Околотехники

Клифтон Эдгар Вудс (1863-1927) был пионером в области электромобилей. В 1900 году он написал одну из первых книг об электромобилях «Электрический автомобиль: его конструкция, уход и эксплуатация». Он мог авторитетно рассуждать на эту тему, поскольку лично участвовал в ряде проектов по выпуску таких машин.

Когда его компания Woods Motor Vehicle Company из Чикаго представила Woods Dual Power в 1916 году, это был прорыв для американского автомобилестроения (до этого гибриды встречались и ранее, например Lohner-Porsche 1900 года).

Система Dual Power, установленная на автомобиле, состояла из 4-цилиндрового бензинового двигателя Continental и мотор-генератора постоянного тока General Electric, соединенных вместе через электромагнитную муфту. Бензиновый двигатель имел мощность 14 л.с., электродвигатель - 6 л.с. Электромотор питался от 48-вольтовой свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, которая была установлена в задней части шасси.

Коробки передач не было. На скорости до 24 километров в час или при движении задним ходом автомобиль работал только на электричестве, а для более высоких скоростей можно было включить бензиновый двигатель. Максимальная скорость составляла 56 километров в час, а подзарядка могла выполняться прямо на ходу с помощью бензинового двигателя или рекуперативного торможения.

Гибридная система управлялась с помощью двух простых рычагов на рулевой колонке (рисунок вверху), которые очень напоминали рычаги газа или угла опережения зажигания на обычном автомобиле того времени. Простота эксплуатации была основным козырем при продаже Woods Dual Power, а первоначальная презентация автомобиля была ориентирована в первую очередь на женщин, как и в случае с чисто электрическими автомобилями того периода, но с большей дальностью и скоростью.

Предлагался только один тип кузова - аккуратное купе с 280 сантиметровой колесной базой. Dual Power был продуманным и хорошо оборудованным автомобилем, но с одним серьезным недостатком - ценой. При цене 2650 долларов он стоил как два Бьюика. В 1918 году колесная база была увеличена до 315 см, бензиновый двигатель был увеличен до 1,5 литров, а цена была увеличена до 2950 долларов, но это никак не улучшило продажи, и производство Dual Power было прекращено.

Два сохранившихся экземпляра можно увидеть в Автомобильном музее Петерсена в Лос-Анджелесе и музее Генри Форда в Дирборне.

Дзен , ВК , okolotechniki

Несмотря на свои недостатки, танк Sherman M4 был ценным оружием на полях второй мировой войны и был произведен в огромных количествах - почти 50 000 единиц. Одной из проблем такого массового выпуска было производство достаточного количества подходящих двигателей для 40-тонной машины.

Набор применяемых силовых установок включал переоборудованные авиационные радиальные двигатели как в бензиновом, так и в дизельном исполнении, сдвоенные дизели GM 6-71 и гигантский 18 литровый Ford V8 мощностью 500 л.с. Но самым необычным среди них был 30-цилиндровый двигатель A57 Multibank, разработанный в 1941 году. По сути, пять рядных шестерок Chrysler были соединены вместе в виде звезды, образуя своего рода квазирадиальный мотор.

На рисунке сверху представлено схематическое изображение двигателя A57: пять стандартных двигателей от легковых автомобилей Chrysler были размещены по кругу, образуя один массивный агрегат. Пять косозубых шестерен на концах коленчатых валов приводили в движение шестую шестерню, которая в свою очередь и передавала мощность на КПП.

Каждый цилиндр имел диаметр 8.7 сантиметра, а общий рабочий объем составлял 21 литр. Общий вес мотора с навесным оборудованием, коллекторами, карбюраторами и т.д. составлял почти 2380 килограмм. В разных источниках приводятся различные значения мощности - от 370 до 445 л.с. при 2400 об/мин.

В период с июля 1942 по ноябрь 1943 года около 7499 танков Sherman M4 с двигателями A57 Multibank были построены компанией Chrysler на Детройтском танковом заводе в штате Мичиган. Известный как M4A4, Sherman с A57 требовал удлиненного корпуса для размещения 30-цилиндрового двигателя. Около 100 танков M3A4 Lee, предшественников Sheman, также были оснащены A57.

Большинство произведенных танков M4A4 были поставлены британским военным по ленд-лизу, и десятки, а может и больше, до сих пор хранятся в музеях и коллекциях по всему миру.

Дзен , ВК , okolotechniki

Проект GM, который в конечном итоге привел к созданию печально известного Chevrolet с "медным охлаждением", возглавлял Чарльз Кеттеринг, блестящий инженер, который среди своих многочисленных достижений разработал электрическую систему автоматического запуска Cadillac.

Следует отметить, что в то время воздушное охлаждение не было чем-то новым в автомобильной промышленности США. Franklin Automobile уже успешно использовали его в течении долгого времени. Тем не менее, простота воздушного охлаждения очень нравилась Chevrolet, который тогда яростно пытался конкурировать с Генри Фордом и его Model T.

Если бы Chevrolet удалось отказаться от водяного насоса, радиатора, охлаждающей жидкости и связанного с ними оборудования, это позволило бы добиться значительного снижения производственных затрат — области, в которой Ford до этого момента имел непреодолимое преимущество. Эта идея захватила воображение недавно назначенного президента Chevrolet Билла Кнудсена, бывшего начальника производства Ford, которому было поручено создать конкурента легендарному Model T.

Система воздушного охлаждения Кеттеринга по внешнему виду была очень похожа на систему Франклина, с кожухом из листового металла, окружающим двигатель, и большим вентилятором спереди для обдува (скорость вентилятора была в 1,5 раза выше скорости коленвала). Но где схема Кеттеринга отличалась так это в его ребрах охлаждения. Вместо ребер, отлитых сразу вместе с цилиндрами для отвода тепла двигателя, Кеттеринг использовал тонкий медный лист, штампованный в виде веера и припаянный в печи к чугунным цилиндрам.

Эта новая установка давала, по крайней мере на бумаге, гораздо большую площадь поверхности охлаждения, чем литые ребра. По словам Кеттеринга, было более 34190 квадратных сантиметров площади охлаждения на четырехцилиндровом Chevrolet против примерно 20000 квадратных сантиметров на более крупном шестицилиндровом моторе Франклина.

Президент GM Пьер С. Дюпон ухватился за творческий термин «медное охлаждение», чтобы выгодно выделить инновацию среди других автомобилей с воздушным охлаждением.

С большим энтузиазмом и полной уверенностью в гениальных способностях Кеттеринга, GM в январе 1923 года вывела на рынок модель с медным охлаждением, но потерпела немедленную и сокрушительную неудачу. К маю было произведено всего 759 автомобилей, и только 100 из них были фактически проданы , а затем отозваны и в конечном итоге уничтожены. Из всех экземпляров в живых остались только две машины.

Так что же пошло не так?

Неудачу можно разделить на две категории: проектирование и руководство.

• Небольшой двигатель Model M, 134 CID по сравнению со 170 CID у Chevrolet 490 и Ford Model T имел мощность 22 л.с., был относительно перегружен и склонен к детонации под нагрузкой, что резко снижало мощность. Детонация и потеря мощности росли каскадообразно, пока машина едва ли не останавливалась если дорога шла под уклон вверх. Воздушное охлаждение может быть эффективным, как это доказали Volkswagen, Porsche и многие другие, но в этом случае Кеттерингу и его команде не удалось заставить его работать. Проблемы с детонацией в двигателе были напрямую связаны с системой охлаждения.

• Даже когда исследовательский персонал Кеттеринга объявил о готовности к производству, подразделения Oakland и Oldsmobile независимо друг от друга протестировали систему с медным охлаждением, и выявили ее непригодность. Очевидно, что команда Кеттеринга не была достаточно объективной. Тем временем высшее руководство GM настолько доверяло способностям и авторитету Кеттеринга, что не обратило должного внимания на проблемы программы "Copper-Cooled", и подразделение Chevrolet запустило в производство двигатель, который был по существу обречен.

По общему мнению, Кеттеринг был человек с большим самомнением и плохо воспринял неудачу. Он пригрозил уйти из GM и заняться разработкой автомобиля самостоятельно. Но старшие руководители Дюпон и Альфред П. Слоан сумели его уговорить, и его успешная карьера у автопроизводителя продолжалась до выхода на пенсию в 1947 году.

Позже данная технология все таки нашла себе место - ее применили при создании генератора Delco Light на основе четырехцилиндрового мотора GM. Некоторые из этих силовых установок все еще существуют.

Дзен , ВК , okolotechniki

Британский математик Уильям Борн примерно в 1578 году сделал один из самых ранних известных эскизов подводной лодки, но первый в мире рабочий прототип был построен в 17 веке Корнелиусом Дреббелем, голландским изобретателем, нанятым британским королем Яковом I. подводная лодка Дреббеля, вероятно, была модифицированной гребной лодкой, обтянутой промасленной кожей и укомплектованной командой гребцов. Примерно в 1620 году он использовал это плавсредство, чтобы погрузиться на 4,5 метра в Темзу, свидетелями этого погружения были король Джеймс и тысячи изумленных лондонцев. К сожалению, до наших дней не сохранились чертежи Дреббеля, поэтому историки могут только догадываться о том, как на самом деле работала его «подводная лодка».

2. Turtle: 1775

Во время американской революции изобретатель и выпускник Йельского университета Дэвид Бушнелл предоставил колонистам секретное оружие в виде экспериментальной подводной лодки под названием «Черепаха». Это деревянное судно, предназначенное для одного человека, приводилось в движение с помощью рукояток, вращая которые, капитан заставлял крутиться гребные винты. Резервуар, заполняемый водой позволял ему погружаться и всплывать. При грамотном управлении подлодка могла незаметно приблизиться к вражескому кораблю и установить мину, начиненную 60 килограммами пороха.

Рано утром 7 сентября 1776 года солдат Континентальной армии Эзра Ли предпринял первую в истории попытку атаки с помощью подводной лодки - он направил «Черепаху» под британский военный корабль HMS Eagle в гавани Нью-Йорка. Однако Ли получил лишь минимальную подготовку и, не сумел прикрепить бомбу к корпусу корабля.

Вскоре Бушнелл отказался от проекта своей подводной лодки после того, как в нескольких других миссиях также не удалось потопить вражеский корабль.

3. Nautilus: 1800

Работая на французское правительство в 1800 году, американский изобретатель Роберт Фултон спроектировал «Наутилус», цельнометаллическое судно, которое часто называют первой современной подводной лодкой. 6,4 метровый корабль отличался несколькими революционными инновациями, в том числе сигарообразным корпусом и медной боевой рубкой. Он использовал гребной винт с ручным приводом для движения под водой, но также имел складную мачту с парусом для движения на поверхности. «Наутилус» совершил несколько успешных пробных погружений в начале 19 века, но был разобран и продан на металлолом после того, как ему не удалось завоевать внимание французских и английских военно-морских сил.

4. Sea Devil: 1855 (Seeteufel)

Вильгельм Бауэр построил свою первую подводную лодку в 1850 году, но ему едва удалось спастись после того, как она затонула на глубине 15 метров во время презентации. Не испугавшись неудачи, баварский изобретатель продолжил эксперименты и в конце концов получил финансирование от Российской Империи.

После поездки в Санкт-Петербург в 1855 году он построил «Морской дьявол» Seeteufel, 16 метровый подводный аппарат, способный нести команду из дюжины человек. Корабль мог похвастаться несколькими технологическими прорывами, включая несколько балластных цистерн для обеспечения плавучести, использование воздушного шлюза и гребной винт, который приводится в движение силами членов экипажа, вращавшими специальное колесо.

В конечном итоге «Морской дьявол» совершил более 130 успешных погружений, прежде чем затонул в море. Его самое необычное погружение произошло во время коронации царя Александра II, когда он опустился с духовым оркестром из четырех человек на борту, которые играли гимн.

5. CSS H.L. Hunley: 1863

Примитивная подводная лодка HL Hunley была разработана, чтобы помочь Конфедерации справиться с морской блокадой во время Гражданской войны. Построенная в Мобиле, в 1863 году. Лодка вмещала восемь членов экипажа — одного рулевого и семь матросов для вращения рукояток, приводивших в действие гребной винт. Нос судна ощетинился 5 метровым шестом , на конце которого находился заряд, который детонировал при таране вражеского корабля.

Ранние испытания принесли Hunley прозвище «странствующий гроб» — и не зря. Он дважды тонул во время пробных испытаний, в результате чего погибло в общей сложности 13 человек. Однако подводную лодку неоднократно поднимали, и 17 февраля 1864 года Лейтенант Джордж Диксон и команда отправились в гавань Чарльстона и успешно атаковали USS Housatonic. Судно затонуло за считанные минуты, но Hunley также получил повреждения во время атаки и пошел ко дну. Несмотря на то, что Диксон стали первым подводником в истории, уничтожившим вражеский корабль, он и весь экипаж погибли.

6. Le Plongeur: 1864

Одна из первых подводных лодок, использующих двигатель, а не "ручной привод" , «Le Plongeur» («Ныряльщик») была построена во Франции морскими офицерами Симеоном Буржуа и Шарлем Бруном. Вместо того, чтобы полагаться на рукоятки, педали или "беговые дорожки" для вращения своего винта, этот 42,5 метровый бегемот использовал поршневой двигатель, работающий на сжатом воздухе, хранящемся в резервуарах. Этот воздух также помогал снабжать экипаж кислородом и служил средством для откачки воды из балластных цистерн. Le Plongeur совершил несколько успешных погружений, но его ограниченный запас воздуха и опасно нестабильная конструкция привели к тому, что в 1872 году он был выведен из эксплуатации.

7. Ictineo II: 1865

После того, как в 1857 году испанский политический деятель и изобретатель Нарсис Монтуриоль-и-Эстарриол стал свидетелем гибели ныряльщика за кораллами, он решил построить подводный аппарат для повышения безопасности водолазов. Результатом стал Ictineo II, новаторское судно, которое с тех пор называют первой в мире подводной лодкой с тепловым двигателем.

Преемник более ранней лодки под названием Ictineo I, 14 метровая Ictineo II достигала хорошей устойчивости благодаря системе грузов и четырем балластным цистернам, расположенным внутри ее двойного корпуса. Чтобы вращать пропеллер, Монтуриоль разработал анаэробную паровую машину, которая использовала химическую реакцию для выработки тепла и кислорода (химическая реакция диоксида марганца, цинка и хлората калия). Двигатель работал - Monturiol совершил успешное погружение в конце 1867 года, - но позже подлодка была продана на металлолом из-за нехватки финансирования.

8. Argonaut: 1897

К концу 19 века технологии стремительно развивались, но большинство подводных лодок по-прежнему были способны совершать только короткие походы недалеко от берега. Ситуация изменилась в 1897 году, когда американский инженер Саймон Лейк построил «Аргонавт» — 11 метровое судно с бензиновым двигателем мощностью 30 лошадиных сил. Самой необычной особенностью субмарины был набор колес, которые позволяли ей «ехать» по морскому дну. Судно также имело перископ, водолазную камеру и шноркель для подачи воздуха для двигателя и экипажа. Первоначально Лейк использовал «Аргонавт» для спасения затонувших кораблей в Чесапикском заливе, но в 1898 году он совершил переход из Норфолка в Сэнди-Хук - поход, который с тех пор называют первым плаванием подводной лодки в открытом океане. Путешествие принесло Лейку широкое признание и поздравительное письмо от автора «20, 000 лье под водой» Жюль Верна. Саймон Лейк разработал десятки подводных аппаратов для ВМС США и получил более 200 патентов.

9. USS Holland: 1898

Во время церемонии в Ньюпорте, штат Род-Айленд, 12 октября 1900 года USS Holland стала первой подводной лодкой, официально введенной в строй ВМС США. Построенный в 1898 году, 16,5 метровый корабль был назван в честь своего изобретателя Джона Филипа Холланда, инженера ирландского происхождения, который был одним из самых плодовитых пионеров подводных лодок конца 19-го и начала 20-го веков.

Вооружение корабля состояло из одного торпедного аппарата. Судно было оснащено 4-цилиндровым бензиновым двигателем для передвижения по поверхности воды, а также электродвигателем мощностью 160 лошадиных сил для движения под водой. Хотя Holland никогда не участвовал в боевых действиях, он служил учебным судном для первых подводников США. К моменту вывода из эксплуатации в 1905 году ВМФ принял на вооружение полдюжины других ударных подводных лодок.