Автомобили: Детская энциклопедия

Я познаю мир. Автомобили

Несмотря на все недостатки конного экипажа, он длительное время оставался основным транспортным средством. Однако тяга к изобретательству и творчеству, свойственная человеку, подталкивала к мысли о создании повозки, которая не зависела бы от живой тягловой силы. Для этого требовался двигатель, заставляющий повозку перемещаться. У древних людей такого механизма не было. Тысячелетиями мускулы человека были единственным «двигателем», на который он мог рассчитывать. Лишь в IV в. до н. э. человек начал приручать животных и использовать их в домашнем хозяйстве. Почти до XVII в. мускульная сила людей и животных оставалась основным двигателем.

Многие ученые с давних времен искали такой вид энергии, который позволял бы повозкам двигаться без лошадей. О том, что такая возможность движения существует, писал в своих научных работах некий Герон из Александрии. Предполагается, что он жил в начале нашей эры, однако существовал ли этот человек в действительности, документально не подтверждено.

В некоторых исторических источниках часто упоминается о том, что в середине XV в. неизвестным мастером была сооружена четырехколесная повозка, приводимая в движение специально сконструированной передачей при помощи мышечной силы людей. Сохранились рисунки повозки, однако скептики утверждают, что этот эскиз был выполнен несколько позже и лишь иллюстрировал легенду.

В XVI—XVIII вв. предпринималось множество попыток освободить силу животных. Большинство изобретателей разрабатывало системы передачи силы мышц людей с помощью рычагов или зубчатых колес для приведения повозки в движение. Чаще всего люди были закрыты в специально сконструированных коробах и семенили внутри большого колеса, имеющего ступеньки (на манер «белки в колесе»), или нажимали на педали (рычаги). Прокатиться в экипаже такого типа могли позволить себе лишь монархи и богатые аристократы.

В 1526 г. интересный проект «безлошадной повозки», приводимой в действие мышечной силой людей, был разработан немецким ученым и художником Альбрехтом Дюрером. Люди, идущие сбоку экипажа, вращали специальные рукоятки. Это вращение с помощью червячного механизма передавалось колесам.

Проект экипажа Дюрера остался только на бумаге. Его хотел воплотить в жизнь Карл V, но к работе так и не приступили. А жаль. Ведь именно этот проект впервые предусматривал построение экипажа со всеми приводными колесами. Если бы одно из них попало в грязь, вращение остальных продолжало бы двигать повозку вперед. Таким образом, экипаж представлял собой прообраз современного полноприводного автомобиля повышенной проходимости.

Достоверную информацию о механических экипажах можно получить в более поздних трудах великого итальянского ученого Леонард да Винчи (XV—XVI ев). Модели его «безлошадных экипажей» приводились в действие слугами, шагающими рядом с повозкой или находящимися на ней.

Проект безлошадного экипажа, разработанный Альбрехтом Дюрером в 1526 г.

Парус — полотнище большой площади, предназначенное для преобразования энергии ветра в энергию движения.

Совершенно безошибочно можно утверждать, что первой конструкцией безлошадной повозки была яхта на колесах. Построил ее Симон Стевин приблизительно в 1600 г. В те времена в Китае, России и Англии уже предпринимались попытки использовать ветер как силу, приводящую  движение экипажи. Стевин, способный техник, приступил к разработке колесной яхты по заказу монарха Мауриция Оранского, сына Вильгельма I Молчаливого, известного полководца и создателя армии Нидерландов. Парусный транспорт Стевина мог перевозить 28 человек и был оснащен двумя парусами. Утверждали, что, передвигаясь на четырех колесах по дороге в окрестностях Шеверингена (Голландия), он развивал скорость до 24 км/ч.

Однако применение паруса не сделало настоящего переворота в дорожной технике. Такие паруса используются и сейчас, но их применение ограничено лишь спортивными буерами, движущимися по льду. Поэтому поиски практичного и более совершенного способа замены лошадей механическим приводом продолжались.

Возвращаясь к проектам движения экипажа под действием силы человека, рассмотрим прообраз существующей до сих пор инвалидной коляски, которую сконструировал в конце XVTI в. Стефан Фарффлер из Нюрнберга. Эта трехколесная повозка двигалась с помощью двух ручек, которые человек вращал руками. Благодаря такому приводу на этой повозке можно было перемещаться с места на место без помощи ног.

Самоходный экипаж, изготовленный Бертольдом Хольцшурером в 1558 г. Он приводился в движение двумя людьми, вращающими рукоятки.

Педальный экипаж Джона Беверса. XVII в.

В России, как и во всем мире, тоже предпринимались попытки создания «самобеглой коляски». В 1741 г. механик-самоучка Леонтий Лукьянович Шамшуренков послал в Нижегородскую губернскую канцелярию «доношенье» с описанием такого механизма. Так как изобретатель был неграмотен, бумаги за него писал некто Федор Родионов.

И тут произошла история, которую можно было бы назвать анекдотичной, если бы она не имела таких неприятных последствий для изобретателя. На Шамшуренкова было аведено уголовное дело. А произошло все из-за досадной ошибки. Племянник Шамшуренкова, переписывая «доношенье», случайно перечеркнул в черновике титул императрицы. И надо лее было так случиться, что именно этот черновик попал в руки царских чиновников. Шамшуренкова обвинили в «помарании царского титла».

Лишь через десять лет, 21 июня 1751 г., московская сенатская контора заинтересовалась его изобретением. В сопровождении солдата Шамшуренкова доставили в столицу.

Триумфальный экипаж конструкции Йоханна Хауча. В 1649 г. его использовали во время коронации Карла Густава Шведского. Его приводили в движение двое слуг, укрытых внутри кузова.

Коляску мощностью в две человеческие силы (в движение ее, вращая ворот, приводили двое мужиков) наконец-то построили, она развивала скорость 15 км/ч. Шамшуренкову выдали из казны 50 рублей наградных и отправили домой.

Другим не менее интересным проектом стала разработка Ивана Кулибина — изобретателя и механика, на счету которого были проект моста через Неву, изобретение прожектора, семафорного телеграфа и многих других механизмов.

Понимая, что транспорт с ограниченной силой тяги должен быть прежде всего легким, Кулибин построил в 1791 г. трехколесную самоходную коляску, вмещающую двух пассажиров. Привод осуществлялся с помощью педального механизма. Чтобы облегчить усилия человека, Кулибин установил маховик в горизонтальной плоскости, став тем самым первооткрывателем аккумулятора механической энергии. Кроме этого, на коляске изобретателя было установлено устройство, напоминающее современную коробку передач, что давало возможность увеличивать силу тяги при разгоне и преодолении подъемов, а также тормоз в механизме привода задних колес.

Леонтий Шамшуренков с моделью своей «само-беглой коляски».

«Самокатка» Ивана Кулибина с педальным приводом. 1791 г.

Штурвал управления самоходной повозки, как и рулевой привод, напоминал корабельное рулевое устройство.

Кулибин обратил внимание, что для движения по ровной дороге коляске достаточно придать силу, равную 20 кг. Человек вполне мог с этим справиться. Но даже при небольшом подъеме необходимо было увеличивать усилие в три раза. Либо слуга начнет работать с большим напряжением, либо следует уменьшить скорость. Это натолкнуло изобретателя на создание прообраза современной коробки передач. Несколько шестеренок различного диаметра, расположенных на одном валу, позволяли уменьшать скорость в два и три раза. При этом во столько же раз можно было выиграть в силе. Это позволяло слуге всю дорогу нажимать на педали равномерно, не напрягаясь.

Прародителем современного мотоцикла можно смело считать обычный велосипед. Существует мнение, что первый в мире велосипед был построен в России в 1800 г. крепостным уральским мастером Ефимом Артамоновым. Самокат, как называл этот транспорт сам изобретатель, отличался удивительной надежностью — Артамонов умудрился добраться на нем от Урала до Петербурга, передвигаясь со средней скоростью 10 км/ч. Попав на коронацию Александра I летом 1801 г., он привел царя в восторг своей чудо-машиной, за что получил 50 рублей и вольную.

Во Франции первый аппарат, напоминающий современный велосипед, появился в 1808 г. Он был изготовлен из дерева и состоял из перекладины, соединяющей два колеса. В отличие от современного велосипеда, у него не было руля и педалей.

Легкий самокат, позволявший человеку передвигаться достаточно быстро и без особых усилий, был изобретен немецким изобретателем Карлом Фридрихом Драйзом. В 1816 г. он построил машину, напоминающую современный велосипед. Едва появившись на улицах города, она получила название «беговой машины», так как ее хозяин, отталкиваясь от земли ногами, фактически бежал. Для сохранения обуви перед поездкой человек одевал специальные носки, изготовленные из металла. Вид у этой машины и ее ездока был забавный, но тем не менее она позволяла развивать скорость до 15 км/ч. Кроме того, в отличие от французской машины 1808 г., аппарат Драйза имел руль — устройство, позволяющее поворачивать переднее колесо и тем самым менять направление движения.

Веломобиль — трех- или четырехколесная машина для передвижения с приводом от двух педалей.

Двигатель — энергосиловая машина, преобразующая энергию рабочего тела (пружины, пара, бензина) в механическую работу.

Во второй половине XIX в. беговую машину Драйза снабдили педалями и резиновыми шинами, несколько позже добавили цепную передачу... и получился велосипед в современном понимании этого слова.

Самоходные коляски, которые мы сейчас назвали бы веломобилями, не нашли широкого применения из-за того, что сила тяги, развиваемая человеком, была слишком мала. Необходим был легкий, но мощный двигатель или значительное уменьшение массы повозки.

Несмотря на большую популярность велосипедного транспорта в некоторых странах мира, в целом этому изобретению не удалось решить транспортные проблемы человека. Оставался последний способ создать «безлошадный экипаж;» — установить на нем двигатель.

Велосипед. 1808 г.