые, по его мнению, он постиг в совершенстве. Мало того, оказалось, что их авторы упоминали о достижениях европейцев в науке и технике снисходительно, как о чём-то простом и даже примитивном. В прекрасно оснащённых императорских мастерских Фербист обнаружил оборудование для проведения разнообразных опытов. Однажды, а именно в 1678 году, ему пришла в голову идея поставить паровую машину на четырёхколёсную тележку, а вырывающийся из котла пар направить на колесо с лопатками (лопастями). Это, как сказали бы сегодня, турбинное колесо изобретатель соединил через две шестерни со второй осью, на которую были насажены 2 ведущих колеса. Пар, поступавший под высоким давлением из нагретого котла, толкал турбинное колесо, его ось крутила ведущие колёса, тележка ехала и к тому же везла небольшой груз.

Чтобы «самобеглая тележка» могла поворачивать, сзади к ней через примитивный шарнир прикреплялось пятое колесо. Длина «автомобиля» Фербиста составляла лишь 600 миллиметров! Конечно, то была всего-навсего механическая игрушка, изготовленная миссионером для сына китайского императора. Тем не менее, впервые маленькая паровая машина использовалась для привода колёс механического транспортного средства.

Многие исследователи считают первым автомобилем на планете «переднеприводный грузовик», созданный в Китае.
Кстати, своё изобретение в области автомобилестроения Фербист описал в 1687 году в труде «Европейская астрономия». Предпринимались попытки воспроизвести этот паровичок по описанию. Модели получались непохожие, но принцип остался прежним: горелка, паровой котёл, «турбинное» колесо с лопатками, пара шестерён и передние ведущие колёса.

Паровая реактивная машина Исаака Ньютона. Великобритания. 1680 год.

Модель машины Ньютона.

Реактивный автомобиль Ньютона (1680 год), (Великобритания) — Этот автомобиль был скорее фантазией, визуальным воплощением принципа реактивной тяги, чем действующей конструкцией транспортного средства. Чрезвычайно трудный в обслуживании, он представлял собой реализованную попытку использования пара в качестве движущей силы.

Имя английского математика и физика Исаака Ньютона хорошо известно. Но мало кто знает, что в 1680 году в одном из своих трудов по механике он описал экипаж, движущийся благодаря реактивной силе пара. То есть, в паровом автомобиле Ньютона применён несколько иной принцип движения, чем предложенный Фербистом.

Рама на четырёх колёсах с подвешенной горелкой, над которой устанавливался паровой котёл с подвижным соплом, направленным против движения, являлась собственно автомобилем. Из сопла через клапан на рукоятке с определённой периодичностью вырывался пар. Возникшая реактивная сила и должна была толкать экипаж вперёд. Это не что иное, как самый современный принцип ракето- и самолётостроения, только предложенный ещё в XVII веке.

Если рассматривать модель Ньютона, исходя из технических достижений наших дней, ошибок в ней нет, но, по-видимому, требовался огромный напор пара, чтобы толкать подобную тележку с грузом или пассажирами. Кстати, и у паровика Фербиста, и у тележки Ньютона задний ход отсутствовал.

Подтверждений о существовании этого парового экипажа пока не найдено, сохранились только схемы и чертежи в рукописях великого учёного. Сами же англичане утверждают - паровик Ньютона был выполнен в «металле».
Что ж, остаётся лишь найти свидетельства очевидцев или рисунки художников.

Паровой тягач Николя Жозефа Куньо. Франция. 1769 год.

Авария с участием парового тягача Куньо.

Паровой экипаж Куньо на улице французского города.


Масштабная модель парового тягача Куньо.

Автомобиль Куньо (1769 год), (Франция) — Громадный неповоротливый трёхколёсный грузовик — первое паровое транспортное средство, испытанное на дороге. Состояло из двух вертикально расположенных цилиндров емкостью 62 л. Повозка (военный тягач) обладала грузоподъемностью в четыре тонны при скорости 3,5 км/час, но ею было очень трудно управлять.

Никола (Николя) Жозеф Кюньо (Куньо), капитан французской армии и военный инженер, с самого раннего детства увлекался техникой и мечтал применить паровую машину на экипаже. В 1765 году изобретатель испытал свою первую механическую повозку, перевозившую четырёх пассажиров со скоростью 9,5 км/ч. Хотя она и имела ряд недостатков, французское военное министерство поручило Кюньо спроектировать артиллерийский тягач-перевозчик пушечных лафетов для армии.

В 1769 году паровик был готов к эксплуатации. Он представлял собой массивную дубовую раму на трёх колёсах. На подрамнике переднего (управляемого и ведущего) колеса устанавливалась двухцилиндровая паровая машина и котёл. Поступательное движение поршней в цилиндре преобразовывалось при помощи довольно сложного храпового механизма во вращательное движение ведущего колеса. Правда, управлять деревянным паровиком приходилось двоим, поскольку сам он весил тонну и столько же - запасы воды и топлива.

Во время одной из поездок паровая телега протаранила каменную стену, и котёл взорвался. И всё-таки в очередной раз удалось доказать: автомобилю, вернее пока паромобилю, быть! В 1770 году Кюньо построил ещё одну паровую телегу,
но конструктивного развития она уже не имела.

Последнее творение французского офицера сохранилось до наших дней и находится в Музее искусств и ремёсел в Париже. Масштабную модель изготовили и для Московского политехнического музея.

Основные виды паровых пассажирских машин.

Паровой омнибус сэра Голдсвеси Гени (Голдсуорси Гёни). Великобритания. 1828 год.

Курсирующие по первым транспортным трассам паровые экипажи.

Паровой дилижанс Бордино. Италия. 1854 год.

Модель дилижанса Бордино.

Паровой автомобиль Бордино (1854 год), (Италия) —
Этот дорожный локомотив приводился в движение системой, состоявшей из угольного котла и машины с двумя горизонтально расположенными цилиндрами. На равнине достигал скорости 8 км/час, расходовал 30 кг угля в час и был третьим транспортным средством, сконструированным сардинским пехотным офицером Бордино.

Паровые машины и автомобили.

Паровая карета Хилла. Великобритания. 1830 год.

Паровая карета Хилла
В своё время она была одной из классических скоростных почтовых карет
и при скорости около 20 км/час могла перевозить до 15 пассажиров.
Использовалась на линии Лондон-Бирмингем,
где курсировала и паровая карета Черча, располагавшая сидячими местами примерно для 50 человек.

Когда же появился полный привод? В первой четверти XIX века. Именно тогда двум шотландским друзьям, Бёрсталлу и Хиллу, пришла в голову гениальная мысль использовать для сцепления колёс с дорогой массу паромобиля. Они сконструировали паровик со всеми ведущими колёсами.

Расположенная в задней части экипажа паровая машина имела 2 вертикальных цилиндра, возвратно-поступательное движение из поршней, посредством кривошипно-шатунного механизма, преобразовывалось во вращение задней оси. От неё, при помощи конусной пары, крутящий момент, посредством вала, соединяющего переднюю и задние оси, передавался на переднюю, также снабжённую конусной парой, но с другим передаточным отношением. Поскольку в то время ещё не изобрели поворотные цапфы, и передняя ось поворачивалась целиком, в центре поворота располагалось карданное сочленение, изобретённое в XVI веке математиком Джероламо Кардино.

Паровик имел четыре конусные пары, две из которых находились в рулевом механизме. Подобная трансмиссия на бензиновых автомобилях, согласно «официальной истории», появилась лишь через много-много лет. Интересно, что сиденье водителя было на рессорах. Дизайн? Пока каретный… Родился этот полноприводный паровик в 1824 году.

Паровая карета Хэнкока "Enterprise". Великобритания. 1830 год.

"Enterprise" на полном ходу.

Паровая карета Хэнкока (1830 год), (Великобритания) —
Курсировала на почтово-пассажирской линии Бристоль-Лондон.
Внешний вид нового транспортного средства отличался от прежних конных почтовых карет более элегантным видом.
Этому сопутствовали и технические достижения, например, цепной привод и усовершенствованный трубный котёл.

Шли годы, появлялись всё более совершенные паровые омнибусы и дилижансы. Например, Уолтер Хэнкок выпустил в 1833 году на дороги Англии сразу несколько паровых дилижансов. Если внимательно рассмотреть компоновку одного из первых его творений - «Enterprise», то можно заметить зачатки сегодняшних автобусных конструкторских решений.

Водитель сидел высоко впереди, здесь же находилась и накопительная площадка, пассажиры размещались в комфортабельном салоне, а паровая машина с топкой располагались сзади. Вот только тормозить водитель не мог, для этого на задней площадке стоял вагонный. При сигнале водителя он при помощи огромного рычага останавливал вращение ведущих колёс. Обода на колёсах были железными, а поэтому при сильном торможении из-под них летели искры.

«Enterprise» развивал скорость свыше 35 км/ч, он стал реальным конкурентом гужевым дилижансам, тем более что Хэнкок создавал механические дилижансы один за другим…

По внешнему виду экипажи Хэнкока несколько отличались от уже привычных паровиков. Мастер не строил их по каретному принципу, не использовал готовые корпуса роскошных конных экипажей, а изготовлял кузова из металла и дерева.
В его экипажах, пусть и неказистых, чувствовался новый подход к конструированию. Кстати, многие из них запечатлены на картинах и рисунках художников той поры.

Паровой 50 - местный дилижанс Черча. Великобритания. 1833 год.

В 1833 году появился очень красивый паровой дилижанс… Это грандиозное сооружение вышло из стен мастерской Уильяма Черча. Изобретатель поступил не совсем обычно: поставил друг за другом две кареты, а между ними разместил паровую машину, по бокам которой находились ведущие колёса. Управлялось только переднее колесо (колёса располагались ромбовидно). Курсировал дилижанс между Лондоном и Бирмингемом. Из 50 - ти его пассажиров 28 ехало
с комфортом внутри салонов, а 22 - наверху. Скорость движения паровика достигала лишь 15 км/ч.

Стоит отметить богатейшее оформление корпуса экипажа. Его покрывала лепнина из гипса на особом клею, длительное время выдерживающая тряску и вибрацию кузова. Кстати, англичане утверждают, что многие паровики Черча имели три колеса… Однако чертежи не сохранились, осталось несколько рисунков, выполненных современниками.

До конца XIX столетия подобных паровых экипажей различной вместимости и в Европе, и за океаном было создано великое множество. Все они относились к пассажирскому многоместному транспорту. Двух- и четырёхместные паровики оказались нерентабельными.

Паровая карета Ричарда Тревитика. Великобритания. 1801 год.

Паровая машина Ричарда Тревитика. Великобритания. Первая четверть XIX века.

Здесь же следует указать и на одну очень примечательную деталь. В самом начале XIX столетия появилась очень интересная разработка, затем воплощённая в жизнь, - это ни что иное, как первый в мире автомобиль - амфибия...

Паровой автомобиль - амфибия Оливера Эванса. США. 1801 - 1805 год.

Современная модель, с масштабностью 1:43, той самой амфибии Эванса.

Землеройная паровая машина Эванса. США. 1805 год.

Разнообразие паровых машин - предков паровозов.

Паровая пожарная машина.

Паровой пассажирский транспорт.

Паровая машина с пассажирами и машинистом.

Паровая машина Пекори. Италия. 1891 год.

Паровой трёхколёсник Пекори (1891 год), (Италия) —
Последнее построенное в Италии паровое транспортное средство, отличавшееся небольшим весом,
простотой конструкции и обслуживания.
Вертикальный трубный котёл достигал предельной мощности при давлении в 7 атм.

Паровые машины завоёвывают мир.

Паровой грузовик.

У талантливого русского самоучки, крепостного крестьянина Нижегородской губернии Леонтия Лукьяновича Шамшуренкова (1685-1757) было много механических изобретений, но самым интересным для нас является самобеглая коляска, изготовленная из “железа сибирского мягкого”, “стали самой доброй”, “проволоки железной толстой”, кожи, сала, клея, холста и гвоздей.

Коляска была представлена в Петербурге 1 ноября 1752 г.: она была четырехколесной и приводилась в движение мускульной силой двух человек через устройство, напоминающее ворот. Коляска могла развивать скорость до 15 км в час. Для пассажиров предназначалось два места.

После показательной демонстрации самобеглая коляска Шамшуренкова использовалась придворными для развлечений “как весьма новое и курьёзное художество”, а затем была забыта: гениальное для своего времени изобретение погибло на задворках Конюшенной конторы, где собирались различные экипажи.

Замечательной конструкцией колесного самоходного экипажа являлась также самокатка русского конструктора, выдающегося изобретателя и инженера Ивана Петровича Кулибина (1735-1818), на которой он разъезжал по улицам Петербурга в 1791 г.

Сначала Кулибин работал над четырехколесной коляской, а затем, стремясь максимально облегчить экипаж и упростить управление им, создал трехколесный вариант самокатки. Его самоходный экипаж имел трехколесное шасси, переднее сиденье для двух пассажиров и место сзади для стоящего человека, управляющего ножными педалями - “туфлями”. Человек держался за ручку, закрепленную в спинке сиденья, и силой своего веса попеременно давил то на одну педаль, то на другую. Педали через рычаги и тяги действовали на храповой механизм (собачку с зубчаткой), закрепленный на вертикальной оси специального маховика; последний был расположен под рамой коляски, выравнивал толчки от храпового механизма и поддерживал, таким образом, непрерывное вращение оси. От вертикальной оси маховика вращение передавалось парой зубчаток на продольный горизонтальный вал, на заднем конце которого находилась зубчатка, цеплявшаяся за один из трех зубчатых венцов барабана, закрепленного на оси задних ведущих колес.

Таким образом, конструкция русского механика содержала почти все основные узлы будущего автомобиля, многие из которых были введены впервые - перемену передач, тормозное устройство, рулевое управление, подшипники качения. Чрезвычайно ценным является оригинальное применение Кулибиным маховика для обеспечения плавной работы трансмиссии и осуществление торможения при помощи пружин типа часового механизма.

Судя по сохранившимся чертежам, самокатка И.П.Кулибина имела длину около 3,2 м; ширину и высоту - по 1,6 м; диаметр задних колес - 1,42 м. При одном обороте колеса в секунду она могла развивать скорость до 16,2 км в час.

По мнению А.С.Исаева, однако, наиболее правильное решение проблемы самоходной коляски, приводимой в движение силой человека, представил в 1801 г. уральский мастер Артамонов. Он решил задачу максимального облегчения веса повозки за счет уменьшения ее размеров и сокращения числа колес до двух. Таким образом, Артамонов создал первый в мире педальный самокат - прообраз будущего велосипеда. Моно сказать, что его идея живет в миллионах современных велосипедов.

«Парень, который изобрел первое колесо, был идиотом, но парень, который изобрел остальные три, был гением» Сид Сизар

Одно из первых изображений повозки

Идеи многих машин и механизмов принадлежат гению Леонардо да Винчи (Leonardo da Vinci). Не обошлось без его участия и на этот раз. Среди чертежей Леонардо нашелся проект самоходной повозки. Она имела три колеса и приводилась в движение заводным пружинным механизмом. Два задних колеса были независимы друг от друга. Их вращение производилось системой шестеренок. Для управления было предусмотрено четвертое маленькое колесо, к которому крепился руль.

Предполагается, что свою самоходную повозку Леонардо разработал в конце XV века, а применять ее планировалось в театре и на карнавальных шествиях. Однако история распорядилась иначе. Потомков конструкции Леонардо можно увидеть где угодно, но только не на театральной сцене.

Реконструкция автомобиля Леонардо да Винчи

Следующим шагом к появлению автомобиля стало изобретение иезуитского миссионера Фердинанда Вербста (Ferdinand Verbiest). Около 1672 года он спроектировал первую машину на паровом ходу. Это была игрушка для китайского императора, не имеющая никакого практического применения. Автомобиль Вербста был 65 см в длину, не управлялся водителем и не мог перевозить пассажиров.

Изобретение миссионера имеет мало общего с паровыми телегами конца XVIII века, но идея приводимой в движение паром машины принадлежит именно ему. Достоверно неизвестно, воплотил ли Вербст свой проект в жизнь, однако описание и чертеж автомобиля есть в его книге Astronomia Europea.

Чертеж парового автомобиля Фердинанда Вербста

Конец XVIII и первая половина XIX веков стали временем паровых машин. Идею Вербста использовать пар для движения повозки переняли многие изобретатели. Первым создателем работоспособного парового автомобиля стал Николя-Жозеф Кюньо (Nicolas-Joseph Cugnot). В 1769 году он сконструировал тягач артиллерийских орудий. Машина приводилась в движение паровым двигателем мощностью 2 л.с. При максимальной нагрузке в 2,5 тонны автомобиль мог двигаться со скоростью 4 км/ч. Но у изобретения Кюньо был серьезный недостаток: каждые 15 минут воду в котле нужно было доводить до кипения, а запаса пара хватало на прохождение только 250 метров. Поэтому предложенная им конструкция не нашла практического применения.

Тягач артиллерийских орудий Кюньо, 1769 год

Однако изобретатели продолжали работать над совершенствованием паровых двигателей для автомобилей. В Великобритании их разработкой занимались Уильям Мэрдок (William Murdoch) и Ричард Тревитик (Richard Trevithick). В 1784 и 1801 годах соответственно они представили свои паровые кареты.

Многие английские конструкторы преуспели в строительстве самоходных многоместных экипажей. Но эра паровых повозок в Великобритании была недолгой. Железнодорожники испугались конкуренции и поспособствовали принятию парламентом закона, значительно усложнявшего жизнь производителей и владельцев первых автомобилей. Ситуация изменилась только в 1896 году, когда мир покорили возможности двигателей внутреннего сгорания.

Английский паровой автобус, 1829 год

Не остались в стороне и русские изобретатели. В 1791 году Иван Кулибин закончил работу над «самокатной повозкой». Она имела три колеса и приводилась в движение нажатием на специальные педали. Конструкция Кулибина имеет больше общего с веломобилями, нежели с автомобилями. Однако русский изобретатель использовал в своей «самокатной повозке» конструкторские решения, без которых невозможно представить современный автомобиль: маховик, тормоз, коробку передач и подшипники.

Автомобиль Кулибина не нашел применения, так как государственные деятели не увидели в нем потенциала для дальнейших разработок и массового производства. А паровые автомобили появились в России гораздо позже, чем в Европе и США. В 1830 году в Петербурге К. Янкевич с двумя механиками разработал проект парового самохода - «быстроката», но он так и не был построен. И только 30 лет спустя Амос Черепанов изобрел паровой самоход-тягач.

«Самокатная повозка» Ивана Кулибина, 1791 год

Паровые двигатели плохо прижились на автомобилях. Они были не надежны и опасны, имели большие размеры. Поэтому конструкторы искали другие источники энергии. Удивительно, но идея использовать электричество для движения автомобилей принадлежала тоже служителю Бога. В 1828 году бенедиктинец Аньош Иштван Йедлик (Ányos István Jedlik) изобрел первый электромотор и поставил его на миниатюрную модель автомобиля.

Идею подхватили другие конструкторы. Первые работоспособные электромобили были собраны в 30-40-х годах XIX века. Первопроходцами можно считать британца Роберта Андерсона (Robert Anderson), шотландца Роберта Дэвидсона (Robert Davidson) и американца Томаса Девенпорта (Thomas Davenport). Их изобретения не могли похвастаться надежностью и высокой скоростью передвижения. Но со временем конструкция электромобилей совершенствовалась, а их производство увеличивалось. В 1899 году был поставлен рекорд – автомобиль с электродвигателем развил скорость 100 км/ч.

Электромобиль Томаса Паркера (Thomas Parker), 1884 год

В начале XX века электромобили составили серьезную конкуренцию новичкам с двигателями внутреннего сгорания. В этот период в США их выпускали в несколько раз больше, чем автомобилей с бензиновыми двигателями. Особенно отличилась компания Detroit Electric, которая с 1907 по 1942 год производила электромобили, пользующиеся большой популярностью у американцев. В военный период разработка и производство автомобилей с электродвигателями практически прекратились. Конструкторы и предположить не могли, что быстро набирающие популярность автомобили с двигателями внутреннего сгорания через сто лет снова будут бороться за место под солнцем с электромобилями.

Электромобиль Detroit Electric, 1916 год

Во второй половине XIX века произошло самое важное событие для автомобилестроения: был изобретен двигатель внутреннего сгорания. Первую попытку его создания предпринял французский конструктор Филипп Лебон (Philippe Lebon). В 1801 году он изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе. К сожалению, работе над ним не было суждено продолжиться, так как через 3 года после создания опытного образца Лебон погиб.

Вслед за ним разработкой двигателей внутреннего сгорания занимались бельгийский механик Жан Этьен Ленуар (Jean Étienne Lenoir) и немецкий изобретатель Август Отто (August Otto). Особого успеха добился последний. Его двигатели хоть и не имели электрической свечи зажигания, как у Ленуара, но были производительнее и в пять раз экономичнее. Поэтому изобретение француза уступило первенство конструкции Отто. Эти первые серийные двигатели внутреннего сгорания в качестве топлива использовали газ. Конструкторы сразу оценили преимущества размеров и стали устанавливать их на автомобили. Первая машина с двигателем Ленуара была испытана в 1860 году.

Автомобиль Ленуара, 1860 год

Изобретатели не останавливались на достигнутом и продолжали поиски лучшего горючего для своих двигателей. Около 1870 года австрийский изобретатель Зигфрид Маркус (Siegfried Marcus) поместил жидкостный двигатель на телегу, которая получила название «первая машина Маркуса». Позже изобретатель создал свой второй прототип. «Вторая машина Маркуса» имела более сложную конструкцию. В 1872 году американский инженер-механик Джордж Брайтон (George Brayton) создал прототип двигателя, который работал на керосине. Позже он решил использовать в качестве топлива бензин. Но конструктор столкнулся с проблемами, решение которых опередило изобретение немецких инженеров.

«Вторая машина Маркуса»

Считается, что первый работоспособный бензиновый двигатель внутреннего сгорания был создан в 1885 году немецким инженером Готлибом Даймлером (Gottlieb Daimler). Он был испытан на первом в мире мотоцикле , а позже установлен на экипаж. Создателем первого серийного автомобиля с бензиновым двигателем признан Карл Бенц (Karl Benz). Но это уже совсем другая история…

Статья опубликована 21.06.2014 17:05 Последняя правка произведена 21.06.2014 17:07 Самобеглая коляска Кулибина и Л. Шамшуренкова
(1752г, 1791г)

Человечество уже давно мечтало создать подобие самоходных колясок, которые способны передвигаться без тягловых животных. Это отчетливо видно в различных былинах, сказаниях и сказках. На улице май 1752 год. В Петербурге царило праздничное настроение, воздух пронизан тонкими ароматами весны, прячущееся солнце посылало последние лучи. Летний сад был заполнен людьми. По мостовым разъезжали нарядные коляски, и вдруг среди всех экипажей появляется один странный. Он шел без лошадей, тихо и без шума, обгоняя другие кареты. Народ был сильно удивлен. Только потом стало известно, что сие диковинное изобретение это -«самобеглая коляска », постро­енная русским крепостным крестьянином Нижегородской гу­бернии Леонтием Шамшуренковым.

Превью - увеличение по клику.

Так же, уже через год, Шамшуренков написал о том, что может сделать самоходные сани и счетчик до тысячь верст с колокольчиком, звенящим через каждый пройденный километр. Таким образом еще за 150 лет до появления первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, в крепостной Руси появился прототип современного спидометра и автомобиля.

И. П. Кулибин составил проект в 1784 г., а в 1791 г. построил свою «самокатку». В ней впервые для обеспечения равномерности хода были применены подшипники качения и маховик. Используя энергию вращающегося маховика, храповый механизм, в приводе от педалей, позволял коляске двигаться свободным ходом. Самый интересный элемент кулибинской "самоходки" был механизм для смены передач, являющийся неотъемлемой частью трансмиссии всех автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.