Паровий автомобіль в XXI Столітті? Це більш реально, ніж коли-небудь

0
77

В уявленні більшості людей століття смартфонів автомобілі на паровій тязі – це щось архаїчне, що викликає посмішку. Парові сторінки історії автомобілебудування були дуже яскравими і без них важко уявити сучасний транспорт взагалі. Як ні намагалися скептики від законотворчості, а також нафтові лобісти різних країн обмежити розвиток автомобіля на пару, їм це вдавалося лише на час. Адже паровий автомобіль подібний Сфінксу. Ідея автомобіля на пару (тобто на двигуні зовнішнього згоряння) актуальна і донині.

В уявленні більшості людей століття смартфонів автомобілі на паровій тязі – це щось архаїчне, що викликає посмішку.
Так в 1865 році в Англії ввели заборону на пересування швидкісних самохідних карет на паровому ходу. Їм заборонялося пересуватися швидше 3 км/год по місту і не випускати клуби пари, щоб не лякати коней, запряжених у звичайні екіпажі. Самим серйозним і відчутним ударом по паровим вантажним автомобілям вже в 1933 році завдав закон про податок на важкі транспортні засоби. І лише в 1934 році, коли були знижені мита на імпорт нафтопродуктів, замаячила на горизонті перемога бензинових і дизельних двигунів над паровими.
Так вишукано і холоднокровно знущатися над прогресом могли собі дозволити тільки в Англії. У США, Франції, Італії середовище винахідників-ентузіастів буквально вирувало ідеями, а паровий автомобіль купував нові обриси і характеристики. Хоча англійські винаходили внесли вагомий внесок у розвиток парового автотранспорту, закони та упередження влади не дозволяли їм повноцінно брати участь у сутичці з ДВС. Але давайте про все по порядку.
Доісторична довідка
Історія розвитку парового автомобіля нерозривно пов’язана з історією виникнення та удосконалення парової машини. Коли в I столітті н. е. Герон з Олександрії запропонував свою ідею змусити пар обертати металевий кулю, до його ідеї поставилися не більше, ніж до забави. То чи інші ідеї більшою мірою хвилювали винахідників, але першим, хто поставив паровий котел на колеса був чернець Фердинанд Вербст. У 1672 році. До його «іграшці» теж поставилися як до забави. Але наступні сорок років не пройшли даром для історії парового двигуна.
Проект саморушного екіпажу Ісаака Ньютона (1680), пожежний апарат механіка Томаса Північно (1698) і атмосферна установка Томаса Ньюкомена (1712) продемонстрували величезний потенціал використання пари для здійснення механічної роботи. Спочатку парові машини відкачували воду з шахт і піднімали вантажі, але до середини 18 століття на підприємствах Англії таких парових установок вже було кілька сотень.
Принцип роботи парового двигуна
Що ж собою являє паровий двигун? Як може пар рухати колеса? Принцип парової машини простий. Вода нагрівається в закритому резервуарі до стану пари. Пар відводиться по трубках в закритий циліндр і видавлює поршень. Через проміжний шатун це поступальний рух передається на вал маховика.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Ця принципова схема роботи парового котла на практиці мала істотні недоліки.
Перша порція пара клубами виривалася назовні, а остиглий поршень під власною вагою опускався вниз для наступного такту. Ця принципова схема роботи парового котла на практиці мала істотні недоліки. Відсутність системи регулювання тиском пари нерідко призводила до вибуху котла. Для доведення котла до робочого стану потрібно чимало часу і палива. Постійна дозаправка і гігантські розміри парової установки лише збільшували перелік її недоліків.
Нову машину в 1765 році запропонував Джеймс Уатт. Він направив выдавливаемый поршнем пар в додаткову камеру для конденсації і позбавив від необхідності постійно підливати воду в котел. Нарешті, у 1784 році він дозволив завдання, як перерозподілити рух пари таким чином, щоб він штовхав поршень в обох напрямках. Завдяки створеному ним золотнику, парова машина могла працювати без перерв між тактами. Цей принцип теплового двигуна подвійної дії і ліг в основу більшості парової техніки.
Над створенням парових машин працювали багато розумних людей. Адже це простий і дешевий спосіб отримання енергії практично з нічого.
Невеликий екскурс в історію автомобілів на паровій тязі
Однак, як не були грандіозні успіхи англійців в області парових двигунів, що першим, хто поставив парову машину на колеса, був француз Нікола Жозеф Кюньо.
Перший паровий автомобіль Кюньо
Його автомобіль з’явився на дорогах в 1765 році. Швидкість пересування візка була рекордною — 9,5 км/ч. У ньому винахідник передбачив чотири місця для пасажирів, яких можна було прокатати з вітерцем на середній швидкості 3,5 км/ч. Цього успіху винахіднику здалося недостатньо.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Необхідність зупинки для заправки водою і розпалювання нового вогнища через кожен кілометр шляху не були істотним мінусом, а лише рівнем техніки того часу.
Він зважився на винахід тягача для гармат. Так на світ з’явилася триколісний візок з масивним котлом попереду. Необхідність зупинки для заправки водою і розпалювання нового вогнища через кожен кілометр шляху не були істотним мінусом, а лише рівнем техніки того часу.
Наступна модель Кюньо зразка 1770 року мала вага близько півтора тонн. Нова віз могла транспортувати близько двох тонн вантажу зі швидкістю 7 км/ч.
Маестро Кюньо більше займала ідея створення парового двигуна високого тиску. Його навіть не бентежив той факт, що котел міг вибухнути. Саме Кюньо придумав розташувати топку під котлом і возити «багаття» з собою. Крім того, його «віз» може по праву вважатися першим вантажівкою. Відставка заступника та низка революцій не дали можливості майстру розвинути модель до повноцінної вантажної машини.
Ще по темі: Легендарні американські вантажівки: фото та відео
Самоучка Олівер Еванс і його амфібія
Ідея створення парових машин мала вселенські масштаби. В північноамериканських штатах винахідник Олівер Еванс створив близько п’ятдесяти парових установок на базі машини Уатта. Намагаючись зменшити габарити установки Джеймса Уатта, він конструював парові машини для борошномельних фабрик. Проте всесвітню славу Олівер Еванс придбав за свій паровий автомобіль-амфібію. У 1789 році його перший автомобіль в США успішно пройшов сухопутний і водний випробування.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
На свою амфібію, яку можна назвати прообразом всюдиходів, Еванс встановив машину з тиском пари в десять атмосфер!
Дев’ятиметровий автомобіль-човен мав вагу близько 15 тонн. Парова машина приводила в рух задні колеса і гребний гвинт. До речі кажучи, Олівер Еванс теж був прихильником створення парового двигуна високого тиску. На свою амфібію, яку можна назвати прообразом всюдиходів, Еванс встановив машину з тиском пари в десять атмосфер!
Якщо б у винахідників 18-19 століть були під рукою технології 21 століття, ви уявляєте, скільки техніки вони б придумали!? І якої техніки!
XX століття і 204 км/ч на паровому автомобілі Стенлі
Так! 18 століття дало потужний поштовх до розвитку парового транспорту. Численні і різноманітні конструкції самохідних парових повозок стали все частіше розбавляти гужовий транспорт на дорогах Європи і Америки. До початку XX століття автомобілі на паровій тязі істотно поширилися і стали звичним символом свого часу. Як і фотографія.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
18 століття дало потужний поштовх до розвитку парового транспорту
Саме свою фотографічну компанію продали брати Стенлі, коли в 1897 році вирішили всерйоз зайнятися виробництвом парових авто в США. Вони створювали добре продаються паромобили. Але цього їм було недостатньо для задоволення своїх амбітних планів. Адже вони були лише одні з багатьох таких же автовиробників. Так було до тих пір, поки вони не сконструювали свою «ракету».
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Саме свою фотографічну компанію продали брати Стенлі, коли в 1897 році вирішили всерйоз зайнятися виробництвом парових авто в США.
Звичайно, автомобілі Стенлі мали славу надійного автомобіля. Паровий агрегат розташовувався ззаду, а бойлер розігрівався за допомогою факелів бензину або гасу. Маховик парового двоциліндрового двигуна подвійної дії обертання на задню вісь за допомогою ланцюгової передачі. Випадків вибухів котла у Стенлі Стимер не було. Але їм потрібен був фурор.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Звичайно, автомобілі Стенлі мали славу надійного автомобіля.
Своєю «ракетою» вони викликали фурор на весь світ. 205,4 км/год в 1906 році! Так швидко ще не їздив ніхто! Авто з ДВС побив цей рекорд лише 5 років тому. Фанерна парова «Ракета» Стенлі визначила форму гоночних авто на багато років вперед. Але після 1917 року Стенлі Стимер все важче переживав конкуренцію дешевого Форд Т і пішов у відставку.
Унікальні паромобили братів Добл
Цій славній родині вдалося чинити гідний опір бензиновим моторам аж до початку 30-х років XX століття. Вони не збирали машини для рекордів. Брати справді любили свої паромобили. Інакше, чим ще пояснити винайдені ними стільниковий радіатор і кнопку запалювання? Їх моделі не були схожі на малі паровози.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Брати Абнер і Джон зробили революцію в паровому транспорті.
Брати Абнер і Джон зробили революцію в паровому транспорті. Щоб зрушити з місця, його машину не потрібно розігрівати 10-20 хвилин. Кнопка запалювання нагнітала гас з карбюратора в камеру згоряння. Він потрапляв туди після розпалювання запального свічкою. Вода нагрівалася за лічені секунди, а через хвилину-півтори пар створював необхідний тиск і можна було їхати.
Відпрацьований пар прямував в радіатор для конденсації і підготовки до наступних циклів. Тому для плавного на 2000 км пробігу автомобілів Доблов було потрібно всього дев’яносто літрів води в системі і кілька літрів гасу. Такий економічності не міг запропонувати ніхто! Можливо, саме на автосалоні в Детройті в 1917 році Стенлі познайомилися з моделлю братів Добл і почали згортати своє виробництво.
Модель Е стала самим розкішним автомобілем другої половини 20-х і самою останньою версією паромобіля Доблов. Шкіряний салон, поліровані елементи з дерева і кістки слона радували заможних власників всередині автомобіля. В такому салоні можна було насолоджуватися пробігом на швидкості до 160 км/год. Всього 25 секунд відділяли момент запалювання від моменту старту. Ще 10 секунд потрібно, щоб автомобіль масою 1,2 т розігнався до 120 км/год!
Всі ці швидкісні якості були закладені в чотирициліндровому двигуні. Два поршня выталкивались паром під високим тиском 140 атмосфер, а два інших відправляли остиглий пар низького тиску в стільниковий конденсатор-радіатор. Але в першій половині 30-х років і ці красені братів Добл перестали випускатися.
Парові вантажні машини
Однак не варто забувати, що парова тяга бурхливо розвивалася і на вантажному транспорті. Це в містах парові автомобілі викликали алергію у снобів. А адже вантажі повинні доставлятися в будь-яку погоду і не тільки по місту. А міжміські автобуси і військова техніка? Там легковими малолітражками не відбудешся.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Вантажний транспорт має одну значну перевагу перед легковим – це його габарити.
Вантажний транспорт має одну значну перевагу перед легковим – це його габарити. Саме вони дозволяють розмістити потужні силові установки в будь-якому місці автомобіля. Причому вона тільки збільшить вантажопідйомність і прохідність. А як буде виглядати вантажівка – на це не завжди звертали увагу.
Ще по темі: Забутий раритет
Серед парових вантажних машин хочеться виділити англійська Сэнтинэл і радянський НАМИ. Звичайно, були і багато інших, наприклад, Фоден, Фаулер, Йоркшир. Але саме Сэнтинэл і НАМИ виявилися самими живучими і випускалися до кінця 50-х років минулого століття. Вони могли працювати на будь-якому твердому паливі – вугіллі, дровах, торфі. «Всеїдність» цих вантажівок на пару ставило їх поза впливу цін на нафтопродукти, а також дозволяло використовувати їх у важкодоступних місцях.
Трудяга Сэнтинэл з англійським акцентом
Ці дві вантажівки відрізняються не тільки країною виробника. Принципи розташування парогенераторів теж були різні. Для Сэнтинэлов характерні верхнє і нижнє розташування парових машин щодо котла. При верхньому розташуванні парогенератор подавав гарячий пар безпосередньо в камеру двигуна, який був пов’язаний з мостами системою карданних валів. При нижньому розташуванні парового двигуна, тобто на шасі, котел розігрівав воду і подавав пар в двигун по трубках, що гарантувало втрати температури.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Для Сэнтинэлов характерні верхнє і нижнє розташування парових машин щодо котла.
Наявність ланцюгової передачі від маховика парової машини на кардани було типовим для обох типах. Це дозволило конструкторам уніфікувати випуск Сэнтинэлов в залежності від замовника. Для жарких країн, таких як Індія, випускали парові вантажівки з нижнім, розділеним розташуванням котла і двигуна. Для країн з холодними зимами – з верхнім, поєднаним типом.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Для жарких країн, таких як Індія, випускали парові вантажівки з нижнім, розділеним розташуванням котла і двигуна.
На цих вантажівках застосовували безліч перевірених технологій. Золотники і клапани розподілу пари, двигуни простої і подвійної дії, з високим або низьким тиском, з або без КПП. Однак, це не продовжили життя англійським паровим вантажівкам. Хоч вони і випускалися до кінця 50-х років XX століття і навіть перебували на військовій службі до і під час 2-ї світової війни, вони все ж були громіздкими і чимось нагадували паровози. А так як в їх кардинальної модернізації не було зацікавлених осіб, то їхня доля була вирішена.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Хоч вони і випускалися до кінця 50-х років XX століття і навіть перебували на військовій службі до і під час 2-ї світової війни, вони все ж були громіздкими і чимось нагадували паровози.
Кому що, а нам – НАМИ
Щоб підняти зруйновану війною економіку радянського союзу, потрібно було знайти спосіб не витрачати ресурси нафти, хоча б у важкодоступних місцях – на півночі країни і в Сибіру. Радянським інженерам була надана можливість вивчити конструкцію Сэнтинэла з верхнім розташуванням четырехцилиндровой парової машини прямої дії і розробити свою «відповідь Чемберлену».
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
У 30-х роках російські інститути та конструкторські бюро робили неодноразові спроби створення альтернативного вантажівки для лісової промисловості.
У 30-х роках російські інститути та конструкторські бюро робили неодноразові спроби створення альтернативного вантажівки для лісової промисловості. Але кожен раз справа зупинялося на стадії випробувань. Використовуючи власний досвід і можливість вивчення трофейних паромобилей, інженерам вдалося переконати керівництво країни в необхідності такого вантажівки-паровика. Тим більше що бензин коштував в 24 рази дорожчий за вугілля. А з вартістю дров у тайзі взагалі можна не згадувати.
Група конструкторів під керівництвом Ю. Шебаліна максимально спростили парового агрегату в цілому. Вони поєднали чотирициліндровий двигун і котел в один агрегат і розташували його між кузовом і кабіною. Поставили цю установку на шасі серійного ЯАЗ (МАЗ)-200. Робота пара і його конденсація були поєднані в замкнутому циклі. Подача дров’яних чушок з бункера здійснювалася автоматично.
Так з’явився на світ, вірніше на лісовому бездоріжжя, НАМИ-012. Очевидно, принцип бункерної подачі твердого палива та розташування парової машини на вантажному автомобілі був запозичений з практики газогенераторних установок.
Доля господаря лісів – НАМИ-012
Характеристики парового вітчизняного бортового вантажівки і лісовоза НАМИ-012 були такі
• Вантажопідйомність – 6 тонн
• Швидкість – 45 км/год
• Дальність пробігу без дозаправки палива – 80 км, якщо була можливість оновити запас води, то 150 км
• Крутний момент на малих обертах – 240 кгм, що перевищувало майже в 5 разів показники базового ЯАЗ-200
• Котел з природною циркуляцією створював тиск в 25 атмосфер і доводив пар до температури 420°С
• Поповнювати запаси води можливо було безпосередньо з водойми через ежектори
• Суцільнометалева кабіна не мала капот і була висунута вперед
• Швидкість регулювалася об’ємом пари в двигуні за допомогою важеля подачі/відсічення. З його допомогою циліндри наповнювалися на 25/40/75%.
• Одна задня передача і три педаль управління.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Серйозними недоліками парового вантажівки були витрата 400 кг дров на 100 км шляху і необхідність в мороз позбавлятися від води в котлі.
Серйозними недоліками парового вантажівки були витрата 400 кг дров на 100 км шляху і необхідність в мороз позбавлятися від води в котлі. Але основним мінусом, який був присутній у першого зразка, була погана прохідність в незавантаженому стані. Тоді виходило, що передня вісь була перевантажена кабіною і паровим агрегатом, порівняно з задньої. З цим завданням впоралися, встановивши модернізовану паросильную установку на повнопривідний ЯАЗ-214. Тепер і потужність лісовоза НАМИ-018 була доведена до 125 кінських сил.
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Але, не встигла поширитися по країні, парогенераторної вантажівки були всі утилізовані у другій половині 50-х років минулого століття.
Але, не встигла поширитися по країні, парогенераторної вантажівки були всі утилізовані у другій половині 50-х років минулого століття. Втім, разом з газогенераторными. Тому що вартість переробки автомобілів, економічний ефект і зручність експлуатації були трудомісткі і сумнівні, порівняно з бензиновими і дизельними вантажівками. Тим більше що до цього часу в Радянському Союзі вже налагоджувалося видобуток нафти.
Швидкісний і доступний сучасний паровий автомобіль
Не варто думати, що ідея автомобіля на паровій тязі забуто назавжди. Зараз проявляється значне зростання інтересу до двигунів, альтернативним ДВС на бензині і дизпаливі. Світові запаси нафти не безмежні. Так, і вартість нафтопродуктів постійно збільшується. Конструктори так намагалися вдосконалити ДВЗ, що їх ідеї майже досягли свого ліміту.
Електромобілі, авто на водні, газогенераторні та паромобили знову стали актуальними темами. Здрастуй, забутий 19 століття!
Паровой автомобиль в XXI Веке? Это более реально, чем когда-либо история автомобилей
Зараз проявляється значне зростання інтересу до двигунів, альтернативним ДВС на бензині і дизпаливі.
Британський інженер (знову Англія!) продемонстрував нові можливості парового двигуна. Він створив свій Inspuration не тільки для демонстрації актуальності автомобілів паровій тязі. Його дітище зроблено для рекордів. 274 км/ч – така швидкість, яку розганяють дванадцять котлів, встановлених на 7,6 метровий боліді. Всього 40 літрів води досить, щоб скраплений газ буквально за мить довів температуру пари до 400°С. Подумати тільки, історії знадобилося 103 роки, щоб побити рекорд швидкості автомобіля на паровій тязі, встановлений «Ракетою»!
У сучасному парогенераторі можна використовувати вугілля у вигляді порошку або інше дешеве паливо, наприклад, мазут, зріджений газ. Саме тому парові автомобілі завжди були і будуть популярні.
Але щоб настав екологічно чисте майбутнє, знову необхідно долати опір нафтових лобістів.