Энергия и цивилизация - читать онлайн книгу. Автор: Вацлав Смил cтр.№ 77

Страница

Даймлер и Майбах собрали первый прототип в 1883 году, а в ноябре 1885-го они использовали двигатель с воздушным охлаждением, чтобы сдвинуть с места первый в мире мотоцикл. В марте 1886 года их более крупная (0,462 л, 820 Вт, 600 оборотов в минуту) конструкция с водяным охлаждением была установлена на экипаже с деревянными колесами (Walz and Niemann 1997). В то же самое время работавший в Манхейме Карл-Фридрих Бенц (1844–1929) спроектировал свой первый двухтактный бензиновый двигатель в 1883 году и (после того, как истек патент Отто) четырехтактный двигатель, который запатентовал в январе 1886-го. Бенц установил механизм в 500 Вт, 250 оборотов в минуту на трехколесном шасси и предъявил устройство публике 3 июля 1886 года. Комбинация революционного двигателя Даймлера, электрического зажигания Бенца и поплавкового карбюратора Вильгельма Майбаха обеспечила ключевые компоненты современного дорожного транспорта. Новая эра началась, и ведущий германский производитель сконструировал первый, по сути, современный автомобиль (примечание 5.6., рис. 5.7).

Компания Daimler-Motoren-Gesellschaft производила автомобили высочайшего качества, и в начале XX века она сосредоточилась на рынке предметов роскоши. Двумя десятилетиями позже после своего дебюта на германском рынке в середине 1880-х годов пассажирский автомобиль оставался дорогой машиной, их изготавливали небольшими сериями ремесленными методами. В американских автомобилях тогда не было ничего особенного: ведущий британский автомобильный эксперт писал в 1906 году, что «прогресс в конструкции и производстве моторных экипажей в Америке не принес чего-либо заслуживающего внимания, каких-либо прорывов по сравнению с нашей страной или континентом» (Beaumont 1906, 268). Все изменилось двумя годами позже, когда Генри Форд (1863–1947) представил «Модель Т», удобную, производимую в больших количествах, причем так, чтобы оправдать чаяния американских водителей. О его достижениях и наследии будет рассказано в следующей главе.

Рисунок 5.7. «Мерседес 35», сконструированный Вильгельмом Майбахом и Паулем Даймлером в 1901 году. Фотография с сайта Даймлера

Два брата – Уилбур Райт (1867–1912) и Орвилл Райт (1871–1948), изготовители велосипедов из Дейтона, Огайо – оказались первыми изобретателями, сумевшими совершить полет с помощью легкого двигателя внутреннего сгорания. Их аэроплан поднялся ненадолго над дюнами Китти-Хок в Северной Каролине 17 декабря 1903 года (McCullough 2015). Они были далеко не первыми, кто пытался это сделать. Девятью днями ранее Чарльз М. Мэнли предпринял вторую попытку запустить Aerodrome А с помощью катапульты с баржи на реке Потомак. Его самолет был построен благодаря гранту правительства США, полученному Сэмюэлом Пирпонтом Лэнгли (1834–1906), секретарем Смитсоновского института, и оснащен мощным (39 кВт, 950 об./мин.) пятицилиндровым радиальным двигателем. Но, как и во время первой попытки Мэнли 7 октября 1903 года, самолет немедленно рухнул в воду.

Каким образом преуспели Райты и почему ухитрились добиться успеха за пять лет с того момента, когда они, не имея никаких знаний, написали в Смитсоновский институт, чтобы получить информацию о полете? После того, как производители двигателей отказались создать машину по их спецификации, братья сконструировали двигатель самостоятельно и их механик, Чарльз Тейлор, построил его всего за шесть недель. Двигатель имел корпус из алюминия, у него не было карбюратора и запальных свечей, но четыре его стальных цилиндра объемом 3,29 л выдавали 6 кВт мощности (Gaunston 1986). Он весил 91 кг и в конечном итоге выдал 12 кВт в полете, соотношение масса/мощность у него равнялось 7,6 г/Вт. Но двигатель, пусть легкий и мощный, был далеко не единственным основанием для успеха. Братья изучили аэродинамику и осознали важность баланса, стабильности и контроля в полете, и для исследования этих свойств построили сначала планер (Jakab 1990). Они обогатили свой опыт точными и систематическими испытаниями разных профилей и форм крыла и экспериментальными полетами планеров. Их первые полеты 17 декабря 1903 года хорошо документированы (примечание 5.7, рис. 5.8).

Примечание 5.7. Первые полеты

Девятью днями позже после второго нырка Мэнли братья Райт были готовы испытать свой Flyer в Китти-Хок. Их летательный аппарат представлял собой хрупкий биплан с носовым управлением (хвостовой стабилизатор располагался перед крыльями) с деревянной (ель) рамой и покрытием из плотной хлопковой ткани; размах крыльев был 12 м, а вес – всего 283 кг. Цепь зубчатой передачи приводила в движение два пропеллера, вращавшихся в противоположных направлениях. Во время первого полета, примерно в 10:35, Орвилл был пилотом, он лежал на животе на нижнем крыле и управлял бипланом с помощью рычага, который был присоединен к тяжам, идущим к крыльям и рулю. Первый полет скорее напоминал прыжок на 37 метров, и пилот находился в воздухе всего 12 секунд.

Второй полет, совершенный после устранения повреждений, полученных во время первого, покрыл 53 метра, третий – 61 метров. Во время четвертой попытки биплан начал рыскать вверх-вниз, пока Уилбур не вернул контроль, а затем внезапно упал, в результате чего сломалась рама для руля, но до этого он провел в небе 57 секунд и оставил позади 260 метров. Перед тем как отправиться обратно в Дейтон, братья послали телеграмму отцу, преподобному Милтону Райту: «Успех четыре полета утром четверг все против ветра в двадцать одну милю начали с уровня мощности двигателя только средняя скорость в воздухе тридцать одна миля длиннейший 57 секунд информируй прессу дома к Рождеству» (World Digital Library 2014).

Страница