Развитие двигателя: от парового к бензиновому и электрическому

Ускорение научно-технического прогресса стало ощущаться «невооруженным взглядом». Крупные изобретения кардинально меняют жизнь людей. Сейчас уже современники, но разных поколений, находятся в разных технологических эпохах. Внуки учат бабушек и дедушек пользоваться компьютерами, сотовыми телефонами.

Наступил XXI век, новое тысячелетие. Двигатели внутреннего сгорания (д.в. с.), ставшие в XX веке основным источником энергии для мобильной техники, перешли границу тысячелетий в расцвете своих сил. Нынешнее поколение людей, постоянно пользующееся автотранспортом, признает автомобилем только экипажи с двигателем внутреннего сгорания. Годом рождения автомобиля считается 1886-й (изобретение К. Бенца, 1844—1929 гг.), российского авто — 1896-й (творение Е. А. Яковлева, 1857—1898 гг., и П. А. Фрезе, 1844—1918 гг.). Оба этих экипажа легковые. Но автомобиль начинался с грузовиков/тягачей. Позднее появились омнибусы, и только потом — легковые автомобили. Такая очередность отчасти определялась совершенствованием двигателей, уменьшением их веса и размеров.

XXI век — век наступившего будущего — начал предъявлять свои новые требования к двигателям внутреннего сгорания. Ограниченность запасов нефти и газа ставит в принципе вопрос о замене традиционных тепловых двигателей. Еще появились и стали динамично нарастать экологические требования. Технические возможности двигателей внутреннего сгорания по уменьшению выбросов вредных веществ весьма ограничены. Первыми на помощь пришли «конкуренты» — электродвигатели. С их участием создаются гибридные силовые установки.

На таком фоне видно, что автомобиль может быть не только с двигателем внутреннего сгорания. В связи с этим предлагается вернуться к вопросу эволюции автомобиля/трактора. Мы уже обращались к этой теме в материале об автомобиле Н. Кюньо.

Если XX век стал веком двигателей внутреннего сгорания, то XIX век можно назвать эпохой паровых двигателей. После ветряных, водяных и живых источников энергии паровые машины совершили революцию. Автомобиль Н. Кюньо по праву является прародителем автомобилей, тракторов, паровозов. И профессия «шофер» (в переводе с французского — «кочегар») появилась тогда же. Паровые двигатели в силу своих технических особенностей, в частности, соотношения веса и мощности, трудоемкости обслуживания, были рентабельны только в относительно крупных машинах. Там они и получили свое развитие и распространение.

Пароходы вытеснили парусный флот, паровозы породили бурное развитие сетей железных дорог, стационарные установки обеспечили энергией различные производства. Самоходы для обычных дорог тоже развивались. Это были в основном тяжелые колесные машины, перевозившие грузы на прицепах,— паровозы, движущиеся без рельсов по обычным дорогам. «Обычные дороги» XIX века — это не современные автострады, а что-то ближе к бездорожью. На участках с гарантированным грузопотоком побеждали локомотивы, вставшие на рельсы. При меньших грузопотоках строились узкоколейки. На обычных дорогах основным оставался гужевой транспорт. И только армии во время военных компаний необходимы были мощные транспортные средства для перевозки артиллерии и различных грузов на театрах боевых действий, далеко не всегда обеспеченных железными дорогами.

Паровые колесные тягачи в ХIХ веке за рубежом называли «рутьеры» (в переводе с французского — «дорожные»). Их изготавливали промышленно развитые страны: Англия, Франция, Германия, США. Особенно преуспела Англия. Десятки фирм занимались производством рутьеров. Во время Крымской войны 1853—1856 гг. колесные паровые тракторы применялись в английской армии для перевозки военных грузов. В конце 1860-х годов русское военное командование обратило внимание на паровые сухопутные экипажи. В апреле 1871 г. рассматривался вопрос о применении паровых двигателей к перевозкам военных грузов по обычным дорогам. Во Франции и Англии собирали необходимую информацию. В сентябре 1871 г. барон Буксгевден, имевший имение под Ригой, приобрел 18-сильный рутьер системы Томсона. Военные с разрешения барона ознакомились с машиной. В последовавших выводах были рекомендации по использованию локомотивов в войсках. Начались закупки машин за границей.

В начале 1873 года заводчик С. И. Мальцов (1809—1893) купил в Англии паровой автомобиль фирмы «Эвелинг-Портер» (“Aveling & Porter”, фирма основана в 1865 г. Т. Эвелингом и Р. Т. Портером; в настоящее время под названием “Aveling Barford” производит карьерные самосвалы). Это был один из первых в мире паровых тягачей, сконструированных для военных целей. Машина весила 7 т. Паровая машина мощностью 6 л. с. имела горизонтальный котел, два цилиндра, работала на низком (около 10 атмосфер) давлении пара без его конденсации. Через шестерни мощность передавалась на задние ведущие колеса. Передние управляемые колеса поворачивались рулевым механизмом посредством цепей вместе с осью. Мальцовские специалисты, изучив английский тягач, в 1874 г. на Людиновском заводе (сейчас это Людиновский тепловозостроительный завод) сделали свою машину. Тут же у нее появилось имя — «Сухопут». Мощность подняли до 10 л. с., приспособили к топке не углем, а дровами. Вес машины увеличился на 70 пудов. «Сухопут» перевозил до 1200 пудов руды со скоростью 4 версты в час, преодолевая подъемы до 0,08. Управляли локомотивом машинист и два помощника. Работа была не из легких. За час работы расходовалось до 2 кубических аршин топлива, 1 фунт масла, 2 фунта сала и 3 фунта дегтя.

В 1876 г. С. И. Мальцов провел испытания двух своих и английского автомобилей в присутствии приглашенных специалистов. От военного ведомства присутствовал генерал-майор Анненков. Мальцовские машины показали свои преимущества. В ЦГВИА (Центральный государственный военно-исторический архив) хранится переписка заводчика Мальцова с флигель-адъютантом Милютиным и министром путей сообщения Посьетом о заказе сухопутных паровозов. Во время русско-турецкой войны 1877—1878 гг. русская армия применила для перевозки военных грузов 12 шоссейных паровозов с повозками: шесть «Эвелинг-Портер», четыре «Клейтон» и два — производства Мальцовского завода. Использовались они в Болгарии, перевезли 9300 т разных военных грузов. В художественном фильме «Турецкий гамбит» паровой тягач был хоть и бутафорский, но все же был. Опыт эксплуатации на фронте и позднее показал, что паровые колесные тракторы тяжелы и не соответствуют состоянию дорог, в особенности с наступлением дождей. (В турецкой армии тоже были паровые тягачи, изготовленные во Франции.)

Рутьеры имели колесный ход, гусеницы еще были несовершенны. Привод только на одну ось. Для увеличения тяги требовалось увеличение нагрузки на ведущую ось. Но низкая несущая способность дорог ограничивала допустимые осевые нагрузки. Большая трудоемкость эксплуатации, невысокая надежность — все вместе мешало распространению паровых автомобилей/тракторов. На Мальцовском заводе изготовили семь «сухопутов». Два перевозили руду из Букани в Людиново, два закупило военное ведомство и они участвовали в русско-турецкой войне, один использовался как стационарный двигатель, два продали помещикам. Завод перевели на более выгодные заказы для железнодорожного строительства (паровозы, рельсы). Позднее началось производство локомобилей — паровых двигателей, перевозимых на тележке. В 1930-х гг. на этом же заводе был построен гусеничный паровой трактор.

Итак, на Мальцовском заводе в Людиново с 1874 г. изготовляли паровые тягачи — тракторы/автомобили. Позднее были построены в Балаково Саратовской губернии гусеничный самоход Ф. А. Блинова (1831—1902), в Санкт-Петербурге — автомобиль Е. А. Яковлева и П. А. Фрезе, электромобиль И. В. Романова. Наверное, можно и нужно мальцовские «сухопуты» включить в хронологию развития отечественных автомобилей/тракторов. Тем более что в конце XIX — начале XX века для современников представлялось далеко не очевидным, с каким из двигателей — паровым, внутреннего сгорания или электрическим — было связано будущее автомобилей, название которым дал еще Н. Кюньо. В 1936 г. вышла в свет книга «Современные паровые автомобили и тракторы». В начале XX века на Коломенском заводе создавали паровой танк; работали над паровыми двигателями для самолетов.

Прошло сто лет. Кажется, что двигатель внутреннего сгорания незаменим. Но у него есть сильный конкурент — электродвигатель: бесшумный, без выхлопа, управление простейшее, к. п. д. высокий, хорошо компонуется и автоматизируется, в кислороде не нуждается… На этом фоне двигатель внутреннего сгорания выглядит так, как когда-то на его фоне выглядела паровая машина.

Автомобиль Н. Кюньо хранится в Национальном музее искусств и ремесел в Париже. Рутьер можно посмотреть в стамбульском техническом музее. От российских «сухопутов» не осталось почти ничего, кроме отрывочных сведений. Даже его изображения, имевшиеся в архиве, исчезли. Недавно в музей техники В. Задорожного в Московской области привезли детали несамоходного локомобиля мальцовского завода. В небольшом музее латвийского колхоза “Uzvara” («Победа») еще в конце 1980-х гг. бережно хранился самоходный локомобиль, выпущенный в конце XIX — начале XX века (на фото). Надеюсь, что он до сих пор цел.