Автомобиль за 100 лет

Долматовский Ю. А.

Неожиданное препятствие

Мировое автомобильное «поголовье» достигло к середине 20-х годов более 30 млн. машин, из них 20 млн. в США, по миллиону — в Англии и Франции, полмиллиона — в Германии, по 100—150 тыс. — еще в нескольких капиталистических странах. Доля грузовиков и автобусов составляла в среднем 15% (в Европе до 25%). На каждый автомобиль приходилось в США пять жителей, в других автомобилизированных странах сорок — шестьдесят. В США на каждую тысячу выпускавшихся ежегодно автомобилей требовалось около 150 рабочих и служащих, в Европе — 500—600 человек. На производство и содержание автомобилей расходовались миллионы человеко-лет труда и значительное количество материалов и топлива, а по некоторым материалам — половина всего их расхода и более.

Сейчас трудно представить себе, что эта всемирная система автомобильного дела, по существу, стихийно образовалась в результате активности нескольких десятков конструкторов-изобретателей, действовавших по древнему методу проб и ошибок. Все вместе сложилось в ставшую надолго традиционной структуру автомобиля, будь то легковой автомобиль «для всех», средний, большой или грузовик.

От автомобиля требовали все больших удобств и все более высокой скорости, достижение которой становилось возможным благодаря усовершенствованию дорог, Тут-то и обнаружилось, что традиционная структура лишь до известной степени могла соответствовать новым требованиям, она оказалась на пределе своих возможностей.

Если у «предков» с их жесткими колесами и малой скоростью решение проблемы сводилось к выбору размеров колес и изготовлению крепкой рамы плюс выбор рессор с желаемой эластичностью, то перед конструктором автомобиля 20-х годов возникала как будто неразрешимая задача, сводившаяся к следующему. Автомобиль с тяжелым кузовом каретной конструкции и мягкими баллонными шинами вдруг по непонятным причинам отказывался подчиняться водителю даже на очень хороших дорогах и особенно на большой скорости. Не менее загадочными были и колебания передних колес, причем опять-таки на хороших дорогах. И еще одна задача: все сооружение, хоть в него и вкладывали сотни килограммов металла, дерева и резины, быстро расшатывалось и начинало отчаянно скрипеть. Положение усугублялось явной слабостью тормозов.

Что-то надо было менять. Но что и как? Теперь на методы проб и ошибок уже нельзя было полагаться. Слишком ответственные задачи стояли на повестке дня. Нужны были научные методы решения поставленных жизнью технических проблем.

Тем временем множились компромиссные решения. В попытках убрать колебания переднего колеса (им присвоили термин «шимми» по названию модного в те годы танца) вводили в конструкцию подвески хитроумные вспомогательные устройства и обязательную балансировку колес; кое-кто из автостроителей отступил от баллонных шин к более жестким «полубаллонным». Недостаточную жесткость структуры в целом приняли до поры до времени как неизбежную. Кузовщик Шарль Вейман предложил «гибкий» кузов с резиновыми втулками в соединениях деталей и... кожаной облицовкой вместо стальной.

Все эти меры не закрепились в конструкции автомобиля. Лишь две из них оказались долговечными: введение тормозов на передних колесах и создание более крепкой рамы. (Пока рама существовала на легковых автомобилях.)

Еще до создания теории автомобиля из простого наблюдения за его поведением стало ясно, что при торможении он «клюет носом», нагрузка от подрессоренной массы сосредоточивается на передних колесах. Значит, задние тормоза становятся в самый ответственный момент неэффективными! После продолжительной дискуссии, в которой главный довод оппонентов передних тормозов сводился к предсказаниям неминуемого «сальто-мортале» автомобиля, все же создали конструкцию тормозов и шарнирного привода к ним, и она вполне оправдала себя. Любопытный штрих: пока ездили автомобили и с новыми и со старыми тормозами, на первых устанавливали сзади особый знак — цифра «4» над изображением колеса, — чтобы предупреждать водителей других автомобилей о возможном резком торможении. Необходимость умножать силу водителя, чтобы затормаживать тяжелую быстроходную машину, привела к изобретению гидравлического, вакуумного (от впускного трубопровода двигателя) и пневматического тормозного привода. Кстати, тем самым упрощался и привод тормозов на передние колеса. Гидропривод был впервые установлен в 1924 году на автомобиле «Крайслер» (США).

Брусья рамы сделали коробчатыми, усилили крестообразными поперечинами, жестко крепили на ней кузов и двигатель. Например, блок двигателя «Испано-Сюиза» имел прилив в виде плиты, намертво соединявшей двигатель с бруьсями рамы.

Так в классическую схему внесли улучшения, которые не изменили ее в принципе, но на какое-то время разрядили кризис. Вместе с тем они его и обострили: к колебаниям передних колес добавилось влияние тормозного усилия, а мощная рама утяжелила автомобиль.

Но вот наука решила задачу. Вывод звучал, как приговор: классическая компоновка при всей ее внешней уравновешенности смертельно больна; «шимми» неизбежно, пока не будет ампутирована балка передней оси, на которой взаимосвязанно смонтированы колеса, и пока не будут изменены связи колес с рамой, рессорами, тормозами и рулевым приводом. Эти связи тянут и толкают колесо в разные стороны под действием неровностей дороги и других внешних сил. И еще должно быть создано такое устройство для подвески колес, которое обеспечит их перемещение независимо друг от друга по определенной, очень точной траектории, для чего упомянутое устройство должно иметь жесткую опору. Причем все это относится к движению автомобиля с высокой скоростью по гладкому асфальту, а не по плохим дорогам.

Наибольший вклад в теорию устойчивости автомобиля внес английский инженер и исследователь Морис Оллей (1889—1970), работавший сначала на фирме «Ролле — Ройс», а затем в системе концерна «Дженерал-Моторз» (США).

Некоторые конструкторы и раньше интуитивно приходили к тем же выводам: Винченцо Лянча — в Италии, Сенсо-де-Лаво, Коттен-Дегут и братья Сизер — во Франции, Ледвин-ка — в Чехословакии. Теперь рациональность их конструкций получила научное обоснование.

Лянча (1881 —1937) был человеком трудолюбивым, изобретательным и общительным. Быстро приобретал друзей, особенно среди любителей автомобилизма, каким был и сам. Сложился сильный коллектив конструкторов и спортсменов. Машины Лянча побеждали в гонках, серийные модели отличались тщательностью исполнения, техническими новинками. В частности, на модели «Гамма» впервые в истории было применено электрическое освещение в качестве стандартного оборудования.

Модель «Лямбда» начала 20-х годов не принадлежала ни к одному из двух главных направлений в автомобильной технике — ни к дорогим машинам, ни к автомобилям крупносерийного производства, поскольку автомобили в Италии с ее в то время бедствующим населением вообще были мало распространены. «Лямбда» была средней по размерам, массе и цене. Но ее конструкцию никак нельзя назвать средней. Она опрокидывала все представления об автомобиле, являла нечто совершенно новое.

«Лямбда» ниже современных ей легковых автомобилей, так как под кузовом нет рамы. Ее роль выполняет кузов. Он превращен в решетчатую коробку вроде фермы моста. Коробка несет на себе все механизмы, опираясь на передние и задние колеса, как мост на быки. Получился кузов, который впоследствии назвали «несущим». Устранение рамы, естественно, облегчило автомобиль. Кузов легкий, цельнометаллический, а не каретной конструкции. Балки передней оси уже нет, листовые рессоры заменены пружинами в трубчатых стойках. Ось каждого переднего колеса закреплена на стержне, он перемещается внутри стойки, сжимая пружину. Колесо независимо от другого приспосабливается к неровностям дороги, не подвергая кузов качке. Такая подвеска получила название независимой. Четыре цилиндра двигателя расположены в два ряда под острым углом. В результате короткий и легкий двигатель развивает 50 л. с. (37 кВт). В сочетании с малой массой автомобиля такая мощность дает «Лямбде» скорость до 115 км/ч и разгон с места до 100 км/ч всего за полминуты — очень хорошие показатели для 20-х годов.

Хотя многие одобряли смелость В. Лянча и называли «Лямбду» опережающей свое время на 20 лет, все же никто из фабрикантов до 30-х годов не решился последовать его примеру. Не так-то просто перестроить налаженное производство.

Конструктор «Татры» Г. Ледвинка (1878—1967) тоже подверг общепринятую схему автомобиля суровой критике. Раму он заменил хребтовидной трубой, проходящей вдоль середины автомобиля. Двигатель и главная передача крепятся на концах трубы, внутри которой проходит вал. Полуоси, в свою очередь, заключены в трубы, качающиеся на хомутах вокруг главной трубы. На концы полуосевых труб опирается поперечная рессора. Кузов стоит на поперечинах, закрепленных на главной трубе.

В кузове и конструкции «Татры-12» нет ничего лишнего, никаких украшений. Капот, напоминающий утюг, и крылья откидываются вместе для доступа ко всем механизмам. Цилиндры охлаждает встречный поток воздуха. Все вместе создает оригинальную, очень простую, стройную, прочную и легкую конструкцию. Масса машины с открытым четырехместным кузовом равна всего лишь 680 кг (меньше, чем у нынешнего «Запорожца»). Двигатель развивает 12 л. с. (9 кВт).

«Татра» одержала внушительные победы в труднейшей из европейских автомобильных гонок — на приз «Флорио» по горам острова Сицилия и в международном пробеге длиной 5300 км по маршруту Ленинград — Тбилиси — Москва в 1925 году. Почти половина маршрута вообще не была замощена, а на остальном его протяжении лежал крупный булыжник. В пробеге приняли участие 78 машин, 28 из них не смогли его закончить. «Татра» благополучно прошла весь путь, закончив гонку намного раньше других автомобилей.

«Татра-12» выпускалась почти без изменений еще 5 лет. Появились у нее «родственники» и за границей — в Германии, в Советском Союзе (см. главу пятую).

У автомобиля «Сенсо-де-Лаво» — литая рама из легкого сплава образует нижнюю часть кузова, балка передней оси качается на среднем шарнире, пружинящим элементом служат не рессоры, а резиновые блоки, имеется автоматаческая трансмиссия. Машина была очень сложной, ненадежной и выпущена лишь в нескольких экземплярах, но ее подвеска и рама проложили, как и элементы автомобилей «Лян-ча» и «Татра», дорогу последующим конструкциям.