Что мы придумали для автомобиля

На следующий день после того, как ракета Falcon Heavy отправила в сторону пояса астероидов за Марсом родстер Tesla с манекеном Илона Маска за рулем, первый вице-премьер правительства РФ на открытии финала конкурса "Лидеры России" сказал буквально следующее: "Я уверен, что русский народ более талантливый, чем американский, пусть простят меня американцы". И тут на самом деле непонятно. Либо радоваться этому — как-никак всегда приятно думать, что обладаешь огромным потенциалом. "Yes, we can" — как говорили голосовавшие за Обаму американцы. С другой стороны, сам по себе талант — это лишь полдела, и в истории зачастую остается не тот, кто "придумал", а тот, кто "сделал". А вот с этим у нас, увы, в силу самых разных обстоятельств не всегда получалось. Ни двести лет назад, ни сто, ни сегодня.

Иван Картамцев, Валерий Чусов, Дмитрий Гронский

Между тем не стоит юродствовать и посыпать голову пеплом. Наши приоритеты в космосе бесспорны, и компания SpaceX идет по пути, который проторили советские ученые. Но если посмотреть внимательно, то и в конструкции автомобиля вообще, и первого автомобиля в космосе в частности тоже есть многое придуманное у нас или нашими людьми.

Правда, если не ставить себе целью рвать на груди рубаху в попытке доказать, что Россия - родина слонов, а попытаться собрать максимально достоверную информацию, то к вопросу надо относиться крайне осторожно. В сложные для страны времена, когда из патриотических соображений "котлету де-воляй" потребовалось переименовать в "котлету по-киевски" - сейчас назрело время снова переназвать блюдо, но это другая тема, - на щит поднимались самые разные легенды. В Переславле-Залесском, например, успешно действует музей "Что придумали русские первыми в мире", где вам расскажут и про "смайлик", который ввел в обиход Владимир Набоков, и про мишку Тедди, тоже придуманного нашими "бывшими", и, конечно же, про сотни наших изобретений в области науки и техники... Однако, чтобы наше исследование выглядело максимально убедительным, мы не стали писать ни про "самобеглую коляску Леонтия Шамшуренкова", якобы построенную в 1752 году, ни про первый бензиновый "экипаж Путилова и Хлобова", как говорят, бегавший по русской провинции еще до того, как Карл Бенц получил свой знаменитый патент. Но даже без этих, сомнительных на наш взгляд, историй список получился внушительный. В чем мы читателю и предлагаем убедиться.

---

Против течения

Электромобили с каждым днем все стремительнее проникают в нашу жизнь, но мы до сих пор воспринимаем их как нечто диковинное и заграничное. А зря! Ведь появлением первого практически пригодного электродвигателя мы обязаны не кому-нибудь, а нашему соотечественнику Б.С. Якоби. В 1834 году Якоби изобрел электрический мотор с вращающимся якорем и опубликовал теоретическую работу "О применении электромагнетизма для приведения в движение машины". В подтверждение полезных свойств изобретения ученый создал несколько рабочих образцов небольшой мощности и даже построил лодку, оборудованную электромагнитным двигателем, выдающим около 1 л. с., которая в 1839 году успешно прошла против течения Невы с четырнадцатью пассажирами на борту. Позже творению Якоби нашлось и другое применение - перемещение подвижной железнодорожной платформы. Но о повсеместном использовании электрического мотора думать было все-таки еще рано.

Настоящие сварщики

Трудно себе представить современный автопром без технологии электросварки. А ведь ее изобретение едва ли не целиком и полностью является заслугой российских изобретателей. Сперва, в 1802 году, физик-экспериментатор В.В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и позже описал возможность ее применения для сварки и спаивания металлов, а затем, уже в 1882 году, Н.Н. Бенардос изобрел дуговую сварку угольным электродом.

Ильич ни при чем

Если спросить любого мало-мальски образованного американского школьника, кто изобрел электрическую лампочку, то ответ будет однозначный: Томас Эдисон. Правда, на этот счет нет единого мнения, поскольку сама лампочка в том виде, в котором мы ее знаем, была придумана далеко не сразу и воплощала в себе целый набор идей, предложенных в разное время разными людьми. Как бы то ни было, отечественная история помнит и чтит имя члена Русского технического общества А.Н. Лодыгина. Именно он в 1870 году представил свою лампу накаливания, в то время как Эдисон получил патент лишь спустя девять лет. И пока американский изобретатель ставил эксперименты с угольными нитями накаливания, Лодыгин предложил использовать закрученную в спираль нить из вольфрама. Тогда же им было установлено, что для увеличения срока службы из лампочки следует откачать воздух и заполнить освободившееся пространство инертным газом. И пусть за долгие годы осветительные приборы претерпели еще большую эволюцию, без них - до наступления светодиодной эры - не мог обойтись ни один автомобиль.

Огнеслав, зажигай!

Пусть сейчас наша страна не является выдающейся автомобильной державой, россияне могут смело гордиться изобретением первого работоспособного бензинового двигателя с электрозажиганием. Его автором стал конструктор О.С. Костович. 14 мая 1888 года он первым подал заявку и запатентовал восьмицилиндровый оппозитный двигатель с водяным охлаждением и электрическим зажиганием. Изначально Огнеслав Степанович планировал установить этот двигатель на дирижабль с символичным названием "Россия", но из-за банальной нехватки средств "Россия" так и не взлетела. Зато силовой агрегат получился отличным. Сейчас своими оппозитными моторами известны такие именитые автопроизводители, как Porsche и Subaru. Приятно думать, что наш великий соотечественник в некоторой степени причастен к их успеху.

Держи стакан

Никто не возьмется спорить с тем, что подстаканник - важнейшая деталь автомобиля. Недаром в журналистских тест-драйвах можно, например, прочитать замечания типа "не слишком удачная эргономика размещения ручки КПП затрудняет пользование подстаканниками". Между тем подставка для фиксации стакана была придумана в России в середине ХIX века, а широкое применение нашла в конце позапрошлого столетия в связи с развитием железных дорог.

Спорное сжатие

Рудольф Дизель получил патент на двигатель с воспламенением от сжатия в 1892 году. Но первый работоспособный образец был построен в 1895-м. И лишь в 1897 году у конструктора получился агрегат, способный работать без остановки несколько суток. В это же время студент Санкт-Петербургского технологического института Г.В. Тринклер начал постройку своего двигателя с воспламенением от сжатия. Он удачно отличался от двигателя Дизеля тем, что топливо вбрызгивалось в цилиндр под давлением, в то время как Дизель сначала планировал использовать угольную пыль, а лишь затем перешел к впрыскиванию топлива с помощью специального компрессора. У Тринклера компрессора не было, за счет чего КПД его агрегата был выше. Уже будучи студентом пятого курса, Тринклер приступил к подготовке производства своего двигателя на Путиловском заводе, куда его пригласили на работу. Однако к тому времени дизель был запатентован в России, и право на производство двигателей Дизеля купил промышленник А. Нобель. Это, кстати, был первый крупный клиент Дизеля, так что появление конкурента в России могло не только нанести ущерб предприятию Нобеля, но и отодвинуло бы внедрение двигателя Дизеля в принципе. Руководство Путиловского завода решило не вступать с конфликт с Нобелем и в 1902 году отказалось от продолжения работ с Тринклером. Таким образом получилось, что мотор, работающий на солярке, мог, но не стал нашим приоритетом.

Управляемый полет

Автомобили будущего часто видят похожими на вертолет или коптер. Взять хотя бы недавний совместный проект Italdesign и Airbus. Ключевой элемент современного вертолета - автомат перекоса. Этот узел позволяет лопастям несущего винта изменять угол установки во время поворота, и именно поэтому вертолет может двигаться вперед, назад или вбок. Автомат перекоса изобрел Б.Н. Юрьев, ученый, член воздухоплавательного кружка знаменитого Николая Жуковского.

В 1911 году он опубликовал в журнале "Автомобиль и воздухоплавание" - да, тогда авиация и автомобиль были настолько близки - статью о расчете грузоподъемности самолета и вертолета - тогда еще геликоптера. И в том же году подал заявку на патентование летательного аппарата с автоматом перекоса, без которого сегодня не обходится ни один вертолет. К слову, первый квадрокоптер тоже имеет российское происхождение. Первый четырехвинтовой вертолет построил в США в 1922 году российский инженер Г.А. Ботезат. Машина, способная поднимать до трех человек, совершила более сотни полетов, но американская армия прекратила финансирование проекта, посчитав более перспективными автожиры.

Глуши мотор!

Пожалуй, самый эффектный момент столь популярных в Америке соревнований по дрэг-рейсингу - это торможение разогнавшихся за четверть мили до неимоверной скорости аппаратов. Только выстреливающий из кормовой части парашют способен эффективно остановить этот снаряд. Изобретателем первого в мире ранцевого парашюта является русский инженер Г.Е. Котельников. Что характерно, одно из первых его испытаний состоялось при участии автомобиля. 2 июня 1912 года машина разогналась, Глеб Евгеньевич дернул за спусковой ремень, привязанный за буксировочные крюки парашют мгновенно раскрылся, замедление автомобиля было столь стремительным, что даже мотор заглох.

Твердыня света

Когда-то давно настоящим проклятием автомобильных дизайнеров были фары: технология не позволяла делать их никакими, кроме круглых. В США вообще все фары были стандартными. Новые виды источников света и возможности новых материалов позволили варьировать форму и размеры фар. Тренд последних лет - светодиоды. С ними ограничения практически исчезают совсем. Светодиоды используются и в качестве контрольных ламп, и для подсветки интерьера, и как часть современных жидкокристаллических дисплеев. Маленькие, экономичные и почти вечные источники света идеально подходят для автомобиля. В открытии эффекта электролюминесценции есть вклад и советского инженера О.В. Лосева, создателя детекторного приемника. В 1923 году он обнаружил свечение в паре карбокорунд - сталь. Лосев верно оценил перспективы своего открытия - возможность создать миниатюрные источники света с высоким быстродействием и низким напряжением. Он получил авторские свидетельства на "световое реле" и продолжил исследования электролюминесценции. Увы, их оборвала война - Олег Владимирович умер от истощения во время блокады Ленинграда.

С небес на землю

Водород уже много лет пытаются использовать в автомобилях. Из последних опытов достаточно вспомнить водородные "семерки" BMW или Toyota Mirai. Водяной пар в качестве отработавших газов - мечта эколога. В СССР этот вопрос решили давным-давно, в 1941 году. И где - в блокадном Ленинграде! Как часто бывает, это была вынужденная мера. Техник-лейтенант Б.И. Щелищ отвечал за ремонт лебедок для аэростатов заграждения. Их надо было периодически опускать, чтобы пополнять запасы водорода. Лебедки были установлены на грузовиках, и двигатели грузовиков приводили их в действие. Бензина в блокадном городе было не достать. Щелищ рассказывал, что вспомнил роман Жюля Верна "Таинственный остров", в котором Сайрус Смит рассказывал о топливе будущего - расщепленной на водород и кислород воде. И 28 октября 1941 года, после одобрения специальной комиссией, была запущена установка для питания водородом двигателя ГАЗ-АА. Водород подавался через специальную технологическую пробку прямо в цилиндры. Так питались 500 машин. Созданная для лебедок система позже была установлена и на легковые автомобили - баллоны с водородом разместили на заднем сиденье. Такая машина была показана на технической выставке в начале 1942 года. Двигатель несколько часов работал в закрытом помещении, но никто из людей не чувствовал запаха - ведь у водяного пара его нет!

Движущиеся картинки

Дисплеи - важнейшая часть пользовательского интерфейса, в том числе и в автомобилях. Панель приборов современных моделей часто представляет собой многофункциональный дисплей, на котором изображены шкалы приборов. И первые шаги к созданию электронных дисплеев были сделаны именно в России.

9 мая 1911 года в Санкт-Петербурге ученый Б.Л. Розинг впервые принял на сконструированный им кинескоп изображения простейших фигур. Его изобретение было запатентовано в нескольких странах. Однако эти изображения были неподвижными. Работавший под руководством Розинга в России Владимир Зворыкин эмигрировал в США и вошел в историю как создатель современного телевидения. Но работы в этом направлении велись и в Советской России. В двадцатые годы Б.П. Грабовский совместно с математиком Н.Г. Пискуновым и инженером-электротехником В.И. Поповым пытались развивать идеи Розинга.

30 июня 1928 года был получен патент под номером 5592 на "Аппарат для телескопии". Первая в истории передача движущегося изображения при помощи электронно-лучевой трубки была осуществлена 26 июля 1928 года в Ташкенте. Но в СССР в то время не было потребности в развитии новых технологий, оборудование для которых стоило очень дорого - например, в США стоимость комплекта для домашнего приема телепередач в 1928 году составляла около $200, притом что автомобиль Ford A стоил $385. Позже, когда у нас все-таки решили запустить телевещание, для этого было закуплено иностранное оборудование. Зворыкин же в США разработал и в 1933 году запатентовал иконоскоп - главную составляющую телевизионных камер. А в сороковые он представил и первую систему цветного телевидения.

Видеофиксация

Помимо телевизора, важным элементом комфорта и престижности автомобиля считался видеомагнитофон. Первый действующий образец подобного рода техники - VR-1000 удалось в 1956 году построить американской фирме Ampeks под руководством А.М. Понятова. Собственно, название компании расшифровывалось как "Александр Матвеевич Понятов - экселенс". Правда, габариты первый видеомагнитофон имел немалые и стоил $50 000, поэтому должно было пройти достаточно много времени, чтобы это устройство заняло место на потолке представительского вэна или в бардачке лимузина.

"Победа" нового стиля

В формировании дизайна всегда кто-нибудь оказывается первым, хотя перспективные идеи, что называется, витают в воздухе. Советская "Победа" стала первым серийным автомобилем, у которого не было отдельных крыльев и даже намека на них.

Отказ от крыльев, точнее, наползание на них кузова началось еще в конце тридцатых годов, это позволяло сделать салон шире и полностью использовать габарит автомобиля. На моделях сороковых годов крылья уже стали частью кузова, но все еще выступали. В США этот процесс шел, так сказать, постепенно, поскольку модели там менялись часто. ГАЗу же удалось - вернее, пришлось - сделать скачок от ГАЗ-М1 с абсолютно отдельными крыльями сразу к новой перспективной форме, да еще с несущим кузовом вместо рамы. В 1938 году дизайнер Е. Бродский нарисовал перспективную модель, у которой крыльев не было вообще. На основе этих эскизов над кузовом будущей послевоенной модели работал сначала Ю.А. Долматовский, а затем В.Ф. Самойлов. Главным конструктором ГАЗа и, соответственно, "Победы" был А.А. Липгарт. Форма без крыльев оказалась верной идеей, практически одновременно с "Победой" такие же машины начали выпускать Kaiser в США и Standard в Великобритании. А вот покатая крыша на седанах не прижилась... но вернулась в шестидесятые годы уже в виде хетчбэков.

Без отрыва от руля

Сотовый телефон сегодня почти непременный спутник водителя. Он не только может делегировать автомобилю свою способность дозвониться куда-то, но и может быть ключом к этому автомобилю или кнопкой его зажигания. Между тем первый звонок по мобильному телефону случился в СССР 9 апреля 1957 года. И совершил его советский инженер Л.И. Куприянович. Вот что писал в заметке "Радиотелефон" журнал "Наука и жизнь": "Новый телефонный радиоаппарат ЛК-1 дает возможность осуществить беспроводную телефонную связь. С городской телефонной сетью он связывается с помощью электромагнитных волн через специальную автоматическую телефонную радиостанцию (АТР), которая включается в телефонную линию параллельно какой-нибудь абонентской точке". В декабре того же года про радиотелефон Куприяновича написал журнал "За рулем". Аппарат весом в 3 кг больше подходил для перевозки, чем для переноски. Но это была не просто беспроводная трубка с дальностью до 30 км. На ЛК-1 был установлен дисковый номеронабиратель, а станция АТР могла поддерживать разговоры нескольких пар абонентов. Единственное, чего у нас тогда не было - сотовой структуры базовых станций. А ведь именно она сегодня обеспечивает покрытие больших площадей и поддержание множества соединений одновременно. В конце пятидесятых круг потенциальных абонентов мобильной радиосвязи в СССР был узок. Куприянович стал одним из разработчиков системы подвижной радиосвязи "Алтай", предназначенной для руководителей и спецслужб, и ей хватало единственной базовой станции на весь город.

Лазер-мазер

Не раз бывало так, что достижения отечественных ученых оставались незамеченными, а то и вовсе непризнанными в глазах мировой общественности. Но, к счастью, нередко случались и обратные примеры. В 1964 году советские изобретатели А.М. Прохоров, Н.Г. Басов, а также их американский коллега Ч. Таунс получили Нобелевскую премию по физике "за фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию осцилляторов и усилителей, основанных на принципе лазера - мазера". Наши ученые разработали различные типы лазеров, среди которых инжекционный лазер, лазер, возбуждаемый электронным пучком, полупроводниковый лазер с оптической накачкой, а также мощный эксимерный лазер. Это дало мощный импульс к развитию технологий, нашедших свое применение при высокоточном производстве, в том числе в автомобильной промышленности. Благодаря ей мы сейчас имеем лазерную сварку, а также сверхчувствительные датчики, открывающие дорогу для автономных транспортных средств, а компания Audi уже не первый год хвастается лазерными фарами.

"Персоналка" нон грата

За последние тридцать лет компьютеры стали неотъемлемой частью повседневной жизни. Они управляют всем, в том числе автомобилями - трудно представить себе современную машину без бортового компьютера. Первая в мире "персоналка" была изобретена конструктором из Омска А.А. Гороховым в 1968 году. Это подтверждено авторским свидетельством под номером 383005. Машина под рабочим названием "Устройство для задания воспроизведения контура детали" включала в себя монитор, системный блок с жестким диском, материнскую плату и даже видеокарту. По замыслу Арсения Анатольевича, персональный компьютер предназначался для создания сложных чертежей. Но, к сожалению, проект был свернут из-за слабого финансирования.

Возьми попутный груз

Прочитайте внимательно заметку из журнала далекого советского времени. Для того чтобы убедиться, что райдшеринг - поиск попутного транспорта - далеко не сегодняшнее и вовсе не заграничное изобретение. Советский водитель без всякого смартфона мог не только найти себе приятную попутчицу, но и выиграть радиоприемник. Ну а попутчица - проехать по нужному ей маршруту совершенно бесплатно. Как говорили в ту пору, просто "за красивые глаза".

Первый в мире кроссовер

Позаботиться о жителях сельской местности и сделать для них комфортабельный, но проходимый автомобиль предложил в 1970 году глава правительства СССР Алексей Косыгин. В конкуренции проектов АЗЛК, ВАЗа и "Ижмаша" победило предложение из Тольятти. Так появилась "Нива" - первый в мире внедорожник с несущим кузовом, который по уровню дизайна и комфорта максимально приближался к обычным легковым машинам. Можно сказать, что это был первый кроссовер в его нынешнем понимании. При этом "Нива" получила еще и перспективную конструкцию трансмиссии - постоянный полный привод с блокировкой межосевого дифференциала и двухступенчатой раздаточной коробкой. Так что с точки зрения проходимости ВАЗ-2121 можно считать настоящим внедорожником.

"Окей, гугл!"

Трудно недооценить значение для современного автомобилизма разработок и сервисов компании Google. Тут и многолетние исследования в области беспилотного транспорта. И карты всего мира, столь удобные в путешествиях. Компания BMW еще в 2007 году добавила в навигацию своих автомобилей новую функцию, которая была доступна пользователям сервиса BMW Assist, - водитель находит необходимый адрес на домашнем или рабочем компьютере при помощи Google Maps, а затем отправляет ссылку на участок карты "в машину". Штатная навигационная система распознает информацию, полученную от Google, и использует ее для построения маршрута движения... Как известно, сооснователем компании Google является С.М. Брин. Родился Сергей Михайлович в 1973 году в Москве, но в пятилетнем возрасте родители увезли его в США, где он в 2016 году занял, по данным журнала Forbes, 13-е место в списке богатейших людей планеты. Русская Википедия среди афоризмов, приписываемых Сергею Брину, упоминает слова, которые он сказал однажды своему отцу: "Спасибо тебе за то, что ты увез всех нас из России".