О необходимости развития средств передвижения говорили многие писатели, ученые и философы.
Ф. Бэкон (1561-1626) – английский философ и ученый, писал: "Три вещи делают нацию великой и благоденствующей: плодоносная почва, деятельная промышленность и легкость передвижения людей и товаров". Английский историк и общественный деятель
Т. Маколей (1800-1859) считал, что только те изобретения, помогающие преодолевать расстояния, приносят пользу человечеству, за исключением азбуки и книгопечатания.
Началом истории развития автомобиля можно посчитать изобретение колеса, которое справедливо является одним из величайших технологических открытий человечества. Без колес невозможно представить дальнейшее развитие средств передвижения. Ведь оно тем и интересно, что в отличие от гусеничного и шагового механизмов, крыльев, реактивного двигателя, колесо не имеет аналогов в живой природе. Точно сказать, где и когда оно было изобретено невозможно. Доподлинно известно, что возраст первых колес около четырех тысяч лет.
Человечество постоянно стремилось уменьшить время, затраченное на перемещение. Почтальоны в Средние века использовали ходули. Активно шел процесс по приручению быстроногих животных, чаще всего использовалась лощадь. До недавнего времени существовали конные войска, которые были гораздо эффективнее пеших отрядов. В нынешнее время существуют конные полицейские отряды.
Раньше человек сам был источником силы необходимой для перемещения тяжестей. Потом люди стали прибегать к помощи домашних животных, которых впрягали в сани или в повозку. Такой способ перемещения применяется и поныне.
Самым старым средством передвижения являются сани. Даже сейчас есть места на земле, где это самое обычное транспортное средство. В России, с целью передвижения, как по зимнему, так и по летнему бездорожью применялись повозки похожие на сани – волокуши. Санями пользовались не только на севере, но даже в тех местах, в которых ни разу не выпадал снег. Интересно заметить, что в начале XX века в ходе развития автомобилестроения были изобретены автомобильные сани (аэросани).
Изображения первых повозок сродни первым появившимся колесам. Давность археологических находок составляет порядка четырех тысяч лет. Особенно хорошо сохранились две, обитые бронзовыми пластинами, повозки, найденные в древней гробнице.
Что представляли собой первые колесные повозки? Изначально – это были арбы, запряженные волами и имеющие всего одну ось. Позднее появились различные колесницы: одно-, двух- и многоместные, с открытым верхом и закрытым, двухколесные и четырехколесные, с простой отделкой и побогаче. Для повозок того времени характерна прочность конструкции, ведь хороших дорог почти не было (каменные дороги строились исключительно в Риме и на завоеванных им территориях), а до изобретения рессор, амортизаторов и пневматических шин было еще очень далеко. Некрепкие повозки быстро разваливались от тряски на дорогах.
Повозки получили широкое распространение в качестве орудий. Вот тяжелые, покрытые броней колесницы использовали в качестве ударного вооружения для наступлений. Проблема недостаточной мощности разрешалась просто – запрягалось большее количество лошадей. Как показала практика, оптимальный вариант – упряжка из четырех коней, или, как она по-другому называется – квадрига. В революционной России во время гражданской войны, (1918-1920 гг.) активно пользовались, тачанками – передвижные платформы для станкового пулемета, эти орудия деморализовали вражеские войска, "сеяли" страх и панику.
В древние времена повозки не отличались удобством и поэтому большинство людей предпочитали путешествовать верхом на лошади, а иногда даже и в ручных переносных кабинках – портшезах и паланкинах.
Удивительная история запечатлена в одной из старинных книг. Во время поездки на Констанцский собор (1414-1418 гг), произошло дорожное происшествие с Папой Римским.
На изображении отчетливо видно, что повозка имела типичную для того времени конструкцию, а также не была оснащена рессорами. Лишь в конце XV века появились первые прототипы каретных рессор – прочные кожаные ремни, на которые подвешивался кузов кареты. Такую карету получил в подарок король Франции Карл VII в 1457 году от короля Венгрии Владислава V-го. Княжеские и королевские кареты отличались особой роскошью отделки.
Первые наемные кареты появились в XVII веке. Около 200 наемных карет насчитывалось в 1652 году в Лондоне. Уже к 1718 году их количество возросло до 800. Во Франции такие кареты назывались фиакрами.
В XVII году появляются и многоместные транспорты общего пользования – дилижансы. За сутки они покрывали расстояние 40-50 км, а в XVIII веке – 100-150 км.
В 1662 году на улицах Парижа появляются "омнибусы" – воплощение идеи великого ученого Блеза Паскаля об организации целой транспортной городской сети. Омнибусы (лат. "повозка для всех") – большие повозки, перевозившие за небольшую плату всех желающих. У каждого пассажира было свое посадочное место, причем омнибусы останавливались в любом месте по просьбе пассажира.
Конструкция омнибуса претерпела большие изменения в XIX веке. Конный омнибус был поставлен на рельсы, благодаря чему удалось повысить его вместительность и скорость передвижения. В России данный вид транспорта получил название "конка", впервые они появлюсь в Санкт-Петербурге в 1856 году.
Типичная картина для того времени - омнибус, переполненный пассажирами, медленно едет по дороге, привлекая внимание ротозеев.
Развитие технической мысли, а также человеческая изобретательность была направлена на поиски новых источников силы, позволявших снизить зависимость человека от живой природы.
Появление механических средств передвижения стало переходным этапом на пути к автомобилю.
Средства передвижения, использующие мускульную силу животных и человека.
Карета
Статья опубликована 21.06.2014 16:28 Последняя правка произведена 21.06.2014 16:44Карета - (от лат. carrus - повозка) - закрытая пассажирская повозка с рессорами. Первоначально кузов подвешивался на ремнях, потом для подрессоривания стали использовать пружины (с начала XVIII века), а с начала XIX века стали использовать рессоры. Чаще всего ими пользовались для личного пользования,хотя с позднего средневековья в Европе начали использоваться в том числе и в качестве общественного транспорта. Пример - дилижанс, омнибус и шарабан. Самым распространненым видом дилижанса можно считать почтовую карету .
История...
Хотя кареты и были изобретены раньше, чем велосипеды они больше походят на ранние версии автомобилей. Первые повозки на конной тяге были найдены в кельтских захоронениях. Их кузов подвешивался на ремнях. В доисторической Европе также использовались четырехколесные экипажи с классической конструкцией в виде колеса и рессорной подвеской.
Колесница. Наиболее ранним образцом кареты является колесница. Ее изобрели в Мессопотамии в 3 ем тысячелетии до н.э. прото-индоевропейцы. В колеснице умещалось до двух человек, в нее запрягали не более одной пары лошадей. Поскольку колесница являлась достаточно легким, быстрым и маневренным средством передвижения, то она хорошо зарекомендовала себя в боях. Воинов на колесницах легко можно было переправить из одного места сражения в другое.
Превью - увеличение по клику.
На картинках изображены: один из наиболее популярных французкских экипажей, римская колесница и прочие вариации карет и дилижансов.
Римская колесница. В I веке до н.э. римляне использовали подрессоренные колесницы для путешествий. Государство династии Чжоу были известны тем, что в "Эпоху сражающихся царств" использовало кареты для транспортных нужд, однако с упадком цивилизации, все секреты о изготовлении данного транспортного средства были полностью утеряны. Скорее всего, римляне использовали цепи или кожаные ремни в качестве некого подобия рессоры на что указывают раскопки древнеримской эпохи.
Средневековая карета представляла собой четырехколесный крытый экипаж над сиденьем кучера полукруглым навесным козырьком. Для карет того времени характерна традиционная технология закрепления передней оси. В летописях 14го века и 15го века подобного типа кареты становятся популярными, встречаются изображения и задокументированные упоминания о рессоре на цепях. Карета имела 4 колеса, в нее запрягали одну или две пары лошадей. Обычно, в качестве материалов для изготовления использовали железо и дерево, а кареты, которыми пользовались горожане, были обиты кожей.
Механические средства передвижения
В понимании современного человека слово "автомобиль" означает транспорт, который оснащен автономным двигателем (это может быть и двигатель внутреннего сгорания, электрический и даже паровой котел). Пару веков назад автомобилем называли все «самодвижущиеся повозки».
Люди пользовались механическими средствами передвижения еще 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 1600х годах, благодаря конструктору Симону Стевину.
Нюрнбергским Часовщиком И.Хаучем была построена , 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 нее спрятаны два человека, приводящие ее в движение. Но, несмотря на это, она все-таки была куплена королем 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 века) были изобретены две конструкции механических экипажей: самобеглая коляска Л.Л.Шамшуренкова (1752 г.) и самокатка И.П. Кулибина (1791 г.). Подробного описания самобеглой коляски не сохранилось, но известно, что ее испытания успешно состоялись 2 ноября 1752 году. По изобретению И.П. Кулибина сохранилась куда больше информации: она представляла собой трехколесную педальную коляску с маховиком и трехскоростной коробкой смены передач. Холостой ход педалей осуществлялся за счет установленного между педалями и маховиком храпового механизма. Ведущими колесами 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 двухколесный металлический велосипед. Более подробно про изобретение велосипеда можно прочитать здесь.
Следующим этапом в развитии автомобилестроения стало появление паровых машин.
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 -«», построенная русским крепостным крестьянином Нижегородской губернии Леонтием Шамшуренковым.
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.
История велосипеда
Предыстория.
Думаете раз сайт об автомобилях, то велосипедам здесь не место. Совсем не так. До создания и разработки автомобиля, необходимо было изобрести что-то более простое и доступное. Этим изобретением как раз и стал велосипед.
До 1817 года сведений подтверждающих создания велосипеда, не было. Рисунок Леонардо да Винчи и его ученика Джакомо Капротти на котором изображен духколёсный велосипед с цепной передачей и рулем, по мнению многих, является подделкой. Самокат 1791 года, приписываемый графу Сивраку - подделка и фальсификация 1891 года, искусно выдуманная журналистом Луи Бодри. На самом деле никакого графа не было, прототипом ему послужил Джин Хенри Сиврак, который получил в 1817 году разрешение на импорт четырехколесных транспортных средств.
Несмотря на то, что велосипед кажется нам как нечто совершенно простое и гениальное, в действительности он был изобретен минимум в три приема.
Первые конструкционные решения.
История велосипеда начинается в 1817 году, когда Барон Карл фон Дрез, немецкий профессор, создал первый двухколесный самокат. Сие изобретение было названо "машина для ходьбы". У него уже был руль, но, тем не менее, педали еще отсутствовали; рама же была деревянной. Отсюда и пришло название дрезина. Позднее машина Дреза завоевала популярность в Великобритании, где ее прозвали "денди-хорз".
Только в 1839-40 кузнец Кирппатрик Макмиллан из деревушки на юге Шотландии, добавив педали и седло, усовершенствовал изобретения Дреза. Его изобретение уже в большей степени было похоже на велосипед.
В 1845 году Р.У. Томпсон, ученый из Франции, запатентовал надувную шину, но поскольку она была технологически несовершенной, то дальнейшего распространения не получила.
В 1862-63 годах Пьер Лалман, мастер по изготовлению колясок для детей, оснастил "денди-хорз" педалями - на переднем колесе. Затем он перебрался в Париж и создал первый похожий на современные прототипы велосипед. В 1864 году начался массовый выпуск "денди-хорзов" с педалями, причем рама уже была металлическая благодаря Пьеру Мишо и братьям Оливье. Доходят слухи, что и само название "велосипед" было придумано Мишо. В 1866, уже в Америке, Пьер Лалман запатентовал свое изобретение, следовательно, его и можно называть изобретателем велосипеда. Но все же это был еще не тот велосипед, который мы привыкли видеть в нынешнее время.
В 1867 году Каупер изобрел модель колеса со спицами, а 78 году Лоусон ввел цепную передачу.
Rover - "Скиталец", именно так назывался первый велосипед, похожий на те которые иcпользуются в наши дни. Он был создан в 1884 Джоном Кемпом Старли, а уже через год активно выпускался. В дальнейшем фирма Rover стала огромным автомобильным концерном, но к сожалению 15 апреля 2005 года, она обанкротилась и была ликвидирована.
"Золотой век" велосипедов.
В 1888 году, Джоном Бойдом Данлопом были изобретены надувные шины из каучука, они были куда более совершеннее, нежели запатентованные в 1845 году. 1890-е годы стали золотым веком велосипедов, теперь благодаря надувным покрышкам прозвище "костотрясы", которое было присуще всем велосипедам благополучно забылось. Теперь езда была мягкой и даже приятной.
В 1898 году были изобретены педальные и ручные тормоза, а также механизм свободного хода, позволяющий не крутить педали, когда велосипед катится сам.
Ближе к современности.
История велосипеда выходит на новый уровень. В 1878 году появляется первый складной велосипед. В 90х годах изобретена рама из алюминия, а в 1895 году лигерад - велосипед на котором можно ездить лежа. Причем только в 1914 году фирмой "Пежо" началось массовое производство лигерадов.
Начало 20 века характеризуется первыми механизмами переключения скоростей. Для переключения скорости необходимо было снять, а затем перевернуть заднее колесо. Планетарный механизм переключения изобретен в 1903 году. А переключатель скоростей, известный нам в том виде, который используется сейчас, появился лишь в 1950 году, благодаря известному итальянскому велогонщику Туллио Кампаньоло.
Велосипеды продолжали совершенствоваться на протяжении всего 20 века. В 1974 году - производство велосипедов из титана, через год уже из углепластика, а в 1983 году был изобретен первый велокомпьютер. В начале 90х годов получило свое распространение систама индексного переключения скоростей.
На этом, ни в коем случае, история велосипеда не заканчивается, просто я считаю нужным закончить рассказ, поскольку и так уже слишком далеко ушел от тематики сайта.
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.
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 записиЧертеж водоходной машины Ивана Кулибина.
Знаменитый механик Иван Петрович Кулибин родился в 1735 году в Нижнем Новгороде. Умер в 1818 году там же - вернувшись из Петербурга, где 30 лет проработал в мастерских Академии наук: шлифовал зеркала и линзы телескопов и микроскопов, устраивал фейерверки для вельмож, корпел над созданием оптического телеграфа на основе своего знаменитого (воспетого самим Державиным!) зеркального прожектора, проектировал мосты и мастерил хронометры.
Против ее течения
Несомненно, Кулибин обладал редкостным жизнелюбием – чего стоит хотя бы его третья женитьба в 70-летнем возрасте! Но судьба не баловала его: в Петербурге – интриги и опалы, в Нижнем – пожар и болезни... Однако Кулибин не унывал – в его душе навсегда поселилась идея трудов для общественного блага. Причем если в Петербурге, в годы творческой зрелости, эти труды были весьма разнообразны, то в Нижнем, уже на закате жизни, Кулибин остановился лишь на двух темах – водоходные машины и вечный двигатель.
Еще работая в Академии наук в Петербурге, Кулибин создает действующий образец судна с деревянными колесами, что вращались течением реки и наматывали на барабан канат, который оканчивался якорем. Якорь завозили перед тем на лодке вверх по реке и закрепляли на берегу. Река вращала колеса судна, это вращение через ряд шестерен передавалось на барабан, наматывающий канат с якорем, – и судно медленно, но верно шло вверх по реке против ее течения.
Собственно, для создания нового механического флота Кулибин и решил вернуться с брегов Невы на Волгу, отказавшись от столичных удобств, а также от остальных своих занятий, которые он к тому моменту счел второстепенными.
В 1798 году Кулибин направляет на имя генерал-прокурора князя Куракина «Описание выгодам, какие быть могут от машинных судов на Волге» и «План и расположение, каким образом удобнее и казне без отягощения было ввести в употребление машинные на Волге суда». Кулибин предполагал «…на первый случай построить два машинных судна… а затем по установленному образцу строить другие такие суда и вводить их в судоходство». Изобретатель просил из казны взаимообразно 30 тыс. руб. на восемь лет без процентов, из них 6 тыс. до его отъезда из Санкт-Петербурга, 9 тыс. – на постройку первых судов, 15 тыс. – на постройку остальных судов по мере надобности.
Стремясь обеспечить будущий флот адекватной бизнес-задачей, Кулибин предложил Куракину предоставить ему доставку соли с соленого озера Эльтон (что у Саратова) в Нижний Новгород. Куракин отклонил проект, заявив, что он «представляет более для казны убытку, нежели прибыли», и предложил изобретателю самому подыскать компаньонов. Но где их было взять в тогдашней России, в «стране без капиталов, без рабочих, без предпринимателей и без покупателей», как писал в 1898 году о первой половине XIX века Павел Николаевич Милюков в «Очерках по истории русской культуры».
Кулибин был готов бесплатно передавать чертежи и консультировать: «Все желающие пользоваться моим изобретением могут оное видеть, копировать чертежи – пишет Кулибин. – Я же в случае недоумения на каком-либо месте того или иного чертежа помогу, сколько сил моих к тому доставать может».
Но тщетно, желающих не было. Только казна в лице императора и нескольких высших сановников поучаствовала в прожектах нижегородского самоучки – в 1801 году Александр I удовлетворил прошение Кулибина о предоставлении 6 тыс. руб. для оплаты долгов и дополнительных 6 тыс. в счет пенсии и отпустил его на Волгу.
Кулибин приехал в Нижний и сразу же начал измерения скорости течения реки, используя сконструированный им в Петербурге прибор: «Самая первая проба на Волге была в первый день моего приезда 27 октября 1801 года против Боровского переезда… 9 ноября пробовано на Стрелке… а 12 ноября пробовано поблизости Бармина за 120 верст от Нижнего».
Лето 1802 года застает Ивана Петровича «за объездом тамошних рек Волги и Оки для испытания быстрых и тихих вод их». Сын изобретателя Семен Иванович писал: «…в сем упражнении провел он 1802, 1803, 1804 годы, трудился, не жалея ни сил, ни здоровья, претерпевая жестокие ветры, сырость и морозы, усердствуя ускорить исполнение пламенного желания своего; словом, он жил почти все это время на воде».
Первое испытание водоходной машины произошло 28 сентября 1804 года и было признано, в общем, вполне удачным. Но вот что докладывал графу Строганову присутствовавший на испытаниях нижегородский губернатор Руковский: «Не могу, однако, скрыть от Вашего сиятельства, что как для построения таковых машинных судов, так и для управления и починки их на ходу должны быть люди, сведущие хотя бы несколько в механике и в столярной работе, без пособия коих обыкновенные лоцманы и рабочие люди ни управлять машиной, ни починять оною в случае повреждения в пути будут не в состоянии».
В этом замечании и таится ответ на вопрос, почему Кулибин не пытался применить на своем судне куда более прогрессивный паровой двигатель.
К обретению даровой силы
Надо сказать, Кулибин был осведомлен о работах с паровым двигателем своего ровесника англичанина Джеймса Уатта и планировал использовать паровые машины на речных судах. Он писал себе «напоминание» в дневнике в 1801 году: «Со временем постараться расположить парами действующую машину с чугунным цилиндром так, чтобы могла действовать… веслами на таком судне, которое было бы с грузом около 15 тысяч пудов».
Однако конструированием паровых машин он так и не занялся, потому что понимал: если для обслуживания деревянной механической системы самоходного судна не находилось, по словам губернатора, людей, «сведущих хотя бы несколько в механике», то что же говорить о гораздо более сложно устроенной паровой машине… Кулибин успел убедиться, что общество не готово было платить за доступ к новой технологии даже ту не очень большую цену, которую он запрашивал за свои водоходные машины (речь, конечно, не о деньгах, об усилиях). Тогдашнее российское общество готово было принять новые технологии только даром – или за счет казны. И «вечный двигатель» стал казаться Кулибину единственным выходом.
40 лет (с перерывами) думал Кулибин о вечном двигателе и держал эти мысли в тайне. На склоне лет он записал, что намерен «занять себя в снискании таковые беспрестанно движущиеся машины деланием разных опытов скрытно, потому что некоторые ученые почитают сделать таковую невозможным и смеются с поношением над теми, кто во изыскании сего изобретения упражняются».
Кулибин не был одинок среди отечественных механиков в упорном стремлении к обретению даровой силы. В своей книге «Иван Петрович Кулибин» историки техники В. Пипуныров и Н. Раскин пишут о том, что в 1780 году будущий академик естественных наук (а пока адъюнкт) Василий Зуев упоминает тульского механика Бобрина, который был занят созданием «вечнодвижущейся машины» в течение пяти лет, расходуя на нее все личные средства. Санкт-Петербургская академия давно отказалась принимать к рассмотрению проекты вечного двигателя, и, описывая другое изобретение Бобрина – механическую сеялку, Зуев добавлял: «Сия машина показывает, что в мастере еще разума несколько осталось».
Зная об отношении академиков к вечным двигателям, Кулибин, по его же словам, все-таки решил посоветоваться с Леонардом Эйлером: «Я же, желая узнать о том достоверно, в 1776 году спрашивал находящегося тогда при Академии господина профессора Эйлера, как он о той машине думает, и в ответ получил, что он сего мнения о произведении таковыя машины в действо никак не опровергает, а сказал мне, что может де быть в свое время некому щастливому сделать такую машину и откроется. Сей же муж ученостью тогда почитался во всей Европе первым».
Надо думать, Эйлер и не пытался переубедить Кулибина, как не смог того переубедить граф Орлов, призывая механика сбрить бороду и войти в чины и прочие дворцовые отношения. Потомственный старообрядец Кулибин со своим поиском Perpetum Mobile тут подобен единоверцам, что разыскивают в ночь на Ивана Купалу по берегам озера Светлояр цветущий папоротник – «некому щастливому... и откроется».
Больше как на счастливый случай рассчитывать было не на что. В тогдашнем российском обществе еще не сформировался тот комплекс из фундаментального знания, прикладных навыков и свободной инициативы, который требовался для технических инноваций. Инновации в таком обществе становятся слишком рискованны и чересчур дороги. Так было с паровой машиной Ивана Ползунова, так было с водоходной машиной Кулибина: они работали до первых поломок – и останавливались навсегда.
Водоходная машина Кулибина простояла в одном из речных заливов, пришла в ветхость и была в итоге продана в 1808 году на слом на торгах коллежскому асессору Зеленецкому за 200 руб.
Российские факторы
Взрывной характер технических инноваций пришелся в России лишь на 1860-е годы. И основан он был на «просачивании» собственной науки в собственные технологии, а не только на импорте западной техники, будь то пароходы или ткацкие станки.
Василий Калашников, великолепный инженер и конструктор (спроектировал и перепроектировал несколько сот паровых котлов и пароходов на Волге), а также педагог и просветитель (организатор речного училища в Нижнем Новгороде, издатель специализированного журнала) – вот «непрямой наследник» Кулибина. А вслед за Калашниковым появится Шухов – и его совместные работы с Александром Бари и братьями Нобель, причем при участии самого Менделеева!
Это уже классическая финансово-научно-инженерная связка, совершенно синхронная своей эпохе. Мы тогда оказались в авангарде наук и технологий. Увы, ненадолго: фатальными стали другие российские факторы (лежащие в поле политики и истории), что привело к социальной катастрофе и соответственно к катастрофе технологической. Из этой ямы пришлось выбираться в 1920–1930-х путем тотального технологического импорта, когда за реквизированное церковное золото и за царские живописные коллекции закупались махом целые автозаводы.
Уже после Второй мировой войны в стране удалось реализовать несколько чрезвычайно сложных и ресурсоемких научно-технических программ, прежде всего атомный и космический проекты. На волне этих достижений появилось еще несколько ярких инженерных инноваций. В Нижнем Новгороде, на родине Кулибина, – корабли на подводных крыльях и экранопланы конструктора Ростислава Алексеева. Или, скажем, ряд менее известных проектов в области прикладной радиофизики: гиротронные комплексы для разогрева плазмы, радиоастрономические полигоны, уникальный стенд «Сура» для нагрева ионосферы.
И опять политика изоляции и конфронтации не позволила стать этим проектам устойчивыми, притом что почти все они – лишь отростки на коренастом стволе вооружения, традиционном приоритете в России, которая испытала вдруг в 1980-1990-е годы драматичную «перезагрузку». В итоге почти все эти отростки зачахли – экранопланы ржавеют на берегу, речные «ракеты» и «метеоры» состарились и осели в затонах, радиоастрономические полигоны заброшены и поросли молодым лесом, а породившие все это институции в значительной степени деградировали или просто исчезли.
Сейчас (или позже) придется начинать заново – и очевидно, что прорывов надо ожидать в областях, где сохранилась высокая наука, качественное образование и хоть какие-то производства. Возможно, перспективными для нас окажутся микробиология или биофотоника, лазеры и ускорители. Возможно, что и здесь мы опоздаем или не справимся. И тогда кажущиеся сегодня привлекательными замыслы останутся в категории бумажных «прожектов» – как это случилось с кулибинской волжской механической флотилией.
Ведь к моменту испытания Кулибиным в 1804 году «водоходной машины» американец Роберт Фултон уже построил свой первый пароход – кулибинские проекты устаревали, что называется, на стапелях. Однако ничуть не устарел девиз Ивана Петровича Кулибина, сформулированный им в письме к императору Александру I: «Влечет меня непрестанное желание и рвение употребить все мои силы на то, дабы в жизни моей сделать знатную услугу… для пользы общества».
Нижний Новгород
