Самодвижущиеся повозки

Попытки освободиться от конной тяги: парусные повозки; конструкции Леонардо да Винчи; повозка Альбрехта Дюрера со всеми приводными колесами; "Самобеглая коляска" Леонтия Шуренкова со счетчиком пробега; "Самокатка" Ивана Петровича Кулибина. Использование трансмиссии со ступенчатым изменением передаточного числа и маховика, позволяющих приспособить силовой привод к условиям движения.

Начиная с XV века появлялись десятки самодвижущихся (развлекательных или военных) экипажей и их проектов. Тут и конструкции великого итальянца Леонардо да Винчи, которые приводились в действие слугами, шагающими рядом с повозкой или находящимися на ней самой; и повозка германского художника Альбрехта Дюрера со всеми приводными колесами — если одно попадает в грязь и скользит, то другие продолжают катить повозку (прообраз полноприводного автомобиля повышенной проходимости); и русская «самобеглая коляска» Леонтия Шамщуренкова (1687—1758) со счетчиком пробега, успешно испытанная в Петербурге, подробного описания которой до нашего времени не дошло. Известно только, что ее испытания состоялись 2 ноября 1752 г.

Часовщик из Нюрнберга И. Хауч построил механическую повозку, источником движения которой была большая часовая пружина. Завода такой пружины хватало на три четверти часа езды. Повозка эта действительно передвигалась и была куплена королем Швеции Карлом, который пользовался ею для совершения прогулок по королевскому парку. Находились скептики, утверждавшие, что повозка двигалась с помощью двух человек, спрятанных внутри нее. Однако можно утверждать, что конструкция, построенная высококвалифицированным часовщиком, была снабжена соответствующим механизмом.

Самокатка Ивана Петровича Кулибина (1735—1818) была построена также в Петербурге в 1791 г. Она представляла собой трехколесную педальную коляску с маховиком и трехскоростной коробкой перемены передач. Слуга, который приводил ее в движение, находился сзади — «на запятках». Ступая на педали, он толкал тяги, они передавали усилие на зубчатое колесо храпового механизма, насаженного на ось маховика. Хотя Кулибин создавал всего-навсего очередную «диковину», предназначенную для прогулок по аллеям парка, он поставил перед собой те же задачи, которые стоят и в наше время перед конструкторами автомобилей: сделать работу коляски плавной, обеспечить ее движение не только по ровным, но и по пересеченным дорогам и на подъемах.

На ровной дороге для движения коляски с «конной скоростью достаточна сила в 20 кг. На подъеме же в 5-6° или на булыжной мостовой при той же скорости потребуется втрое большая сила. Это увеличение можно получить, если слуга будет работать с большим напряжением или если скорость уменьшится. Кулибин выбрал последнее. От оси маховика усилие передается парой шестерен на продольный вал, вращение маховика и вала передается к одному из трех колец штифтов на барабане оси задних колес. Для этого шестерню на продольном валу можно передвигать. Колеса вращаются вдвое или втрое медленнее, соответственно получается и выигрыш в силе. Слуга нажимает на педали равномерно, не напрягаясь. Храповой механизм дает самокатке «свободный ход», как у велосипеда. Когда самокатка идет под уклон или после разгона на ровной дороге, тяги скользят по зубцам храповика, слуга может отдыхать.

Единственное переднее колесо не нужно катить на повороте, как колеса экипажа, достаточно лишь поворачивать его вокруг собственной вертикальной оси. Рулевой привод состоит из двух рычагов, тяг и обода, в котором установлено колесо. При нажатии на один из рычагов тяга поворачивает обод, а с ним и колесо вправо или влево. Рулевой привод автомобиля устроен почти так же. Однако все эти хитроумные устройства не могли превратить самокатку в практически действующий самодвижущийся экипаж. Для его передвижения по булыжной дороге хотя бы со скоростью 10 км/ч требуется мощность около половины лошадиной силы (примерно 0,4 кВт). Один или два человека способны развить такую мощность, но очень недолго. Сохранились подробные чертежи самокатки. По ним построена ее модель, демонстрирующаяся в Государственном политехническом музее в Москве.

"Беговая машина" Карла Фридриха Драйза. Разработка и применение на ней "автомобильных" механизмов (подшипников качения, цепной передачи, межколесного дифференциала, пневматических шин). Назначение, принцип действия и основы устройства этих механизмов.

Мускульно-силовые самокаты на два места и более не получили распространения. Правильное решение легкого самоката, настолько легкого, чтобы человек передвигался на нем своими силами достаточно быстро, найдено немецким изобретателем Карлом Фридрихом фон Дрейз (Германия) в 1816 году. Он заменил самокатом не экипаж, а верхового коня, построил машину, похожую на будущий велосипед. Машину назвали по фамилии ее изобретателя дрезиной.

Машину назвали «беговой», так как ездок отталкивался от земли ногами, бежал по земле. Для сохранения обуви на ноги надевали металлические «носки». Поистине эта машина служила «продолжением человека»! Она была легкой и надежной, катилась со скоростью до 15 км/ч и не испытывала, как экипаж, перекосов на неровной дороге. Ее детали были легкими при достаточной прочности. Она была очень похожа на современный велосипед — имеется в виду наличие рамы, удобно расположенного сиденья, колеса, управляемого с помощью руля. Важно и то, что колеса были одинаковых размеров и располагались последовательно один за другим. Вместе с тем конструкция Дрейза еще не имела педалей. Для тех, кто привык к названию «дрезина» в современном понимании, укажем, что в настоящее время оно применяется лишь к повозкам, передвигающимся по рельсам.

Во второй половине XIX века беговую машину снабдили педалями и резиновыми бандажами (шинами), заменили деревянные колеса стальными с проволочными спицами, а сплошные деревянные и железные рамы — трубчатыми, применили шарикоподшипники. Позже появились цепная передача, пневматические шины, механизм свободного хода. На выпускавшихся для детей и пожилых людей трехколесных велосипедах, а также на спортивных двухместных стали монтировать изобретенный в 1877 году Джемсом Старлеем и почти одновременно французом Анри Пекером дифференциал — шестеренчатый механизм передачи усилия двум колесам одной оси, вращающимся при повороте с разными скоростями.

Усовершенствования велосипеда, особенно применение в его конструкции шарикоподшипников, пневматических шин и дифференциала, имели в дальнейшем большое значение и для автомобиля. Шарикоподшипники во много раз облегчали вращение колес и других деталей, уменьшая трение между подвижными и неподвижными частями. Пневматическая шина, изобретенная англичанином Уильямом Томсоном в 1845 году (была забыта и вновь изобретена Джоном Денлопом а 1888 году), смягчала удары колеса на неровностях дороги. С ее применением стало возможным делать все детали машины не такими прочными и тяжелыми — ведь вибрация машины заметно уменьшена, меньше она и расшатывалась. Да и езда стала не такой утомительной.

Что касается ветросиловых повозок — их строили вплоть до середины XIX века, — то они могли двигаться лишь по очень ровной местности и при попутном ветре. Как средство транспорта они себя не оправдали. Только современные спортивные парусные сани — буера — напоминают нам о коротком отрезке пути, по которому шло человечество, развивая свои сухопутные средства передвижения. Если самое ныне массовое из них — автомобиль — получило почти все, кроме двигателя, от экипажей, мускульных самокаток и велосипедов, то от ветросиловых повозок — ровным счетом ничего.

Дата добавления: 2014-01-20