История развития первых автомобилей

С этого времени, вероятно, можно вести и историюавтомобилей, хотя первые по-настоящему автомобильные транспортные средства появились позже — в начале прошлого века. Конструкторам первых автомобилей было чем заняться, помимо кузова, поэтому первые «безлошадные повозки» были не более чем моторизированными каретами. И в случае выхода из строя двигателя, вместо него можно было по старинке использовать парнокопытное животное мощностью в одну лошадиную силу. Проследим основные этапы истории автомобилестроения.

Карета с двигателем

У каретных дел мастеров первые автомобильные конструкторы заимствовали не только сами экипажи, но и их названия. Слова купе, фаэтон, кабриолет, ландо были в ходу еще до появления автомобиля. Помимо самих кузовов первые автомобили заимствовали у конных экипажей такие элементы конструкции, как подвеску, колеса.

Кузов или, как его тогда называли во многих странах, «кароссери» долгое время изготавливали каретные мастера, которые одновременно делали конные экипажи. Поэтому первые автомобили зачастую были похоже на кареты, покинутые лошадьми. Причем, иногда на передок кузова моторной коляски ставили муляж конской головы, чтобы придать автомобилю сходство с экипажем. Иные конструкторы даже предлагали снабжать автомобиль оглоблями с подвешенными к ним чучелами лошадей, а внутри чучела размещать багажник, радиатор и топливный бак.

Несмотря на всю архаичность конструкций на заре автомобилизма, надо отдать должное тем мастерам, все тогдашние автомобили изготавливали с исключительной тщательностью. Связано это было не только с тем, что хозяевами первых автомобилей были люди влиятельные, знатные и весьма требовательные, от которых лучше не иметь никаких рекламаций, но и с часто более высокой скоростью автомобиля, по сравнению с конным экипажем. На рубеже веков некоторые автомобили уже достигали скоростей на порядок превышающих конные. Кузов с мотором испытывал значительные динамические нагрузки и любой брак давал о себе знать. Кузова автомобилей  начала прошлого века изготавливались из дерева и снаружи обивались фанерой или жестью на выбор клиента — алюминиевой, медной и железной. Наружные панели также лакировались и полировались до зеркального блеска, а изнутри салон обтягивался, как правило, или кожей, или сукном. Любопытная деталь той поры: поскольку кузова были не несущими и крепились к раме, владельцы наиболее дорогих автомобилей просили изготовить для них сразу два автомобильных кузова: «летний» (открытый) и «зимний» (закрытый), которые в зависимости от сезона закрепляли на одной и той же раме. Так что нынешние концепт-кары GM, предусматривающие возможность быстрой смены кузовов, устанавливаемых на единой платформе, — это «хорошо забытое старое».

Сходство автомобиля и конного экипажа на первом этапе истории было связано еще и с тем, что скорости карет и автомобилей сначала отличались незначительно, что позволяло даже не задумываться об аэродинамике и прочих вещах, учет которых необходим при конструировании современных автомобилей. Однако со временем появляются многоцилиндровые, все более мощные, двигатели, установка которых на автомобиль постепенно превращает быка в трепетную лань. Становится очевидным, что прежняя оболочка требует модернизации. Так пути автомобильных конструкторов и каретных мастеров расходятся.  Впрочем, остановимся еще ненадолго на первом этапе истории автомобилей.

Среди автомобилистов той поры популярным было слово runabout (ранэбаут). В США так до начала 20-го века называли все двухместные машины. Впрочем, машины со складным верхом чаще называли фаэтонами. При этом, именно фаэтоны пользовались особой популярностью у знати, поэтому не случайно концерн Volkswagen выбрал для своей модели представительского класса именно это название. Менее роскошными и меньших размеров были стенхоупы и виктории — автомобили для скромных представителей буржуазии, как сейчас бы сказали, преуспевающих менеджеров среднего звена. Такие названия получили особое распространение в США.

В Европе в ходу было другое слово вуатюрет (Voiturett): так называли легкие французские автомобили. А более просторные семейные автомобили, рассчитанные на четырех, а порой и на шесть пассажиров, именовали серри и брики. В начале прошлого века практически все автомобили были открытыми и можно было не рискуя ошибиться назвать любой открытый автомобиль «турером» или «всепогодным турером», если у машины был складной или съемных верх. Закрытые автомобили начали появляться лишь незадолго до Первой мировой. Причем, если это были роскошные закрытые автомобили сиденье шофера все равно оставалось под открытым небом: считалось, что шофер (в прошлой жизни, кучер) не может, как слуга ехать под одной крышей с господами. С тех пор ведет свою историю известный ныне тип кузова под названием лимузин. Правда, ныне шофер ездит уже под крышей, но по-прежнему от пассажиров его отделяет перегородка. В то время стали употребляться и два других ныне широкораспространенных термина — купе и седан. Так стали называть двухместные и четырехместные закрытые экипажи. Слово «седан», кстати, пришло к нам из Штатов, в Европе седаны предпочитали называть салунами.

Самолеты на колесах

Над вопросами аэродинамики массовых автомобилей начали серьезно задумываться после Первой мировой войны. (Аэродинамикой гоночных автомобилей занимались еще в самом начале 20-го века.) С одной стороны, это было связано с тем, что скорости автомобилей значительно возросли — и сопротивлением воздуха уже нельзя было пренебрегать, с ним надо было бороться. С другой стороны, причиной всплеска разработок в области аэродинамического кузова стало то, что после войны в автомобильных компаниях работали бывшие авиаконструкторы, знавшие не понаслышке, что такое хорошая аэродинамика. В целом, если на первой этапе автомобильной истории создатели кузовов учились у каретных мастеров, то после войны — у авиаконструкторов. Уменьшение аэродинамического сопротивления достигалось двумя способами — уменьшением площади поперечного сечения автомобиля и приданием ему обтекаемой формы. Обычно применяли два способами одновременно. На дорогах появляются туреры под названием «торпедо». Эти автомобили были ниже современных им фаэтоном, имели сравнительно маленькое поперечное сечение, спинки сидений не выступали за борта. Эти скоростные автомобили с их красивыми, стремительными формами сразу же покорили сердца большинства автомобилистов, и к 1920 году мало кто уже выпускал туреры иного типа.

В тоже время компании, выпускавшие автомобили, начали проводить испытания крупномасштабных моделей автомобилей в аэродинамических трубах. Результаты испытания привели к тому, что вскоре более обтекаемыми стали передняя и задняя часть кузова, все меньше у кузова становилось выступающих частей, в частности запасное колесо все чаще стали скрывать в недрах кузова. По данным уже упоминавшегося историка Александра Моравского, если в начале второго десятилетия прошлого века коэффициент воздушного сопротивления для легковых автомобилей в среднем составлял 0,065, то к началу 1930-х значение коэффициента у многих моделей было доведено до 0,03. При этом в среднем в два раза была уменьшена площадь поперечного сечения автомобилей, что значит, что величину абсолютного сопротивления удалось уменьшить примерно в 4 раза. Автомобили стали уже и длиннее, но главное значительно быстрее.

В двадцатых годах своими аэродинамическими автомобилями на общем фоне выделялся немецкий авиаконструктор Эдмунд Румплер. Его автомобили имели форму лодки с почти прямоугольным профилем. Другой бывший авиаконструктор Пауль Ярай придавал своим автомобилем авангардную обтекаемую форму: говорили, что он выпускает не автомобили, а гигантские сигары. Одним из самых больших достижений в деле автомобильной аэродинамики считается появление в 1934 году модели Chrysler Airflow («Воздушный поток»). Автомобиль имел широкий, короткий, покатый капот, наклонную заднюю стенку, поставленные под углом стекла спереди и сзади, при этом сам по себе кузов был низкий. Естественно, машина отличалась хорошей аэродинамикой и в будущем стала примером для подражания. При этом модель Airflow была революционной не только с позиций аэродинамики, этот автомобиль стал первым большим обтекаемым автомобилем с несущим кузовом!

С рамой и без

Как известно, долгое время в основе всех легковых автомобилей лежала рама. На раме крепились все основные элементы конструкции — двигатель, коробка передач, передний и задний мосты, подвеска и, разумеется, сам кузов. Обычно рама состояла из двух продольных балок и нескольких поперечных. Первоначально для автомобилей пробовали использовать изящные рамы из стальных трубок, рамы «велосипедного» образца, но когда скорости, а соответственно и динамические нагрузки возросли, стали применять лонжеронные рамы из прочных и жестких стальных профилей. Впрочем, еще в 1903 году, около 32% автомобилей имели деревянные рамы и 14% — трубчатые. На протяжении первой половины прошлого века автомобильная рама претерпевала постоянные изменения и появлялись новые типы рам (например, хребтовая, предложенная конструктором автомобилей Tatra Гансом Ледвинкой — она и сейчас применяется на грузовиках этой марки). Но несмотря на то, что год от года рама становилась все сложнее и совершеннее, в 1920-30-х многие конструкторами овладела идея от нее отказаться вовсе. Среди пионеров был итальянский конструктор Винченцо Лянча, который к 1922 году сконструировал модель Lancia Lambda — первый в мире автомобиль с несущим кузовом! Позже к идее несущего кузова пришли и другие. У все большего количества автомобилей функции рамы стал выполнять несущий цельнометаллический кузов. Главным преимуществом безрамной конструкции была возможность существенно снизить высоту кузова: ниже стал центр тяжести автомобиля, лучше стали его устойчивости и управляемость. Автомобиль стал способен развивать куда более высокие скорости, настала пора задуматься о пассивной безопасности.

Жесткий и податливый

О пассивной безопасности, то есть о возможности минимизировать последствия аварии, всерьез не задумывались в течение более полувека с момента появления автомобиля. Как сделать так, чтобы в случае серьезной аварии, водитель и пассажиры пострадали в минимальной степени? Вопрос был разрешен Белой Барени, конструктором компании Daimler-Benz, которого называли «отцом пассивной безопасности». В 1952 году Бела запатентовал основной принцип пассивной безопасности. Согласно ему, кузов автомобиля должен состоят из двух основных частей: жесткой недеформированной «клетки» салона (пространства для водителя и пассажиров) и сминаемых при столкновении передней и задней частей, поглощающих энергию при ударе об препятствие. В течение нескольких лет ремни безопасности становятся неотъемлемой частью оборудования легковых автомобилей. Позже появляются подушки безопасности, «активные» подголовники, все большую популярность приобретают краш-тесты, позволяющие определить, как поведет себя кузов того или иного автомобиля в случае аварии. Все направлено на защиту водителя и пассажиров.