Эпоха пара в истории автомобилестроения

Из нашего короткого рассказа видна связь между деталями и механизмами экипажей, самокаток, велосипедов. Но, достигнув известного совершенства, велосипед, например, стал развиваться самостоятельно.

Другой пример: во второй половине XVIII века паровую машину одновременно попытались установить на безрельсовую повозку, применить на рельсовом и водном транспорте; некоторое время паровые автомобили развивались параллельно с локомотивами, потом — с бензиновыми автомобилями, конкурируя и вместе с тем помогая друг другу.

Первый паровой автомобиль – телега Кюньо

Первым практически действовавшим паровым автомобилем считается «паровая телега» француза Никола-Жозефа Кюньо (1715—1804). Он хотел создать мощную тяговую силу для артиллерийских орудий и перевозки снарядов.

Телегу изготовили в 1769 г. в мастерских парижского арсенала, где привыкли к очень прочным и потому тяжелым повозкам с толстыми листами железа, медными втулками, дубовыми брусьями, крупными болтами и заклепками. Материалы и орудия производства наложили свой отпечаток на конструкцию телеги: она весила целую тонну, столько же пришлось на воду и топливо, еще столько же на долю самой паровой машины.

Платформа для грузов крепилась к дубовой раме телеги. Рама опиралась на заднюю ось с колесами артиллерийского типа. Единственное, как и у самокатки Кулибина, переднее колесо с шипами для лучшего сцепления с дорогой могло поворачиваться на подрамнике-вилке и шкворне. С управлением телегой еле справлялись два человека. Перевозя до 3 т груза, телега передвигалась со скоростью пешехода — 2—4 км/ч.

Кюньо обратился опять-таки к экипажной практике: лошадь находится впереди экипажа и тянет его за переднюю ось, значит, и машину следует поставить вперед и осуществить передачу на переднее колесо. Но тут трудность: шток паровой машины перемещается в плоскости, параллельной плоскости колеса. Если закрепить двигатель на платформе телеги, то ось колеса нельзя будет поворачивать. И Кюньо смонтировал всю паровую машину на колесе, тогда машина стала отклоняться на вилке влево или вправо вместе с колесом. Котел, как горшок на ухвате, висит впереди телеги.

Две лошадиные силы, которые развивала машина, давались нелегко. Несмотря на большой объем котла, давление пара быстро падало. Чтобы поддерживать давление, через каждые четверть часа приходилось останавливаться и разжигать топку. Эта процедура отнимала столько же времени, сколько перед этим длилась поездка.

Однажды, совершая испытательную поездку, Кюньо и кочегар не справились с управлением. Телега сделала слишком крутой поворот. Котел упал с «ухвата» и взорвался, как писали тогдашние газеты, «с грохотом на весь Париж». Кюньо построил еще одну телегу, но она, как и первая, не нашла практического применения. Однако все увидели, что механическая повозка — не фантазия.

К счастью, телегу Кюньо не постигла участь многих подобных технических новинок, она не сгнила и не заржавела на свалке. Телегу сдали в учрежденное в 1794 году «хранилище машин, инструментов, моделей, рисунков, описаний и книг по всем видам искусств и ремесел» как очередную механическую диковину. Позднее она станет «гвоздем» музея, а ее изображение — эмблемой французского общества автомобильных инженеров. На родине Кюньо, в Лотарингии, ему поставят памятник. Двухсотлетие «телеги» торжественно отмечено в 1969 году.

Развитие безрельсового парового транспорта

В начале XIX века возникли и получили развитие железные дороги. Но они не могли проникнуть повсюду. Им помогал гужевой транспорт. Поэтому появилось множество конструкций безрельсовых паровых повозок, больше всего в Англии, где паровые машины, так же как и ткацкие станки, были основой промышленного переворота.

Мощность экипажных паровых машин уже увеличили в 8—10 раз по сравнению с машиной Кюньо, уменьшили их размеры и расход топлива. Машину располагали, как правило, сзади повозки. Шток, передающий движения поршня храповику на оси колес, заменили качающимся шатуном. Сложился так называемый кривошипный механизм, почти полностью перешедший впоследствии на автомобильный двигатель.

Однако развитие безрельсового парового транспорта в отличие от железнодорожного шло далеко не гладко. То некий пастор заподозрил изобретателя Уильяма Мердока в общении с нечистой силой, и Мердок оставил опыты с повозкой. То изобретатель паровой машины Джемс Уатт обвинил своего бывшего сотрудника Ричарда Тревисика в краже идей фирмы «Болтон и Уатт» и пытался провести в парламенте закон о запрещении «опасных» паровых экипажей… К счастью, старания Уатта не увенчались успехом. Но Тревисик все же вынужден был прекратить работу над повозкой по другой причине: дороги, даже в окрестностях Лондона, были таковы, что приходилось расчищать трассу для повозки — убирать огромные камни, поваленные деревья. Расходы по работам с повозкой разорили Тревисика, и он умер в нищете. Только в 20— 30-х годах XIX века, после некоторого улучшения дорог, паровые повозки вновь появились.

АВТОМОБИЛЮ С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПРЕДШЕСТВОВАЛИ ПАРОВЫЕ ПОВОЗКИ; НА НИХ ОПРОБОВАНЫ АГРЕГАТЫ БУДУЩЕГО АВТОМОБИЛЯ, КРОМЕ ДВИГАТЕЛЯ. ИЗ-ЗА ГРОМОЗДКОСТИ ПАРОВОЙ МАШИНЫ ЕЕ ПРИМЕНЯЛИ В ОСНОВНОМ ЛИШЬ НА ОМНИБУСАХ И ГРУЗОВЫХ ПОВОЗКАХ, НЕСМОТРЯ НА ОТДЕЛЬНЫЕ УСПЕХИ ПАРОВИКОВ В ПРОБЕГАХ (ДЕ-ДИОН) И ДАЖЕ В УСТАНОВЛЕНИИ РЕКОРДОВ СКОРОСТИ (СЕРПОЛЛЕ. СТЕНЛИ)

Четыре «паровика» Голдсуорси Гэрнея совершали регулярные рейсы и наездили в 1831 году 6 тыс. км (напомним, что это примерно в 7 раз меньше годового пробега четырех конных дилижансов). Более успешно организовал движение паровых дилижансов Уолтер Хэнкок. Правда, рейс длиной 120 км длился около 12 ч, из которых ходовых было только 7—8 ч. Остальное время уходило на заправку водой. Потом догадались прицепить к дилижансу тендер с водой и коксом. Хэнкок использовал высокое давление пара в котле и применил цепную передачу от коленчатого вала машины к колесам. Девять 15-местных повозок Хэнкока совершили около 700 рейсов и наездили 7 тыс. км со скоростью до 30 км/ч.

Война за влияние на дорогах

После того как паровые дилижансы начали понемногу справляться с дорогой, возникло новое препятствие. Их владельцам приходилось платить пошлины в 8—9 раз большие, чем платили за конный дилижанс: и за число мест в дилижансе, и за мощность машины, и за число колес. А колес было много из-за того, что тогда еще не нашли хорошего способа управления повозкой и снабжали ее «гайдом» — поворотной двухколесной тележкой, выдвинутой вперед на длинном дышле. Повозка становилась шестиколесной; к ней нередко прицепляли два-три вагончика, и число колес еще возрастало.

Владельцы конного почтового транспорта, для которых паровые автомобили были опасными соперниками, убедили парламент в том, что тяжелые машины портят дороги. Налог на паровые дилижансы был еще увеличен. Но этого оказалось недостаточно, чтобы уничтожить их. Тогда подкупили журналистов, чтобы они поносили паровой транспорт. Заметки о пустяковых происшествиях с паровыми дилижансами раздувались в погромные статьи. Атака возымела действие, тем более что она совпала с идеями луддитов (разрушителей машин), которые считали, что в бедствиях английского пролетариата виновна техника. Жители провинции, подстрекаемые врагами автомобиля, заваливали дороги бревнами и рухлядью, забрасывали пассажиров камнями. Путешествие на паровом дилижансе становилось опасным. Последовал еще один удар: извозопромышленники добились издания «Закона о дорожных локомотивах», который приравнивал скорость — главное преимущество паровых дилижансов — к конным 16 км/ч. Но и этот удар не был для паровиков смертельным. И вот в 1865 году, когда железные дороги уже покрыли всю Англию, их владельцы совместно с извозопромышленниками настояли на дополнениях к «Закону»: дорожные локомотивы должны передвигаться со скоростью 6,5 км/ч на загородных дорогах и еще вдвое медленнее в населенных пунктах, перед локомотивом должен идти человек с флажком, чтобы предупреждать прохожих и проезжих о приближающейся опасности, помогать встречным возницам в усмирении испуганных лошадей; кроме машиниста, на локомотиве должен находиться кочегар. Закон был смягчен только в 1878 году и отменен в 1896-м, когда на Европейском континенте уже ездили сотни бензиновых автомобилей.

Так в Англии был уничтожен зародившийся вид транспорта — паровые дилижансы. А паровозы беспрепятственно, с выгодой для их владельцев, катились по рельсам; к тому же и паровозы, и вагоны, и рельсы принадлежали одному владельцу.

Паромобили Франции

На какое-то время паровые автомобили возродились во Франции. Их двигатели уже были оснащены керосиновыми горелками вместо угольных топок, не нуждались в тяжелом запасе угля и долгом разогреве, стали более легкими и мощными. Леон Серполле (1858—1907) заменил котел длинной многократно изогнутой трубой — змеевиком. Запас воды мог быть уменьшен, змеевик быстро разогревался, непрерывно образовывалось необходимое для работы машины количество пара (без его скопления, которое иногда приводило к взрывам котлов). На паровых повозках начали применять эластичные шины, рулевую «трапецию», механизм для вращения колес одной оси с различными оборотами — дифференциал, цепной и даже карданный привод от паровой машины к ведущим колесам. Карданный привод состоял из вала с шарнирами на концах. Один конец был соединен с валом паровой машины, другой — с шестернями главной передачи задней оси. Шарниры обеспечивали передачу вращения от закрепленной на раме паровой машины к оси, колеблющейся на рессорах (карданный шарнир, названный по имени его изобретателя итальянца Джероламо Кардано (XVI век), заимствован им от устройства для установки компаса на кораблях: корабль качается на волнах, а компас остается в одном — горизонтальном — положении).

1 – ПАРОВАЯ МАШИНА; 2 – ВАЛ; 3 – ГЛАВНАЯ ПЕРЕДАЧА; 4 – ЦЕПЬ; 5 – КОТЕЛ И ТОПКА; 6 – БАК ДЛЯ ВОДЫ; 7 – РУЛЕВАЯ ТРАПЕЦИЯ; 8 – ТОРМОЗ

Все описанные выше механизмы находим в конструкциях Амедея Болле (1844—1917) и его старшего сына, тоже Амедея. Мужчины семьи Болле из поколения в поколение занимались литьем колоколов. Это ремесло привело пытливого Болле-отца к изучению технологии металлов, а затем и устройству различных машин. В XIX веке наиболее действенной технической школой служили Всемирные выставки в Париже. На выставке 1867 года двадцатидвухлетнего А. Болле поразили велосипеды и паровые омнибусы. У него зародилась идея создать паровую повозку личного пользования, которая «предоставила бы удобства велосипеда людям пожилым и далеким от спорта». Причем создать не паровоз без рельсов и не конный экипаж с приспособленной к нему паровой машиной, а принципиально новое транспортное средство.

Франко-прусская война отодвинула реализацию замысла, но в 1875 году «Послушная» — первое паровое детище Болле — была продемонстрирована в Париже. Имея общую массу 5 т, она расходовала 2,5 кг угля и 14 л воды на 1 км пробега, развивала скорость до 25 км/ч — показатели в 1,5—2 раза лучшие, чем у английских паровых омнибусов. «Послушная» восхищала посетителей выставки, но и отпугивала их своей необычной внешностью — отсутствием крыльев над колесами.

Болле продолжал совершенствовать конструкцию, придал повозке более традиционный вид. Его модель 80-х годов («Новая») имела еще более высокие показатели: масса 3,5 т, расход угля 1,5 кг и воды 7 л на километр, скорость 38 км/ч. «Новая» уже могла состязаться с только что появившимися бензиновыми автомобилями. Если не принимать во внимание паровой двигатель, то повозки Болле гораздо больше похожи по своей компоновке на будущий «классический» автомобиль, чем первые бензиновые «безлошадные экипажи», официально считающиеся автомобилями. В повозках Болле предвосхищены даже такие конструктивные элементы, как независимая подвеска колес и металлический кузов, получившие распространение на автомобилях лишь в 30-х годах XX века. Обоих Болле отличает постоянство — они до конца своих дней остались верны и паровому автомобилю, и… литью колоколов.

Управление паровым автомобилем

Все же, несмотря на усовершенствования, паровые автомобили второй половины XIX века оставались весьма неудобными для эксплуатации. Машинисту нужны были почти такие же знания и сноровка, как его коллегам на железной дороге.

Один только старт парового автомобиля требовал большой ловкости и отнимал много времени. Запалив (хорошо если в безветренную погоду) пусковую горелку, нужно было отрегулировать подачу горючего и воздуха; прислушиваться, когда появится жужжание — признак испарения горючего, бульканье кипящей воды и свист пара. Потом следовало проверить давление пара при помощи стеклянной трубки, установленной на кронштейнах сбоку автомобиля. Когда по недосмотру машиниста давление в котле чрезмерно повышалось, трубка лопалась, извергала поток горячей воды; тогда водителю приходилось гасить горелку, ждать, пока машина остынет, вставлять новую трубку, доливать в котел воды и возобновлять церемонию зажигания. Между прочим, первое зеркало заднего вида появилось на американском паровом автомобиле марки «Локомобиль» для наблюдения не за дорогой, а за трубкой (!).

В пути машинист должен был следить за уровнем воды в котле, добавлять воду перед подъемами, а при спусках, пока машина работала вхолостую, накапливать пар, подкачивать велосипедным насосом воздух и топливо к горелке. Опасаясь пожара, автомобилисты присоединяли к котлу шланг, при необходимости служивший брандспойтом. Через каждые 30— 40 км нужно было заправлять котел, смазывать кривошипный механизм и другие части, время от времени удалять накипь, чистить горелку.

Заканчивая поездку, нельзя было просто поставить машину в гараж, заглушить двигатель и уйти домой. Машинист задувал главную горелку, выпускал часть воды из котла и снова заполнял его. Пусковую горелку оставляли горящей до утра, чтобы не мучиться снова с зажиганием.

Паровая машина была недостаточно надежна и практически недоступна для массового потребителя, но все же она сыграла важную роль в развитии автомобильной техники. Была доказана сама возможность механического передвижения, опробованы и усовершенствованы механизмы будущего автомобиля. От паровых автомобилей осталось и слово «шофер» (его раньше писали через два «ф»), что по-французски означает «кочегар». И хотя давно нет на автомобиле котла и топки, водителя и по сей день называют шофером.

К началу «автомобильного века» процветал железнодорожный транспорт, а механизированный безрельсовый отсутствовал. И это в обстановке, когда в кругах промышленников, коммерсантов, крупных землевладельцев, врачей, адвокатов личный транспорт приобретал все большее значение. Им приходилось довольствоваться все той же легкой конной коляской, а людям профессий «помельче» — «новорожденным» велосипедом. Тем самым еще до изобретения практически пригодного автомобиля определилось деление безрельсового транспорта на общественный и личный; если для первого еще годился паровой автомобиль, то для второго не было достойной замены конного экипажа, не существовало легкого, мощного, простой в обращении и всегда готового к действию двигателя.

История создания паровой машины и ее применение

Изобретение паровых машин стало переломным моментом в истории человечества. Где-то на рубеже XVII-XVIII веков началась замена малоэффективного ручного труда, водяных колес и ветряных мельниц на совершенно новые и уникальные механизмы – паровые двигатели. Именно благодаря им стали возможны техническая и промышленная революции, да и весь прогресс человечества.

Еще до нашей эры

История создания паровой машины начинается еще в первых столетиях до нашей эры. Герон Александрийский описал механизм, который начинал работать только тогда, когда на него воздействовал пар. Устройство представляло собой шар, на котором были закреплены сопла. Из сопел по касательной выходил пар, тем самым заставляя двигатель вращаться. Это было первое устройство, которое работало на пару.

Создатель паровой машины (а точнее, турбины) – Таги-аль-Диноме (арабский философ, инженер и астроном). Его изобретение стало широко известно в Египте в XVI веке. Механизм был устроен следующим образом: потоки пара направляли прямо на механизм с лопастями, и когда дым валил – лопасти вращались. Нечто подобное в 1629 году предлагал и итальянский инженер Джованни Бранка. Главным недостатком всех этих изобретений был слишком большой расход пара, что в свою очередь требовало огромных затрат энергии и не было целесообразно. Разработки были приостановлены, так как тогдашних научных и технических знаний человечества было недостаточно. Кроме того, надобность в таких изобретениях напрочь отсутствовала.

Разработки

До XVII века создание паровой машины было невозможно. Но как только планка уровня развития человечества взлетела, тут же появились и первые экземпляры и изобретения. Хотя серьезно их никто на тот момент не воспринял. Так, например, в 1663 году английский ученый опубликовал в прессе проект своего изобретения, которое он установил в замке Реглан. Его устройство служило для того, чтобы поднимать воду на стены башен. Однако, как и все новое и неизведанное, данный проект был принят с сомнением, и спонсоров для его дальнейших разработок не нашлось.

Неудавшаяся попытка Папена

Пароатмосферная машина, далекая в то время от совершенства, привлекла особое внимание в судостроительной области. Д. Папен свои последние сбережения потратил на приобретение небольшого судна, на котором занялся установкой водоподъемной пароатмосферной машины собственного производства. Механизм действия заключался в том, чтобы, падая с высоты, вода начинала вращать колеса.

Свои испытания изобретатель проводил в 1707 году на реке Фульде. Много народу собралось, чтобы посмотреть на чудо: двигающееся по реке судно без парусов и весел. Однако во время испытаний произошла катастрофа: взорвался двигатель и погибли несколько человек. Власти разозлились на неудачливого изобретателя и запретили ему какие-либо работы и проекты. Судно конфисковали и разрушили, а через несколько лет скончался и сам Папен.

Ошибка

У парохода Папена был следующий принцип работы. На дно цилиндра необходимо было залить небольшое количество воды. Под самим цилиндром располагалась жаровня, которая служила для нагревания жидкости. Когда вода начинала кипеть, образующийся пар, расширяясь, поднимал поршень. Из пространства над поршнем через специально оборудованный клапан выталкивался воздух. После того как вода закипала и начинал валить пар, необходимо было убрать жаровню, закрыть клапан, чтобы удалить воздух, и при помощи прохладной воды охладить стенки цилиндра. Благодаря таким действиям пар, находившийся в цилиндре, конденсировался, под поршнем образовывалось разрежение, и благодаря силе атмосферного давления поршень вновь возвращался на свое первоначальное место. Во время его движения вниз и совершалась полезная работа. Однако КПД паровой машины Папена был отрицательным. Двигатель парохода был крайне неэкономичен. А главное, он был слишком сложным и неудобным в эксплуатации. Поэтому изобретение Папена не имело будущего уже с самого начала.

Последователи

Однако история создания паровой машины на этом не закончилась. Следующим, уже гораздо более удачливым, чем Папен, оказался английский ученый Томас Ньюкомен. Он долго изучал работы своих предшественников, делая упор на слабые места. И взяв самое лучшее из их работ, создал в 1712 году свой аппарат. Новая паровая машина (фото представлено) была сконструирована следующим образом: использовались цилиндр, находившийся в вертикальном положении, а также поршень. Это Ньюкомен взял из работ Папена. Однако пар образовывался уже в другом котле. Вокруг поршня закреплялась цельная кожа, что значительно повышало герметичность внутри парового цилиндра. Данная машина также была пароатмосферной (вода поднималась из шахты при помощи атмосферного давления). Главными минусами изобретения были его громоздкость и неэкономичность: машина «съедала» огромное количество угля. Однако пользы она приносила значительно больше, чем изобретение Папена. Поэтому ее почти пятьдесят лет применяли в подземельях и шахтах. Ее использовали для откачивания грунтовых вод, а также для осушки кораблей. Томас Ньюкомен пытался преобразовать свою машину так, чтобы была возможность применять ее для движения транспорта. Однако все его попытки не увенчались успехом.

Следующим ученым, заявившим о себе, стал Д. Хулл из Англии. В 1736 году он представил миру свое изобретение: пароатмосферную машину, у которой в качестве движителя были лопастные колеса. Его разработка оказал более удачной, чем у Папена. Сразу же было выпущено несколько таких суден. В основном они использовались для того, чтобы буксировать баржи, корабли и другие суда. Однако надежность пароатмосферной машины не вызывала доверия, и суда оборудовали парусами как основным движителем.

И хотя Хуллу повезло больше, чем Папену, его изобретения постепенно потеряли актуальность, и от них отказались. Все-таки у пароатмосферных машин того времени было множество специфических недостатков.

История создания паровой машины в России

Следующий прорыв случился в Российской Империи. В 1766 году на металлургическом заводе в Барнауле была создана первая паровая машина, которая подавала в плавильные печи воздух при помощи специальных воздуходувных мехов. Создателем ее стал Иван Иванович Ползунов, которому за заслуги перед родиной даже дали офицерское звание. Изобретатель представил своему начальству чертежи и планы «огненной машины», способной приводить в действие воздуходувные мехи.

Однако судьба сыграла с Ползуновым злую шутку: через семь лет после того, как его проект был принят, а машина собрана, он заболел и умер от чахотки — всего за неделю до того, как начались испытания его двигателя. Однако его инструкций оказалось достаточно, чтобы завести двигатель.

Итак, 7 августа 1766 года паровая машина Ползунова была запущена и поставлена под нагрузку. Однако уже в ноябре того же года она сломалась. Причиной оказались слишком тонкие стенки котла, не предназначенного для нагрузки. Причем изобретатель в своих инструкциях писал, что этот котел можно использовать только во время испытаний. Изготовление нового котла легко бы окупилось, ведь КПД паровой машины Ползунова был положительный. За 1023 часа работы с ее помощью выплавили серебра 14 с лишним пудов!

Но несмотря на это, никто ремонтировать механизм не стал. Паровая машина Ползунова пылилась более 15 лет на складе, пока мир промышленности не стоял на месте и развивался. А потом и вовсе была разобрана на запчасти. Видимо, в тот момент Россия еще не доросла до паровых двигателей.

Требования времени

Между тем жизнь на месте не стояла. И человечество постоянно задумывалось над тем, чтобы создать механизм, позволяющий не зависеть от капризной природы, а самим управлять судьбой. От паруса все хотели отказаться как можно быстрее. Поэтому вопрос о создании парового механизма постоянно висел в воздухе. В 1753 году в Париже был выдвинут конкурс среди мастеров, ученых и изобретателей. Академия наук объявила награду тому, кто сможет создать механизм, способный заменить силу ветра. Но несмотря на то что в конкурсе участвовали такие умы, как Л. Эйлер, Д. Бернулли, Кантон де Лакруа и другие, дельного предложения не вынес никто.

Годы шли. И промышленная революция накрывала все больше и больше стран. Первенство и лидерство среди других держав доставалось неизменно Англии. К концу восемнадцатого века именно Великобритания стала создательницей крупной промышленности, благодаря чему завоевала титул всемирной монополистки в данной отрасли. Вопрос о механическом двигателе с каждым днем становился все более актуальным. И такой двигатель был создан.

Первая паровая машина в мире

1784 год стал для Англии и для всего мира переломным моментом в промышленной революции. И человеком, ответственным за это, стал английский механик Джеймс Уатт. Паровая машина, которую он создал, стала самым громким открытием века.

Джеймс Уатт на протяжении нескольких лет изучал чертежи, строение и принципы работы пароатмосферных машин. И на основании всего этого он сделал вывод, что для эффективности работы двигателя необходимо сравнять температуры воды в цилиндре и пара, который попадает в механизм. Главный минус пароатмосферных машин заключался в постоянной необходимости охлаждения цилиндра водой. Это было расходно и неудобно.

Новая паровая машина была сконструирована иным образом. Так, цилиндр заключался в специальную рубашку из пара. Таким образом Уатт добился его постоянного нагретого состояния. Изобретатель создал специальный сосуд, погруженный в холодную воду (конденсатор). К нему трубой присоединялся цилиндр. Когда пар отрабатывался в цилиндре, то через трубу попадал в конденсатор и там превращался обратно в воду. Работая над усовершенствованием своей машины, Уатт создал разрежение в конденсаторе. Таким образом, весь пар, попадавший из цилиндра, конденсировался в нем. Благодаря этому нововведению очень сильно увеличивался процесс расширения пара, что в свою очередь позволяло извлекать из того же количества пара намного больше энергии. Это был венец успеха.

«Шарлотта Дандас»

После того как весь мир был поражен изобретением Джеймса Уатта, началось широкое применение паровых машин. Так, в 1802 году в Англии появился первый корабль на пару – катер «Шарлотта Дандас». Его создателем считается Уильям Саймингтон. Катер применялся в качестве буксировки барж по каналу. Роль движителя на судне играло гребное колесо, установленное на корме. Катер с первого раза успешно прошел испытания: отбуксировал две огромные баржи на 18 миль за шесть часов. При этом ему сильно мешал встречный ветер. Но он справился.

И все-таки его поставили на прикол, потому что опасались, что из-за сильных волн, которые создавались под гребным колесом, берега канала будут размыты. Кстати, на испытаниях «Шарлотты» присутствовал человек, которого весь мир сегодня считает создателем первого парохода.

Первый пароход в мире

Английский судостроитель Роберт Фултон с юношеских лет мечтал о судне с паровым двигателем. И вот его мечта стала осуществима. Ведь изобретение паровых машин стало новым толчком в судостроительстве. Вместе с посланником из Америки Р. Ливингстоном, который взял на себя материальную сторону вопроса, Фултон занялся проектом корабля с паровой машиной. Это было сложное изобретение, основанное на идее весельного движителя. По бортам судна тянулись в ряд плицы, имитирующие множество весел. При этом плицы то и дело мешали друг другу и ломались. Сегодня можно с легкостью сказать, что тот же эффект мог быть достигнут всего при трех-четырех плицах. Но с позиции науки и техники того времени это увидеть было нереально. Поэтому судостроителям приходилось намного сложнее.

В 1803 году изобретение Фултона было представлено всему миру. Пароход медленно и ровно шел по Сене, поражая умы и воображение многих ученых и деятелей Парижа. Однако правительство Наполеона отвергло проект, и раздосадованные судостроители вынуждены были искать счастья в Америке.

И вот в августе 1807 года первый в мире пароход под названием «Клермонт», в котором была задействована мощнейшая паровая машина (фото представлено), пошел по Гудзонскому заливу. Многие тогда просто не верили в успех.

В свой первый рейс «Клермонт» отправился без грузов и без пассажиров. Никто не хотел отправляться в путешествие на борту огнедышащего судна. Но уже на обратном пути появился первый пассажир – местный фермер, заплативший шесть долларов за билет. Он стал первым пассажиром в истории пароходства. Фултон был так сильно растроган, что предоставил смельчаку пожизненный бесплатный проезд на всех своих изобретениях.

Когда в англии появились первые автомобили с паровым двигателем

Автомобили с паровым двигателем

Паровой двигатель был первым типом двигателя, который нашёл своё применение в технике. Не удивительно, что и среди автомобилей первыми были именно автомобили с паровым двигателем. И появились они очень давно, более, чем за 100 лет до привычных нам автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Итак, какова же история паровых автомобилей?

Первый паровой автомобиль

Самый первый паровой автомобиль появился ещё в 1769 г. во Франции, и построил его француз Никола Жозеф Кюньо. Кюньо был военным инженером, служил в австрийской и французской армиях, и уже был известен как автор нескольких военных изобретений и книг по военно-инженерному делу. В какой-то момент ему пришла в голову мысль построить повозку, движимую силой пара, которая могла бы перевозить тяжёлые грузы и транспортировать артиллерийские орудия. Свой проект он представил французскому генералу Грибовалю и военному министру Шуазелю, с которыми уже был знаком ранее. На постройку машины были выделены деньги, и в конце 1769 г. прототип (т. н. малая телега Кюньо) прошёл первые испытания.

Телега была трёхколёсной — два колеса сзади и одно спереди. Причём весь двигательный механизм, включая 2 цилиндра и котёл Кюньо приделал прямо к переднему колесу. Первая модель не имела топки, костёр разводили прямо под котлом, а запаса пара хватало примерно на 12 минут движения. Скорость же телеги составила примерно 4 км/ч. Но даже такой результат впечатлил военных, и Кюньо начал строить усовершенствованную телегу. В ней котёл уже имел собственную топку.

В 1770 г. прошли испытания усовершенствованной модели. Она смогла развить скорость около 6 км/ч, перевозя при этом груз в 2,5 тонны. Но, к сожалению, испытания закончились аварией. Из-за огромного веса конструкции, прикреплённой к переднему колесу, управлять машиной было очень тяжело, и она врезалась в кирпичную стену Арсенала, разрушив её.

Кюньо планировал восстановить и усовершенствовать машину, но его покровители Грибоваль и Шуазель потеряли посты, и финансирование прекратилось. Телега осталась в мастерских Арсенала, откуда после французской революции перекочевала в музей искусств и ремёсел, где и хранится по сей день. Сам же изобретатель в 1789 г. покинул Францию и доживал свои дни в нищете в Брюселле.

Видео — первый в мире паровой автомобиль Кюньо (реконструкция):

Видео — первая в мире автомобильная авария, в которой телега Кюньо врезается в стену (реконструкция):

Дальнейшая история паровых автомобилей

Первые паровые двигатели появились ещё в 17 веке, но они были весьма несовершенны. В 1782 г. английский изобретатель Джеймс Уатт разработал конструкцию паровой машины двойного действия, в которой энергия пара эффективно преобразовывалась во вращательное движение. Изобретение Уатта открыло путь для широкого внедрения паровых машин. Правда, сам Уатт не видел перспективы в том, чтобы использовать свой двигатель для постройки автомобилей. И когда его помощник Уильям Мёрдок в 1784 г. предложил проект парового автомобиля, Уатт отговаривал того от попыток реализации. Мёрдок всё же построил небольшую модель своей повозки, но до полноценного парового автомобиля так и не дошёл.

Паровая повозка Мёрдока

Но идеи Мёрдока вдохновили другого англичанина, Ричарда Тревитика. Этот изобретатель немало сделал для развития паровых машин. В частности, он усовершенствовал паровой двигатель так, чтобы тот работал при высоком давлении пара, развивая большую мощность. А ещё Тревитик построил первый паровоз, а также несколько паровых автомобилей.

В 1801 г. Тревитик построил свой первый паровой автомобиль, который стал известен под названием «Puffing Devil» (т. е. Пыхтящий дьявол). «Пыхтящий дьявол» успешно прошёл испытания, сумев перевезти 6 пассажиров по улицам города Кэмборн. Правда, долго ездить ему не пришлось — вскоре испытатели пошли пообедать в трактир, бросив машину с непогашенной топкой. Вода выкипела, и «пыхтящий дьявол» сгорел.

«Puffing Devil» (реконструкция)

Видео — паровой автомобиль «Пыхтящий дьявол» Тревитика (реконструкция):

В 1803 г. Тревитик построил ещё один паровой автомобиль — паровую карету, которая имела огромные колёса (более 2 м. в диаметре), могла перевозить до 8 пассажиров и развивала скорость до 14 км/ч.

Паровая карета Тревитика (реконструкция)

Видео — паровая карета Тревитика (реконструкция):

Паровая карета успешно прошла первые испытания, но, к сожалению, вскоре и её постигла неудача. Тревитик не справился с управлением и врезался в дом, после чего карета была разобрана.

Впоследствии Тревитик построил немало паровых двигателей и паровозов, но современники не оценили талантливого изобретателя, и он, как и Кюньо, умер в нищете.

В 1825 г. в Англии была открыта первая железная дорога, перевозившая пассажиров. А в конце 20-х -начале 30-х годов 19 в. в Англии появились паровые дилижансы, перевозившие пассажиров по обычным дорогам. Одним из энтузиастов развития парового транспорта в Англии был Голдсуорси Гёрни (англ. Goldsworthy Gurney). Его фирма построила несколько паровых дилижансов, которые с 1829 по 1831 г. возили пассажиров по регулярным маршрутам. Эти дилижансы развивали скорость до 32 км/ч, двигаясь даже с учётом всех остановок для заправки водой и углём заметно быстрее, чем конные экипажи.

Паровой дилижанс Гёрни (модель)

Ещё одним известным предприятием, возившим пассажиров на паровых омнибусах, была фирма Уолтера Хэнкока. Он разработал машины собственной конструкции, которые были больше похожи уже не на кареты, а на более поздние автобусы. Омнибусы Хэнкока возили пассажиров с 1831 по 1840 г., перевезя, по подсчётам самого Хэнкока, более 12 тыс. пассажиров.

Паровой омнибус «Энтерпрайз» конструкции Хэнкока (реконструкция)

Казалось бы, сограждане должны были поддержать начинания, но не тут-то было! Многие просто боялись паровых дилижансов, опасаясь взрыва парового котла, однажды на дилижанс Гёрни напали луддиты, а владельцы конных дилижансов, а также железных дорог сделали всё, чтобы уничтожить конкурентов. Под их давлением начиная 1831 г. парламент принял целый ряд законов против паровых автомобилей. Сначала были введены драконовские пошлины на их эксплуатацию, затем принудительно ограничили скорость, а апофеозом мракобесия стал закон, по которому в городской черте перед каждым паровым автомобилем должен был идти человек с красным флажком, предупреждая всех об опасности. Из-за этих законов паровые автомобили надолго исчезли с британских дорог.

В других странах прогресс также с трудом пробивал себе дорогу. Например, в России первый паровой автомобиль — «паровой дилижанец» был построен Черепановыми ещё в 1834 г., а в 1835 г. инженер Гурьев предложил проект развития транспорта в России, который предусматривал постройку между городами дорог с твёрдым покрытием и использование на них для перевозки людей и грузов паровых автомобилей. Его рассмотрели на заседании комитета министров, проект получил положительную оценку, но денег Гурьеву дали только на выпуск книги с описанием проекта. В результате регулярное производство паровых автомобилей в России началось лишь в 1870-е.

Тем не менее развитие паровых автомобилей продолжалось. В 1850-х паровая техника стала использоваться для сельскохозяйственных работ. В 1854 г. английский изобретатель Джон Фаулер продемонстрировал паровой плуг для вспашки полей. Также в середине 19 в. получили развитие паровые тягачи, использовавшиеся, в основном, для перевозки тяжёлых грузов. Паровые тягачи применяли англичане во время Крымской войны, после чего подобные тягачи были закуплены и для российской армии.

паровой тягач фирмы «Фаулер» (1873 г.)

Впрочем, иногда такие тягачи использовались и для перевозки пассажиров.

Паровой тягач везёт пассажиров в Шотландии (1871 г.)

Паровой трактор английской фирмы Aveling & Porter 1871 г.

Видео — небольшой паровой тягач 1879 г., дошедший до наших дней:

Впрочем, во второй половине19 в. появился и паровой транспорт для личного пользования.

Например, в 1865 г. американский изобретатель Сильвестр Роулер построил небольшой паровой автомобиль.

Роупер на своём автомобиле

А в 1867 г. он построил первый паровой мотоцикл.

Паровой мотоцикл Роупера

Видео — паровой мотоцикл Роупера (реконструкция):

Впоследствии Роупер сконструировал более совершенную версию парового мотоцикла, которая могла разгоняться до 60 км/ч.

В 1870-е во Франции появляются уже достаточно совершенные паровые автомобили. В 1878 г. французский изобретатель Амадей Болле представляет «La Mancelle» — небольшой автомобиль с местами для водителя и двух пасажиров, который, по задумке, можно было использовать как такси. Машина разгонялась до 42 км/ч, имела задний привод и независимую подвеску. «La Mancelle» стал первым в мире серийным легковым автомобилем — его выпустили в количестве около 50 штук.

Паровые автомобили против автомобилей с ДВС

В 1885 г. появляются автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Но лидерство они захватили далеко не сразу. Более 30 лет шла борьба между автомобилями с ДВС и автомобилями с паровым двигателем. И те, и другие имели свои плюсы и минусы. Причём поначалу минусов у автомобилей с ДВС было даже больше. Ещё не было развитой сети заправочных и ремонтных станций, ранние ДВС имели довольно низкий КПД и малую мощность, заводить их надо было вручную, крутя ручку и т. д. Вообще, если сравнить паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания, то получатся такие преимущества и недостатки.

Плюсы парового двигателя по сравнению с двигателем внутреннего сгорания:

• Давление на поршень можно регулировать подачей пара, поэтому паровой двигатель развивает высокий крутящий момент при малых и даже нулевых оборотах.
• Поэтому ему не нужна коробка передач.
• А также не нужно сцепление.
• На большой высоте (например, в горах) мощность не уменьшается.
• Паровой двигатель производит меньше вредных выбросов, т. к. нет проблемы с неполным сгоранием топлива.
• Также он производит мало шума.
• И более надёжен и долговечен.
• Может использовать разные виды топлива, в т. ч. уголь, дрова, мазут и т. п., которые куда дешевле бензина.

Минусы парового двигателя по сравнению с ДВС:

• Более низкий КПД (максимум 25-30%), КПД двигателей внутреннего сгорания всё же больше (30-40%).
• Помимо запаса топлива нужен запас воды, причём в периоды простоя зимой воду нужно сливать, чтобы она не замёрзла.
• Паровой двигатель из-за необходимости внешней топки, бака с водой и других дополнительных элементов больше по размерам и тяжелее, чем ДВС.
• Т. к. воду нужно превратить в пар, требуется некоторое время на запуск двигателя, в отличие от ДВС.

Как можно видеть, у парового двигателя немало преимуществ, но всё же такие плюсы ДВС, как дешевизна, малые размеры и быстрый запуск оказались решающими, и, начиная с 20-х годов 20 в. паровых автомобилей стали выпускать всё меньше. Последние серийные экземпляры паровых автомобилей были выпущены в 50-е.

Тем не менее, с конца 19 в. по середину 20 в. было выпущено огромное количество паровых автомобилей. Среди них была и тяжёлая техника (трактора, тягачи, экскаваторы и т. п.), и грузовики с автобусами, и легковые автомобили.

Широко известны были, например, машины биртанской фирмы Sentinel, выпускавшей, наряду с паровозами, паровые автобусы и грузовики. С 1905 по 1950 г. она произвела тысячи паровых автомобилей. Эти машины могли работать на разных видах твёрдого топлива, имели неплохую мощность и скорость, но также и существенные недостатки, типичные для паровых автомобилей. Например, для запуска двигателя из холодного состояния требовалось около 30 минут, а запасов воды и угля хватало всего на несколько десятков километров.

Паровой автобус Sentinel (1924 г.)

Видео — паровые грузовики фирмы Sentinel:

Выпускалось немало и легковых автомобилей с паровым двигателем. В начале 20 в. были известны легковые паровые автомобили фирмы «Stanley». В 1906 г. одна из их разработок — «Ракета» установила рекорд скорости в 203 км/ч.

паровой автомобиль Стэнли (1908 г.)

паровые автомобили выпускались и в России, на фото один из первых образцов (1902 г.)

Вершиной эволюции паровых автомобилей стали, пожалуй, машины Абнера Добля, конструктора из США. Первую модель вместе с братьями он построил в 1914, а в 1924 была представлена модель Doble E. Добль практически устранил в ней основные недостатки, присущие машинам с паровым двигателем. Вместо котла вода нагревалась, проходя через множество длинных трубок, а в качестве топлива использовался керосин. Это позволяло запустить двигатель спустя 23 секунды, даже зимой. Уникальными были и другие характеристики — максимальная скорость 160 км/ч, разгон до 120 км/ч за 10 секунд, запас хода на одной заправке 2400 км!

Проблема у машины была только одна — её огромная цена, т. к. Добль, страдающий перфекционизмом, использовал в машине не только высококачественные детали, но и самые дорогие материалы для отделки. Стоила модель E 12 тысяч долларов — в 40 раз дороже, чем самая популярная в то время модель автомобля Форд! В результате Доблю удалось продать лишь несколько десятков машин, а с началом Великой депрессии компания Добля обанкротилась.

Машина Добля (модель E)

Видео — рекламный ролик Добля:

Видео — машина Добля (современные тесты):

Завершилась эра паровых автомобилей в начале 50-х. Кстати, одними из последних выпущенных паровых машин стали паровые грузовики НАМИ-12 и НАМИ-18, разработанные в СССР в 1949 г. Машины предназначались для работы на лесозаготовках на крайнем севере, где существовали сложности с регулярным подвозом топлива. Так что паровые грузовики работали на дровах, которые, кстати, подавались в топку автоматически. НАМИ-12 вмещал 6 тонн груза, развивал скорость до 45 км/ч и имел запас хода до 100 км.

Советский паровой грузовик НАМИ-12

Источник Источник http://thingshistory.com/epoxa-para-v-istorii-avtomobilestroeniya/
Источник Источник http://fb.ru/article/162986/istoriya-sozdaniya-parovoy-mashinyi-i-ee-primenenie
Источник Источник http://unusauto.ru/paravto.htm