Семен Федосеев - Все танки Первой Мировой. Том I

В 1911 г. швейцарец Альфред Бюхи патентует в США принцип турбонаддува (увеличения мощности двигателя за счет принудительной подачи воздуха в рабочий цилиндр с помощью компрессора, вращаемого через турбину отработанными газами двигателя).

Развитие двигателей внутреннего сгорания требовало научно-исследовательских работ. Так, в 1906 г. профессор Московского Императорского высшего технического училища В.И. Гриневецкий разработал метод теплового расчета двигателей, впоследствии выдающийся вклад в эту теорию внесли профессора Н.Р. Бриллинг и Е.К. Мазинг.

К моменту появления «самодвижущихся экипажей» уже были известны и даже отработаны многочисленные варианты силовой передачи (трансмиссии), нашедшие впоследствии применение в автомобилях, тракторах, танках. Скажем, еще в 1545 г. Дж. Кардано предложил всесторонне подвижный крестообразный шарнир, поныне известный как «кардан». Издревле были известны цепная, ременная, шестеренчатая передачи. Промышленная революция XIX в. потребовала новых схем и элементов силовых передач для привода станков в цехах и различных механизмов. В 1834 г. американский инженер Робертс изобрел дифференциал, в 1843-м англичанин Хилль создал механическую коробку передач. Все это еще предстояло привнести в «самодвижущиеся экипажи». Первые автомобили использовали трансмиссию, заимствованную от фабричных станков — с системой шкивов и ремней. Так, у четырехколесного автомобиля Даймлера вращение на промежуточный вал трансмиссии передавалось при помощи шкивов и перекидываемых ремней, с вала на колеса — через шестеренчатые передачи. Трехколесный автомобиль Бенца имел ременную передачу от двигателя на шкив трансмиссии, дифференциал в качестве механизма поворота и цепные передачи на ведущие колеса. Но с ростом мощности двигателей ремни уже не выдерживали нагрузок. В 1890-е годы французская «Панар-Левассор» применила на своих автомобилях коническое сцепление, коробку передач в виде шестеренчатого редуктора и цепную передачу вращения на колеса. К 1894 г. «Панар-Левассор» построила, по сути, первый автомобиль классической компоновки (переднее расположение двигателя, за двигателем установлены сцепление, шестеренчатая коробка передач, дифференциал, цепная передача на задние ведущие колеса, знаменитый «Мерседес» появится только в 1901 г.). В 1897 г. автомобиль «Панар-Левассор» участвовал в маневрах французской армии, в связи с чем и считается первым «военным» автомобилем, хотя справедливости ради нужно отметить, что первой автомобили, созданные специально по требованиям военного ведомства, начала выпускать фирма «Рено» (об этом нам еще предстоит вспомнить далее).

И в этот же период в Европе и США возникают предприятия по серийному производству автомобилей, положившие начало известным фирмам — «Даймлер» в 1890 г., «Пежо» в 1896 г., «Рено» в 1899 г., «Фиат» в 1899 г. и др. Франция, надо отметить, одно время опережала другие страны по объемам производства автомобилей, но к началу Первой мировой войны ее опередили США.

Первой «войной моторов» стала Первая мировая война, но двигатель внутреннего сгорания обратил на себя внимание военных задолго до Первой мировой — им планировали заменить обозных и артиллерийских лошадей. Уже с 1890-х годов военные начинают формулировать соответствующие требования к автомобилям. В те же годы на транспорте, в сельском хозяйстве, на дорожных работах начинают использовать тракторы с двигателями внутреннего сгорания.

Параллельно с тепловыми двигателями развиваются и электрические, которых нам тоже придется коснуться в дальнейшем. В 1834 г. в России профессор Б.С. Якоби демонстрирует опытный электрический двигатель с вращающимся якорем. Вскоре начинаются опыты с использованием электродвигателя на транспорте. И если различные «электромобили» остаются опытными, то на железнодорожном транспорте электрическая тяга находит себе широкое применение. Уже в 1838 г. Р. Дэвидсон испытывает электрическую железнодорожную тележку на дороге Глазго — Эдинбург. В 1879 г. свой электровоз демонстрирует Вернер фон Сименс, в 1883-м — американский изобретатель Лео Дафт. К 1900 г. электрические локомотивы и вагоны с тяговыми двигателями работают на железных дорогах ряда стран. В 1881 г. в Германии появляется первый электрический трамвай. На многих предприятиях устанавливают станки с электроприводом и собственные электростанции с тепловым двигателем, приводящим во вращение электрогенератор. Соответственно появляются и первые варианты электрической трансмиссии для транспортных машин с тепловыми двигателями. Так, в 1908–1909 гг. Фердинанд Порше в Австро-Венгрии разрабатывает конструкцию активного автопоезда с бензоэлектрической силовой установкой — бензиновый двигатель приводил во вращение электрогенератор, напряжение от которого подавалось на электродвигатели колес тягача и прицепов. Такие автопоезда («A-Цуг» и «Б-Цуг») фирма «Аустро-Даймлер» поставляла австро-венгерской армии.

Гусеничный ход гораздо «моложе» колесного — если колесо, посаженное на ось, встречается в IV тысячелетии до н. э., то гусеничный движитель появляется только в XVIII в. нашей эры. И то лишь в виде эскиза.

В 1713 г. во Французскую академию наук поступил проект д’Эрмана, описанный как «тележка нового устройства с приспособлением для уменьшения трения». Согласно проекту, грузовая платформа ставилась на раму с подобием одной широкой гусеницы в виде набора деревянных катков, соединенных в цепь и обкатывающихся вокруг рамы с роликами с низу платформы. В этом прототипе Катковой гусеничной цепи, который сам д’Эрман назвал «четками из катков», можно увидеть развитие еще более древнего, нежели колесо, способа перемещения грузов волоком с подкладыванием под них деревянных катков. Идея д’Эрмана получила одобрение французских ученых, но не нашла практического применения.

Так должен был выглядеть катковый движитель («четки из катков») д’Эрмана, проект 1713 г.

Целый ряд проектов гусеничных повозок появляется в конце XVIII — начале XIX в. Тому «виной» и растущая потребность в транспорте, и развитие паровых железных дорог. У последних были свои предшественники. На горных разработках Центральной Европы, например, деревянные рельсовые (лежневые) пути использовались еще в XVI в. Около 1630 г. их стали снабжать опорными поперечинами — шпалами. В 30-е годы XVIII в. стали использовать чугунные рельсы-направляющие, повозки также получили чугунные колеса. В 1767 г. Ричард Рейнольдс уложил на подъездных путях к шахтам и рудникам Колбрукдэйла рельсы желобообразного профиля. В 1776 г. инженер Бенджамен Керр там же, в Англии, ввел первый уголковый рельс, препятствовавший соскакиванию колес вагонетки. В 1789 г. инженер Уильям Джессоп на рудниковых копях в графстве Лейчестер использовал рельс грибовидного профиля — прообраз современного — в сочетании с катком с ребордой по краю. В конце XVIII в. железо дешевеет, и в 1803 г. инженер Никсон вводит рельсы из сварочного железа. Вагонетки по таким дорогам катили вручную или с помощью животных. Лошадь могла везти по рельсам груза раза в четыре больше, чем по грунту. В России первые металлические внутризаводские рельсовые дороги с уголковым рельсом выполнил в 1760-е годы горный инженер К.Д. Фролов на реке Кораблихе. Его сын П.К. Фролов в 1806–1809 гг. построил чугунную дорогу между тем же заводом на Кораблихе и Змеиногорским рудником.