Движимые силою пара…

Продолжим рассказ московского школьника о своей исторической коллекции (начало см. в «ЮТ» № 1, 4 за 1990 г.). На сей раз разговор пойдет об экипажах, приводимых в движение силой пара. У них очень древняя история.

I

Еще Герон Александрийский, живший в I веке, описал эолипил-шар, вращающийся под действием струй пара, выходящих из загнутых трубочек. Изображение этого прибора вошло сегодня в большинство школьных учебников физики.

А вот более поздняя модель. Ее построил в 1657 году итальянец Фернандо Вебрист. Пар, вырывавшийся из узкого горла установленной над огнем реторты, крутил деревянное колесо с лопастями. А оно, в свою очередь, передавало усилие через систему шестерен на задние колеса повозки. Для управления Вебрист приспособил спереди еще одно, пятое поворотное колесо на длинном рычаге.

Пробовал овладеть энергией пара и известный ученый Исаак Ньютон. Для доказательства своего закона «действие равно противодействию» он предложил в 1680 году проект парореактивной повозки. Струя пара, вылетавшая из нагретой реторты, использовалась для передвижения железной коляски.

В том же году французский инженер Дени Папен построил первую действительно работоспособную паровую машину. А его последователь, Томас Ньюкомен, в 1705 году создал иароатмосферную машину, получившую широкое применение на шахтах Англии. На Руси талантливый самоучка Иван Иванович Ползунов также разрабатывал конструкцию паровой машины. Она была двухцилиндровой и развивала мощность 1,8 л. с. Правда, увидеть ее в работе изобретатель не смог: 27 мая 1766 года он скончался от быстротечной чахотки.

Все эти двигатели, однако, были тяжелыми, громоздкими и не годились для применения на транспорте. Действительно универсальную паровую машину удалось создать в 1784 году англичанину Джеймсу Уатту, который внес в конструкцию своих предшественников значительные усовершенствования: цилиндр двойного действия, центробежный регулятор и т. д. Он же, к слову, ввел и понятие «лошадиная сила».

II

Первым в мире паровым автомобилем признана повозка, построенная французом Николя Жозефом Кюньо в 1769 году. Молодой француз из Лотарингии с детства увлекался техникой. Когда же стал артиллерийским офицером, ему пришла в голову мысль создать «механического мула» — тягач для пушек.
В 1764 году капитан Кюньо, добившись аудиенции у военного министра, получил разрешение и деньги на постройку такой машины. Пять лет ушло на изготовление и сборку первого образца. Это был так называемый «малый автомобиль Кюньо». Он развивал скорость 4,5 км/ч и работал всего 12 минут. На большее не хватало ни воды в котле, ни жара в топке. Чтобы продолжить движение, нужно было вновь заливать воду и разводить огонь.

Тем не менее все увидели реальность создания самодвижущейся повозки. Кюньо продолжал работу.

Еще через два года был построен большой тягач. Выглядел он, правда, весьма неуклюже. Рама из деревянных балок опиралась на три колеса без всяких рессор. Переднее колесо, поворотное, управлялось мощным двуручным рычагом, укрепленным вертикально перед скамьей водителя. Над ним установилась массивная двухцилиндровая паровая машина. Спереди навешивался н тяжелый котел с топкой. Повернуть такое колесо было весьма непросто. Кюньо, вероятно, понимал недостаток своей конструкции, но сказалась снла традиции: лошадей запрягают спереди, значит, и паровая машина должна быть там же. И этот взгляд, как мы убедимся, сыграл роковую роль в судьбе изобретения.

В один из летних дней 1771 года на пустынной дороге под Парижем собрались государственные деятели и официальные эксперты, чтобы посмотреть самодвижущийся тягач в действии. Повозка была уже готова к испытаниям: огонь в топке разведен, котел разогрет, сзади на платформе запасена целая гора топлива. Помощник Кюньо повернул рукоять подачи пара, и тягач двинулся. Он ехал все быстрей и быстрей, как вдруг на пути встала стена арсенала. Нужно было поворачивать. Но Кюньо, увы, не смог этого сделать из-за огромной массы двигателя, висевшего на поворотном колесе. Растерявшись, он забыл и перекрыть подачу пара. Трехтонная повозка со всего хода врезалась в каменную стену. Котел слетел и взорвался «с грохотом на весь Париж», как писали газеты.

Военный министр лишился своего поста, а «бессмысленное и нелепое» изобретение было списано. Правда, через несколько лет его все же реставрировали и поместили в «Хранилище машин, инструментов, моделей, рисунков, описаний и книг по всем видам искусства и ремесел». Сейчас это самый старый паромобиль в мире. Копии «механического мула» есть во всех музеях, а его изображение служит эмблемой французского общества автомобильных инженеров.

Но мы забежали несколько вперед..

III

Вскоре после опытов Кюньо молодой англичанин Уильям Мердок демонстрировал собственную модель трехколесной паровой повозки. Она имела всего один цилиндр, установленный вертикально на паровом котле, под которым размещалась спиртовка для его разогрева. Рассказывают, что на первых испытаниях, когда пар начал поступать в цилиндр, повозка настолько резко сорвалась с места и помчалась с такой скоростью, что изобретатель «хоть и бежал изо всех сил, но все равно остался позади…».

Узнав об экспериментах, пастор местной церкви заподозрил Мердока в общении с нечистой силой и запретил изобретателю заниматься «дьявольскими штучками».

Но усилия Мердока не пропали даром. На испытаниях повозки присутствовал талантливый 15-летний юноша Ричард Тревитик. Он и решил продолжить опыты Мердока. В 1801 году Тревитик построил собственную самодвижущуюся машину. Трехколесный дилижанс с треском и грохотом прокатил по городским улицам со скоростью 15 км/ч. Однако из-за оплошности кочегара машина вскоре сгорела.

Через год изобретатель построил новую, четырехколесную конструкцию. На горожан она произвела потрясающее впечатление. Массивная деревянная рама стояла на огромных задних (2,5 метра!) колесах и совсем маленьких передних. Сзади, между колесами, было достаточно места для одноцилиндровой паровой машины, котла и топки. Ниже располагалась площадка для кочегара. Поршневой механизм, ползунковый регулятор пара, а также сам цилиндр помещались внутри котла. Посредством кривошипного механизма и больших зубчатых колес усилие, создаваемое паром, передавалось на заднюю ось. Над рамой на рессорах возвышался каретный кузов, в котором могли размещаться 12 человек. Вся эта махина имела массу 8 тонн и тем не менее на ровном отрезке пути развивала скорость до 16 км/ч.

Правда, дорога, на которую впервые вывел свой экипаж Тревитик, была не очень удобной для испытаний. Ее то тут, то там перегораживали шлагбаумы, у которых иадо было останавливаться, чтобы заплатить пошлину. А разогнавшуюся паровую повозку не так-то легко остановить. Словом, к одному из шлагбаумов Тревитик примчался так быстро, что сторож едва успел убрать преграду.

—    Сколько надо платить? — прокричал изобретатель на ходу.

—    Ничего не надо, господин дьявол! Проезжайте скорее! — ответил перепуганный сторож.

IV

Несмотря на все трудности и происшествия, к середине XIX века было создано несколько конструкций паровых омнибусов, успешно конкурировавших с конными экипажами. Инженеру Голдсуорси Гарни даже удалось наладить регулярные круизы пассажиров по окрестностям Лондона. Его машины перевозили до 20 человек со скоростью 22 км/ч. А в 1833 году по маршрутам Лондон — Паддингтон и Лондон — Гринвич уже регулярно курсировали девять 16-местных паровых омнибусов Уолтера Хэнкока. За год они совершили свыше 700 рейсов, преодолев в общей сложности свыше 127 тысяч км.

Еще один оригинальный омнибус с паровым двигателем предложил доктор Черч. Это был своего рода механический «тяни-толкай». Он имел два поста управления — спереди и сзади. Для изменения направления движения водитель не разворачивал свой транспорт, а просто переходил с одного рабочего места на другое. Привод на колеса был цепной — новинка того времени. А сами колеса имели эластичные спицы из рессорной стали для амортизации. Омнибус вмещал до 30 пассажиров в закрытых купе, еще 20 сидели на крыше. Новый вариант экипажа был одноэтажным и вмещал 56 человек. Один из таких паромобилей преодолел расстояние от Лондона до Бирмингема за 4 часа, развив скорость около 40 км/ч.

Во Франции весомый вклад в совершенствование паровиков внес Леон Серполле. В 1888 году в небольшой мастерской на Монмартре он построил свою первую машину. Чтобы проверить ее эксплуатационные качества, было решено предпри нять поездку из Парижа в Лион. До нас дошло описание этого путешествия, сделанное одним из друзей изобретателя:

«…Как только миновали городскую черту, болты и другие принадлежности нашего автомобиля стали буквально засыпать проселочную дорогу. В каждой деревне Серполле выходил из автомобиля и искал кузницу, в которой переодевался и начинал ковать те детали, которые мы успели потерять за время нашего очередного переезда. В этой же деревне охлаждающий змеевик заполняли водой, после чего мы ехали дальше с более высокой скоростью, чтобы наверстать упущенное время. В один прекрасный момент, как раз на самой середине крутого склона, лопнула рулевая тяга, при помощи которой управлялось единственное ведущее колесо. Нажали на тормоз и остановились. Что делать? Прервать путешествие? Серполле и его коллега Аршдекон невозмутимы. Отпускаем тормоза и едем дальше. Оба, перегнувшись через переднюю часть автомобиля, один с правой стороны, другой — с левой, поворачивают колесо в нужном направлении ударом кулака по спицам. С огромным трудом преодолеваем четыре километра, отделяющие нас от ближайшей деревни…»

После десяти дней приключений путешественники все-таки добрались до Лиона. Стало ясно, что экипаж требует совершенствования. Серполле строит новый паровик, названный «Ля Бален» («Кит») с обтекаемым остроносым кузовом. Эта машина на набережной Ниццы поставила мировой рекорд скорости — 120,82 км/ч! Удалось это благодаря многочисленным усовершенствованиям изобретателя, в их числе — котел-молния, который поз-воляет запускать двигатель всего за минуту вместо обычных 30-40.

V

На рубеже XIX и XX веков владычество на транспорте завоевывают автомобили с бензиновым двигателем. Они были и удобнее в обращении и не грозили взрывом, как паровые котлы. Какое-то время паромобили успешно конкурировали с ними. В 1906 году француз Мариотт на паровом авто «Стенли» установил мировой рекорд скорости, достигнув 205,4 км/ч! Но время их уже проходило.

Впрочем, история паровиков на этом не кончается. Появление новых материалов, совершенствование конструкции позволяют паровому двигателю вновь появиться на арене. В 1966 году американец Смит устанавливает паровой двигатель, переделанный из лодочного, на «Фольксвагене-1300». Пар под давлением 70 атм. придавал машине мощность в 250 л. е.! Через год другой американец, Уильяме, приступает к выпуску легковых паровиков собственной конструкции, не имеющих ни сцепления, ни стартера, ни коробки передач. Паровой двигатель справлялся с тяговыми нагрузками без привычных помощников и за десять секунд разгонял машину до скорости 100 км/ч. Максимальная же скорость доходила до 200 км/ч. А 50 л воды хватало на 1500 км пробега…

Экспериментальные работы над паровыми двигателями ведутся и в нашей стране. Ленинградский инженер М. Голубев разработал конструкцию, которая по габаритам чуть больше четырехкилограммового арбуза. Тем не менее она выполняет работу не меньшую, чем обычный автомобильный двигатель. И что очень ценно, паровые двигатели экологически значительно чище бензиновых.

Все эти факты говорят о том, что, возможно, вскоре мы сиова встретимся с паромобилями. Они не сказали еще своего последнего слова!

Никита Иванов, рисунки В. Родина, Юный техник, №11, 1990

АвтоОбоз © 1999-2017. Версия 4.0. Идея и создание: Александр Флегентов

Яндекс.Метрика