Замена живого двигателя, каким являлась по преимуществу лошадь, иным — механическим, составляла мечту техников на протяжении многих веков. Еще Леонардо да Винчи задумывался над проблемой «автомобиля». А голландскому физику Симону Стевину, известному в истории наук своими работами по гидростатике, удалось еще в XVI веке осуществить повозку, которая двигалась без помощи живых двигателей — силою ветра.
До нас дошла листовка, выпущенная в 1600 г., в которой вместе с рисунком, воспроизводящим эту повозку, даются указания относительно устройства ее, достигнутой скорости и пр. Оказывается, что «ветряной автомобиль» Стевина развивал довольно значительную скорость — 34 км в час! В 17 часов на такой повозке можно было бы сделать конец в 600 км (Москва — Ленинград).
В своем устройстве повозка эта имела любопытную особенность. Ось задних колес могла быть повернута в требуемом направлении при помощи особого «руля». При постройке своей повозки Стевин, очевидно, подражал устройству лодки, где имеется руль. При первом испытании в экипаже Стевина сидело 28 человек.
Рис. 51. Ветряной автомобиль Стевина 1600 г. (с плаката того времени). Автомобиль развивал скорость 34 километра в час.
На очевидцев «парусный автомобиль» Стевина, по-видимому, произвел огромное впечатление. Один из писателей того времени называет его «гаагским чудом» (испытание производилось близ г. Гааги). «Иной мог бы увидеть тут не искусство, а работу диавола», — пишет другой из современников.
Однако, этот автомобиль не привился даже в Голландии, где особенно интенсивно используется сила ветра.
Вообще, парус вряд ли может играть роль в передвижении по суше. Во-первых, ветер не постоянен: его непостоянство вошло в поговорку; во-вторых, направление его не всегда является попутным; в-третьих, управление парусной повозкой, в роде экипажа Стевина, требует большого искусства и навыка… Вот почему об опытах Стевина очень скоро забыли.
История автомобиля вступила в новый период своего развития, когда человек овладел силой пара. Ряд инженеров, не исключая самого Уатта — этого главного пионера в использовании силы пара в технике, — начали проектировать автомобили, работающие силой пара. Мысль о паровом автомобиле зародилась даже гораздо раньше мысли о паровозе и железных дорогах.
Первый из таких паровых автобусов — знаменитая паровая повозка Кюньо, которая хранится сейчас в одном из Парижских музеев. Этот пароавтобус был построен в 1769 г., когда никому еще не приходило в голову строить паровозы и железные дороги.
Рис. 52. Повозка Кюньо при испытании на улицах Парижа.
Кюньо был французским военным инженером и предназначал свой паровой экипаж для передвижения артиллерийских орудий. При одном из испытаний этой повозки по улицам Парижа машина вдруг покатила так скоро, что «шофер» не был в состоянии ею управлять, и она ударилась в стену одного из домов. Этот случай положил конец испытанию, машина была отведена в арсенал, а впоследствии ее отвезли в один из парижских музеев, где она и сохраняется.
Попытка Кюньо была не единственной. Как уже было сказано, конец XVIII и начало XIX вв. были эпохой усиленной работы над паровой машиной, главным образом, в Англии. В это время жили Уатт, Тревесик и ряд других инженеров, которые делали попытки применить силу пара к транспорту.
Джемс Уатт взял в 1786 г. патент на паровую повозку. Однако, проект его не был приведен в исполнение, так как Уатт был целиком поглощен разработкой своей неподвижной паровой машины.
Инженер той же фирмы, Мёрдок, пошел несколько дальше. Он построил несколько мелких и изящных моделей паровых экипажей. На практике эти модели не были использованы, так как Уатт и его компаньон Бёльтон не поддержали Мёрдока в его начинаниях.
В то время как на материке производились эти опыты, в Америке еще с 1772 г., т. е. за много лет до патента Уатта, работал над проблемой парового автомобиля Оливер Ивенс. Уже в 1786 г. этот изобретатель делал попытки получить патент на свой автомобиль, но встретил отказ: задача показалась чрезвычайно фантастичной.
Ивенс посылал агентов в Англию, чтобы продать свое изобретение, но всюду к его проектам относились недоверчиво.
Тогда Ивенс решил осуществить свое изобретение на личные средства. Постройка обошлась ему в 3 000 долларов (6 000 р.). Она представляла собой «помесь» лодки с паровой повозкой. При испытании изобретателя приветствовали 20 000 зрителей. Но его оригинальный экипаж не имел экономической базы для эксплоатации и потому, как и многие предшественники современного автомобиля, не привился.
«Очевидно, — писал Ивенс, — одно поколение может сделать только один шаг вперед и не более». А между тем Ивенс не сомневался, что «придет время, когда из города в город будут передвигаться на паровых экипажах с быстротой полета птиц».
Не имели успеха также опыты над постройкой автомобиля Тревесика — в Англии. В 1803 году Тревесик построил паровой автомобиль на 10 человек. Этот экипаж вызвал такой интерес среди ученого мира, что его пожелали видеть в Лондоне, куда он и был привезен.
Рис. 53. Паровой автомобиль Тревесика.
Ученые того времени, например, химик Дэви, известный изобретатель безопасной лампы для рудокопов, предсказывали паровому автомобилю Тревесика блестящую будущность. Но практика не оправдала этих предсказаний. Огромной помехой оказалось невероятное состояние дорог. Не только для пассажиров неудобны были постоянные толчки и сотрясения при езде, они были опасны и для самой машины, мешая ее работе и не давая возможности удерживать на паровой машине уголь на колосниковой решетке. В виду этого Тревесик должен был оставить опыты. Он продал свой экипаж, и его превратили в простую паровую машину.
Невозможность передвижения парового экипажа по обыкновенной дороге и навела Тревесика на мысль устроить специальную дорогу для паровых экипажей. Так возникла мысль о «железной дороге» — по рельсам с паровой тягой. Мы еще вспомним о работах Тревесика, когда будем говорить о железных дорогах.
Неудачные опыты Тревесика заставили на много лет отказаться от постройки паровых автомобилей. С тех пор начинают быстро развиваться железные дороги.
Однако, у железных дорог был крупный недостаток: постройка их оказалась очень дорогой. Это вызывает в 20-х и 30-х годах XIX столетия новое увлечение паровыми автомобилями, так что в начале 40-х годов в Лондоне, например, насчитывалось уже до 100 паровых автобусов. Существовали два типа паровых экипажей: один представлял обыкновенный экипаж, прицеплявшийся к особому возку с паровой машиной, в другом же экипаж и машина составляли одно целое.
Это были чрезвычайно неуклюжие и тяжелые повозки. Экипаж Гурнея (1831 г.) весил 1750 кг; он интересен тем, что в нем имеются стержни, служившие для отталкивания при трогании с места. Скорость этого экипажа доходила до 24 км в час. Особенно прославился в то время экипаж Ганкона (1836 г.) с колесной цепью.
Период расцвета парового автобусного движения в Англии продолжался недолго. Оно встретило противодействие со стороны самых разнообразных слоев населения. Одни говорили, что паровые автобусы делают небезопасным движение по дорогам, что дымом и пылью они заражают воздух, а разбрасываемые ими искры грозят пожаром, что они лишают работы кучеров и владельцев конных экипажей и т. д. На улицах Лондона толпа останавливала автомобили и не давала им двигаться вперед, издеваясь над машинистом и пассажирами. По сельским дорогам старались мешать движению автомобилей, бросая на дорогу камни, бревна.
Все это заставило английских владельцев паровых экипажей сплотиться, и в 1831 г. они добились парламентского расследования.
Но не дремали и владельцы железных дорог. Им удалось добиться того, что парламент издал закон, совершенно подорвавший паровое автобусное дело. Закон гласил:
«1. Число рабочих, обслуживающих автобус, не должно быть меньше трех.
2. Перед каждым паровым автомобилем за 100 ярдов впереди его должен идти человек (!) с красным флагом и предупреждать население.
3. Скорость автомобиля не должна превышать четырех миль в час (6,4 км).
4. Должны быть соблюдены предосторожности относительно возможности взрыва парового котла» и пр.
Этот закон делал почти невозможным паровое автобусное движение. И мы видим, как взамен его в Англии начинает очень быстро развиваться железная дорога.
Попытки строить паровые автобусы, однако, не прекратились в других странах: во Франции, например, пароавтомобили исчезли лишь на пороге XX столетия. Многие парижане еще сейчас помнят эти паровые автобусы!
Совершенно новая эпоха в истории автомобилизма началась с появлением «газовой машины», изобретенной в 1860 г. механиком Ленуаром и усовершенствованной немецким инженером Отто.
Почему паровая машина должна была «сдаться» перед газовым двигателем и перед так называемым «двигателем внутреннего сгорания»?
Человек всегда мечтал иметь легкую механическую коляску и притом такую, чтобы на нее можно было когда угодно «сесть и ехать». Удовлетворяла ли этим условиям паровая машина?
Нет. Как бы ни был хорош котел, он требует известного времени для разведения пара. Паровая машина обладает еще и другим недостатком — она слишком много весит. Поэтому единственное, что могла паровая машина дать, — это обслуживать паровоз или паровой автобус, которые отходят в определенные часы, по расписанию.
Совсем иначе стало, когда появился двигатель внутреннего сгорания, готовый к работе во всякое время.
Вес его невелик, и, кроме того, двигатель внутреннего сгорания выгоднее парового, так как поглощает меньше горючего.
Все это и послужило причиной очень быстрого распространения нового «газового двигателя», как его первое время называли.
Промышленное значение газовый двигатель получил лишь со времени появления так называемого «четырехтактного» двигателя, изобретателем которого является немецкий инженер Отто. Впервые такой двигатель фигурировал на выставке в Париже в 1878 г.
В двигателе Ленуара 1860 г. вспышка производилась при помощи искры, как и в современном автомобильном двигателе. Но в двигателе Ленуара, как и в двигателе Отто, горел светильный газ. Для автомобильного двигателя такое горючее было непригодно. Нужно было добыть рабочий газ посредством испарения какой-либо горючей жидкости. Для этого могли служить: керосин, спирт, бензин. Техника остановилась на бензине.
Одним из первых автомобилей с бензиновым двигателем был автомобиль Бенца.
Рис. 54. Устройство первого автомобиля Бенца (1886 г.). Видны рычаги, регулирующие ход, единственный цилиндр (справа), поршневой шток, прикрепленный к коленчатому валу, ремень, надетый на шкивы, маховое колесо (расположено горизонтально).
Рис. 55. Первый автомобиль Бенца (1886 г.) мощностью 3/4 лош. силы. Скорость от 10 до 15 километров в час.
Сейчас этот «дедушка-автомобиль» хранится в Мюнхенском музее. Чрезвычайно любопытно его устройство. У этого родоначальника наших автомобилей не четыре колеса, а только три. Мотор находился сзади. Мощность мотора всего 3/4 лошадиной силы. Бенцу пришлось очень много поработать, — и в этом его заслуга, — над тем, чтобы сделать свою машину быстроходной и в то же время достаточно легкой. Коленчатый вал двигателя поставлен вертикально, чтобы маховое колесо (оно ясно видно на нашем рисунке) вращалось в горизонтальной плоскости. Такой конструкцией Бенц хотел придать большую устойчивость своему экипажу; кроме того, в случае вертикального вращения махового колеса, как это имеет место у всех паровых машин, экипаж был бы менее поворотлив. Вращение коленчатого вала двигателя передавалось при помощи зубчатого колеса на горизонтальный вал.
Рис. 56. Паровой автобус, ходивший между Лондоном и Бирмингемом в 1832 г.
На этом последнем насажен шкив. Шкив и зубчатые колеса с цепью вращали горизонтальный вал заднего колеса.
При остановке можно было выключить мотор помощью рычага. Рычаг переводил ремень с рабочего вала, связанного с осью колес, на нерабочий, и мотор начинал работать вхолостую.
Воспламенение газовой смеси производилось в автомобиле Бенца при помощи электрической искры. Ток добывался от батарей из Бунзеновских элементов.
Этот «дедушка-автомобиль» мог развить скорость от 10 до 15 км в час.
Рис. 57. Французский паровой автобус 1886 г.