XIX век был веком процветания науки и промышленности, тогда отдельные изобретатели могли изменить целый мир. Этих предприимчивых первооткрывателей до сих пор не раздельно вспоминают вместе с их изобретениями: Попов и радио, Белл и телефон, Бенц и автомобиль. Хотя Магнус Волк из Брайтона гораздо менее известен, он также олицетворяет этот дух технологических инноваций.
Волка больше всего помнят по железной дороге, носящей его имя: первой общественной электрической железной дороге в Великобритании, которая до сих пор работает. Однако самым выдающимся творением Волка была "Приморская железная дорога Брайтон-Роттингдин".
Его творение получило соответствующее название «Пионер», но в народе он стал известен как "Длинноногий папочка" (Daddy Long-legs) или "Паук". Железная дорога, строительство которой обошлось в 30 000 фунтов стерлингов (что эквивалентно 2,4 миллиона фунтов стерлингов в сегодняшних деньгах или 280 миллионов рублей), открылась 28 ноября 1896 года на Пастон-плейс в Брайтоне.
Поначалу "аттракцион" имел большой успех: огромные толпы людей выстраивались в очереди, чтобы прокатиться по морю. Но всего шесть дней спустя случилась катастрофа, когда сильный шторм разрушил пирс, остановив движение на восемь месяцев. 20 июля 1897 года дорога была вновь открыта, и принц Уэльский лично прибыл, чтобы на нем прокатиться.
Но даже это не сильно спасло ситуацию - клиентов становилось все меньше, поскольку плата в размере 6 пенсов за поездку на "поезде", который шел со скоростью только 9 километров в час, считалась слишком высокой для местных жителей. Прилив часто еще сильнее замедлял движение, а поломки стали обычным явлением, что могло привести к срывам расписания на несколько недель подряд. Летом 1900 года рейсы и вовсе пришлось приостановить, когда путь был поврежден в результате размыва.
Затем, 1 сентября 1900 года, Брайтонская администрация уведомила Волка что не позднее чем через два месяца ему необходимости переместить путь, чтобы освободить место для расширения волнорезов. Все доводы и предложения Волка были отклонены, и в феврале 1901 года городская служба удалил часть полотна, что послужило концом проекта. В следующем году от него официально отказались. Элегантный "вагон" был пришвартован на пристани Овингдин, где его оставили гнить, пока в начале 1910 года его не пустили на металлолом. Сейчас от него ничего не осталось, кроме нескольких бетонных блоков. Но сохранились завораживающее фотографий на которые и предлагаю сейчас взглянуть.
Еще в 1820-х годах, когда созревшие поля обычно косили косами, люди начали задумываться о новых методах уборки урожая.
Это было особенно актуально в странах (США, Австралия)), где крупные фермы часто сталкивались с нехваткой рабочей силы при использовании традиционных методов уборки. Это привело к тому, что в 1880-х годах были построены первые предшественники современных комбайнов.
Все первые комбайны имели некоторые общие конструктивные особенности, включая использование лошадей или мулов в качестве тягловой силы - на некоторых самых крупных машинах могло быть задействовано до 40 животных.
Эти комбайны представляли собой, в основном, молотильные машины на колесах с платформой для сбора зерна и жаткой, которая крепилась сбоку. Молотилка приводилась в движение за счет вращения колес, при движении комбайна.
Содержание большого количества животных, необходимых для работы больших комбайнов, вероятно, создавало проблемы для фермеров, но, к счастью, примерно в 1890 году стали появляться компании компании, которые начинали производство комбайнов с использованием паровых тяговых двигателей.
Использование паровой энергии на сухом поле несла в себе очевидный риск возникновения пожара, но, несмотря на это, пар становился все более популярным вплоть до 1910 года, когда появились работающие на бензине тракторы, обеспечивающие большую тяговую мощность.
Тракторы с бензиновыми двигателями появились в Америке еще в 1889 году, но низкая мощность и ненадежность в период до 1910 года замедляла их использование в зерноуборочных комбайнах.
Бензиновый комбайн
Первая и вторая мировая война привела к еще большей потери рабочей силы на фермах, поскольку сельскохозяйственные рабочие были призваны на поля сражений. Это послужило импульсом к развитию механизированного земледелия и более широкому распространению техники. Например перепись сельскохозяйственной техники в Великобритании показала, что в 1930 году на фермах страны работало всего четыре машины, в 1931 году их число выросло до 10, а к 1937 году достигло примерно 50.
Значительным техническим достижением после войны стал быстрый переход бензиновых двигателей к дизельным. Также стали доступны гусеницы для замены ведущих колес на комбайнах, что обеспечило снижение давления на грунт и более плавный ход.
Роторная сепарация пришла на смену традиционному молотильному барабану. Один или два ротора, располагались продольно, а не поперечно, что позволяло повысить производительность сепарации.
Ранний предшественник комбайна с очесывающей жаткой появился в Австралии в 1840-х годах, когда впервые появилась идея упрощения уборки урожая путем удаления только зерен или колосков.
Его очесывающая жатка использует пальцы, установленные на приводном роторе, для удаления зерен или семян, оставляя остальную часть растения с корнями в земле для срезания и тюкования или заделки в почву. Преимущества включают существенное сокращение объема проходящего через комбайн урожая и повышение производительности.
Комбайны продолжают постоянно совершенствоваться, как в области комфорта, так и производительности. Но в завершении, давайте лучше посмотрим на старинную технику:
На протяжении 20-го века аэродинамические трубы получили широкое распространение. Они позволяют тестировать и усовершенствовать конструкций самолетов, космических кораблей и многих других транспортных средств. За эти годы были построены десятки специализированных труб для проверки поведения объектов при высокой скорости ветра, турбулентности, обледенения, ионизации и многого другого. Давайте посмотрим фотографии этих сооружений и проследим как они менялись с ходом времени.
Модель самолета в испытательном тоннеле
Исследовательский центр Лэнгли. Железобетонная конструкция способна удерживать генерируемые ветры со скоростью до 1 Маха
Модель военно-морского дирижабля USS Akron в масштабе 1/40 готовится к аэродинамическим испытаниям
Сверхзвуковой компрессор аэродинамической трубы в исследовательском центре имени Эймса NACA, демонстрирующий открытые лопатки ротора, 7 августа 1949 года .
Мобильный госпиталь для домашних животных (июнь 1925)
Квалифицированную помощь больным животным оказывают ветеринарные врачи, которые совершают поездки по бедным кварталам Лондона с миниатюрной больницей, размещенной в грузовике. Владельцы приводят собак, кошек, кур, лошадей и практически всех других домашних животных в автодиспансер для оказания первой медицинской помощи. Ветеринары оснащены всем необходимым для оказания практически любых услуг больным животным, а после дают ценные советы владельцам по уходу как за здоровыми, так и за больными животными. За шесть недель работы в одном крупном районе было обслужено более 1600 пациентов.
Сигнал поворота и остановки (июнь 1925)
Был запатентован электрический "указатель", который можно прикрепить к передней или задней части автомобиля и управлять им с помощью кнопок на рулевом колесе. Это устройство сигнализирует об остановках и поворотах с помощью комбинации огней, указательной стрелки и громкого звонка. Принцип работы схож с железнодорожными семафорами и приводится в действие небольшим электродвигателем. Для обозначения остановки стрелка трижды перемещается вперед-назад. Это приводит к тому, что красный огонек мигает, как у фонаря на ЖД переезде, подавая сигнал об остановке. Сигнал о повороте подается путем поворота стрелки в ту сторону, в какую намерен повернуть автомобиль. Каждый маневр сопровождается автоматическим звонком, а красный флажок с белой стрелкой-указателем служит дополнительной помощью в дневное время. В нейтральном положении указатель находится в вертикальном положении, а в центре горит зеленый индикатор.
20 января 1946 года в шикарном отеле Waldorf Astoria на Парк-авеню в Нью-Йорке корпорация Kaiser-Frazer официально объявила публике о своем входе в автомобильную промышленность. Возглавляемая Генри Дж. Кайзером и ветераном автомобилестроения Джозефом Фрейзером, компания Kaiser-Frazer хотела конкурировать лицом к лицу с гигантами "мотор-сити" - смелая затея в те дни. У уже имелся впечатляющий задел: гигантский завод по производству бомбардировщиков B-24 Liberator в Уиллоу-Ран, ранее принадлежавший Ford.
В тот день в Вальдорфе были представлены два прототипа: Frazer, элитный, но традиционный седан, стоящий в ценовом диапазоне Buick, и недорогой Kaiser Special, один из самых прорывных американских автомобилей за последние годы. Яркими особенностями Kaiser были несущая конструкция кузова, торсионная подвеска всех четырех колес и передний привод.
Прототип Kaiser K-85, разработанный главным инженером Kaiser-Frazer Генри К. Маккаслином, нанятым из Willys-Overland, отличался гигантскими продольными рычагами спереди и сзади, подвешенными на боковых торсионах, - конструкция, которую компания назвала Torsionetic. Кузов изготавливался из штампованной стали, но в какой-то момент Генри Кайзер, имевший огромные интересы в алюминиевой промышленности, всерьез экспериментировал с полностью алюминиевой конструкцией.
В переднеприводной силовой установке, которую компания назвала Packaged Power, использовались традиционные компоненты, расположенные нетрадиционным образом. Шестицилиндровый двигатель Continental подавал все свои 92 лошадиные силы на стандартную трехступенчатую механическую коробку передач, затем на раздаточную коробку и дифференциал типа «Spicer», расположенным под масляным поддоном. Ничего подобного автомобильный рынок США не видел уже много лет. Последним американским серийным автомобилем с передним приводом был Cord 812, производство которого было прекращено в 1937 году.
Однако у этого смелого проекта были некоторые проблемы. По внутренним оценкам, установка переднего привода добавляла к цене каждой машины 900 долларов, что являлось непреодолимым препятствием для компании Kaiser-Frazer, которой приходилось жестко контролировать расходы в борьбе с дешевыми конкурентами из Детройта. Кроме того, компании Borg-Warner (отвечающей за передний привод) требовались миллионы долларов и много времени для наладки и производства системы, а у компании Kaiser-Frazer не было ни того, ни другого, поскольку она хотела опередить всех на рынке с выпуском первого по-настоящему нового послевоенного автомобиля.
Была еще одна серьезная проблема: тяжелая передняя часть требовала гидроусилителя руля - еще одна дорогостоящая деталь. Том МакКэхилл (автожурналист), который водил один из переднеприводных прототипов, описал усилие на рулевом колесе как «попытку тянуть слона за хобот».
В первой половине 1946 года, статьи в таких журналах, как Popular Science и печатная реклама Kaiser (выше), хвалились передним приводом Kaiser Special, но когда на заводе Kaiser-Frazer началось серийное производство, автомобиль представлял собой обычный переднемоторный, заднеприводный седан со стандартной лестничной рамой, как и его товарищ по конюшне Frazer.
Когда в 1932 году была представлена серия L, Oldsmobile уже имел в своем распоряжении восьмицилиндровые двигатели. В начале двадцатых годов бренд предлагал ряд двигателей V8, произведенных как собственными силами, так и подразделением General Motors Northway.
Viking, премиальный "сопутствующий" бренд Oldsmobile в 1929-31 годах, предлагал двигатель V8 с многообещающим дизайном, но проект был закрыт из-за плохих продаж. Подразделение GM из Лансинга остро нуждалось в новой флагманской модели. Следуя тенденциям отрасли (за исключением Ford V8), новая серия L 1932 года была оснащена не V8, а рядной восьмеркой.
Созданный под руководством главного инженера Oldsmobile К.Л. МакКуэна, рядная восьмерка имела традиционную конструкцию с нижним распредвалом и "L-образной" головкой. Восьмерка L32 имела рабочий объем 3,9 литра и выдавала мощность в 87 л.с. при 3350 об/мин, что было на 13 сил больше, чем у аналогичного шестицилиндрового двигателя. Хотя увеличение мощности на 18 процентов было значительным, реальным преимуществом рядной восьмерки была большая плавность хода.
Коленчатый вал весом 40 килограмм располагался на баббитовых подшипниках в первый год выпуска рядной восьмерки, которые были заменены на вкладыши в 33 году. Так же в двигателе использовались самые последние разработки, включая карбюратор Bendix-Stromberg и грибовидные толкатели клапанов для улучшения работы клапанного механизма. Между 1934 и 1936 годами младшая марка Cadillac LaSalle использовала рядную восьмерку "Olds", что свидетельствует об отличной конструкции двигателя.
L32 с рядной восьмеркой, почти ничем не отличался от своего брата с "шестеркой" F32, с листовыми рессорами спереди и сзади. На самом деле, внешне кузова по сути тоже идентичны. Как сообщается, единственное отличие состоит в том, что восьмерка имела пару дворников в качестве стандартного оснащения, а шестерка обходилась одним. Интересно, что трехступенчатая трансмиссия Syncro-Mesh включала функцию под названием Free Wheeling, которая позволяла с помощью муфты разъединять двигатель и трансмиссию при движении накатом, якобы для экономии топлива. Но эта функция оказалась жутко непопулярной, и вскоре от нее отказались.
Восьмерка не пользовалась большим спросом в первый год своего существования. Подразделение Olds в 1932 году произвело менее 20 000 автомобилей, и все, за исключением нескольких тысяч, были шестерками. Но по мере того, как продажи продолжали расти, рядная восьмерка также постоянно обновлялась: в 1937 году были заменены чугунные поршни на алюминиевые, а рабочий объем увеличился до 4,2 литра. В том же году распределитель зажигания был перенесен с ГБЦ на левую сторону блока, для того чтобы можно было опустить линию капота. С возросшей до 115 л.с. мощностью, рядная восьмерка оставалась в линейке Olds до 1948 года, когда ее наконец заменил знаменитый двигатель Rocket V8.
General Motors начала импортировать автомобили в Канаду из своего подразделения Vauxhall в Великобритании в 1948 году. Хотя поначалу автомобили пользовались достаточно хорошим спросом и пользовались уважением, со временем их репутация начала портиться из-за более суровых дорожных условий в Канаде. Vauxhall HB 1966-70 годов, продаваемая дилерами Pontiac-Buick как Vauxhall Viva и франшизами Chevrolet и Oldsmobile как Envoy Epic, вызвала особую критику, главным образом из-за низкого качества сборки и отсутствия коррозионной стойкости. GM и Vauxhall так и не решили эти проблемы, когда в 1971 году была представлена обновленная версия HC. Вместо этого GM Canada просто отказалась от названия Vauxhall и переименовала продукт в GM Firenza.
Внешне красивая и доступная по конкурентоспособной цене, Firenza предлагалась в нескольких вариациях кузова, включая спортивное купе и универсал, а также в двух комплектациях Firenza и Firenza SL. Канадская версия также могла похвастаться 2,0-литровым двигателем мощностью 77,5 л.с., четырьмя фарами и мощными передними дисковыми тормозами. Однако ни одна из этих привлекательных особенностей не является тем, чем автомобиль запомнился сегодня.
Поток жалоб клиентов включал быстрое ржавление, небрежную сборку, возгорание в моторном отсеке, а также неисправности тормозной системы и рулевого управления. Пресса обратила на это внимание, спрос резко упал, и многие авто-дилеры даже отказались принимать их по программе трейд-ин. Палата общин Канады провела расследование, и был сформирован союз недовольных владельцев под названием «Ассоциация недовольных владельцев Фиренцы».
Но GM препятствовала этому, и владельцам помешали, во многом из-за отсутствия механизма коллективного иска в правовой системе Канады. Вскоре это было исправлено усилиями премьер-министра Пьера Трюдо (это единственная польза, которую принесла эта машина). Тем временем в начале 1973 года GM незаметно отказалась от Firenza и больше не поставляла Vauxhall в Канаду.
Хотя простое упоминание названия Firenza заставляет автолюбителей Канады содрогнуться, его ужасная репутация там, как ни удивительно, ни разу не повредила продажам на других рынках GM. Chevrolet Firenza Can Am — один из самых любимых маслкаров в Южной Африке, а в США Firenza представляла собой малолитражку под брендом Oldsmobile, не плохо продававшуюся с 1982 по 1988 год.
Прежде чем посвятить свою жизнь разработке двигателей, Николаус Отто работал продавцом в продуктовом магазине Кельна. В 1860 году он прочитал о двигателе Этьена Ленуара, который работал на светильном газе и был настолько заворожен идеей, что в 1861 году построил собственный образец.
Чертеж двигателя Отто-Лангена примерно 1866 года.
Отто провел множество экспериментов с двигателем Ленуара в поисках лучших характеристик. Одним из интересных открытий, которых он совершил было наблюдение того, что если поршень двигателя сжимает поступающую смесь воздуха и топлива, то, после воспламенения этой смеси выделялось достаточно энергии, чтобы провернуть коленчатый вал сразу на несколько оборотов.
Хотя Отто обнаружил несколько многообещающих способов для улучшения творения Ленуара, создание двигателя с тактом сжатия было не простой задачей. К тому времени Николаус уже потратил все свои сбережения и даже те, что занял у друзей. Чтобы продолжить исследования и разработать новый двигатель, ему нужны были деньги.
Обгонная муфта, используемая в двигателе
Некоторое время Ойген Ланген руководил семейным бизнесом по переработке сахара в Кельне, но, как и у Николауса Отто, его настоящей страстью были наука и технологии. Ланген стал довольно богатым человеком благодаря семейному бизнесу и нескольким собственным предприятиям. В 1863 году дела его шли гладко, и он искал новое предприятие. Ланген тоже читал о двигателе Ленуара и размышлял, какую пользу такое устройство может принести промышленности.
Как именно встретились Отто и Ланген, неизвестно. Возможно, Отто искал у Лангена финансовой помощи, или, возможно, они встретились через общих знакомых. Тем не менее, 9 февраля 1864 года Ланген стал свидетелем работы двигателя Отто и сразу понял потенциал изобретения и его изобретателя. 31 марта 1864 года Ланген и Отто основали компанию NA Otto & Cie по разработке и производству двигателей внутреннего сгорания.
Прошло три года экспериментов и усовершенствований, прежде чем NA Otto & Cie разработала коммерческий двигатель, превосходящий всех конкурентов. Одноцилиндровый "Otto-Langen" мощностью 0,5 л.с. публично дебютировал на Международной выставке 1867 года в Париже (Exposition Universelle de 1867). Внешне в двигателе не было ничего примечательного, но интерес публики резко возрос, когда демонстрация показала, что он потребляет вдвое меньше газа, чем другие двигатели той же мощности. Удивительно эффективная работа двигателя принесла ему главный приз на выставке.
Вид сверху на двигатель Отто-Лангена. На главном приводном валу (сверху) слева направо установлены маховик, шестерня главной передачи, обгонная муфта и ременная передача.
Для охлаждения цилиндр окружала водяная рубашка. В двигателе Отто-Лангена использовалась термосифонная циркуляция. По мере нагревания вода выходила из верхней части водяной рубашки и перетекала во внешний резервуар. При этом холодная вода подавалась из внешнего резервуара в двигатель.
Из-за свободного поршня работа цилиндра не была напрямую связана с частотой вращения приводного вала. При небольшой нагрузке в цилиндре могло происходить воспламенение один раз на каждые 25 оборотов главного приводного вала. При больших нагрузках этот показатель мог достигать одного раза на каждые два оборота. Двигатель обычно работал при частоте вращения главного приводного вала 90 об/мин. Однако скорость можно было увеличить до 120 об/мин или снизить примерно до 30 об/мин.
Цилиндр ранних двигателей Отто-Лангена имел рифленую форму и напоминал греческую колонну, но эта дорогостоящая особенность была исключена в более поздних двигателях.
Успех на Международной выставке в Париже принес поток заказов, которые NA Otto & Cie не смогла выполнить из-за малого капитала. Людвиг Август Розен-Рунге, бизнесмен из Гамбурга, оказал финансовую поддержку, и в 1869 году компания была переименована в Langen, Otto & Roosen. В том же году фабрика была переведена в Дойц. Так же в январе 1872 года была основана новая компания Gasmotoren-Fabrik Deutz AG (Deutz). В том же году к Deutz присоединились Готлиб Даймлер и его протеже Вильгельм Майбах.
Майбаху было поручено модернизировать двигатель Отто-Лангена, чтобы упростить его конструкцию и снизить себестоимость производства. В обновленной версии был исключен вал вспомогательных агрегатов и все управление теперь осуществлялось от главного вала. Обновленный двигатель появился в продаже в конце 1873 года.
Версия мощностью 0,25 л.с. была самой маленькой моделью Otto-Langen: ее высота составляла 2,1 м, а вес - 408 кг. Чтобы повысить мощность, двигатель увеличивали в размерах. Однако конструкция с вертикальным цилиндром и длинной рейкой, имела практические ограничения на высоту и вес двигателя. Вертикально движущийся поршень имел тенденцию вызывать значительные вибрации в полу при каждом ходе. Это сотрясало фундамент, могло повредить расположенное рядом оборудование и делало невозможным его установку на ряде предприятий. Самым большим двигателем была модель мощностью 3 л.с. Её "рост" составлял 3,9 м, а вес - 2018 кг.
Двигатель Отто-Лангена мощностью 0,5 л.с. развивал наивысшую мощность при 110 об/мин на маховике с 40 рабочими тактами в минуту. Цилиндр имел диаметр цилиндра 150 мм и максимальный ход поршня 985 мм. Максимальный рабочий объем составлял 17,4. Двигатель имел высоту 2,65 м и весил 725 кг. Поршень и рейка этого двигателя весили около 836 кг.
Двигатель мощностью 2 л.с. работал со скоростью 90 об/мин на маховике и выдавал 30 "вспышек" в минуту. Цилиндр имел диаметр 318 мм и максимальный ход поршня 1030 мм. Максимальный рабочий объем составлял 81,8 л. Этот двигатель имел высоту 3,25 м и весил 1815 кг. Только поршень и рейка весили 52,6 кг.
Первый двигатель Отто-Лангена
К 1875 году у изобретения появилась конкуренция в виде Ready Motor Джорджа Брайтона и других двигателей. Отто чувствовал, что атмосферный двигатель достиг своего зенита, однако Даймлер все еще был заинтересован в развитии. Между Отто и Даймлером существовала напряженность, и эти люди не очень хорошо работали вместе. В 1876 году Отто впервые запустил свой четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, используя знаменитый "цикл Отто", который произвел революцию в мире техники. Разработка двигателя Отто-Лангена прекратилась примерно в 1877 году, а производство двигателей на заводе Deutz завершилось примерно в 1878 году. Даймлер и Майбах покинули Deutz в 1880 году и сформировали новую компанию для разработки двигателей и автомобилей. Компания Deutz по-прежнему занимается разработкой и производством двигателей внутреннего сгорания.
Между 1864 и 1882 годами компания Deutz и ее предшественники построили 2649 двигателей Отто-Лангена. Еще около 2000 двигателей были построены дочерними компаниями или по лицензии в Австрии (Langen & Wolf), Бельгии (E. Schenck & Co.), Великобритании (Crossley Brothers) и Франции (Sarazin/Panhard). В течение короткого времени двигатель Отто-Лангена лидировал в отрасли и стал первым в мире коммерчески успешным двигателем внутреннего сгорания. Возможно, величайшим достижением Отто-Лангена было то, что он послужил ступенькой к созданию четырехтактного двигателя с циклом Отто. Сохранилось около 23 двигателей Отто-Лангена, включая самый первый, получивший главный приз выставки в 1867 году. Первый двигатель, которому более 150 лет, выставлен в Музее Deutz Technikum в Кельне, Германия, и он эксплуатируется. в особых случаях.
