(1752г, 1791г)
Человечество уже давно мечтало создать подобие самоходных колясок, которые способны передвигаться без тягловых животных. Это отчетливо видно в различных былинах, сказаниях и сказках. На улице май 1752 год. В Петербурге царило праздничное настроение, воздух пронизан тонкими ароматами весны, прячущееся солнце посылало последние лучи. Летний сад был заполнен людьми. По мостовым разъезжали нарядные коляски, и вдруг среди всех экипажей появляется один странный. Он шел без лошадей, тихо и без шума, обгоняя другие кареты. Народ был сильно удивлен. Только потом стало известно, что сие диковинное изобретение это -«самобеглая коляска », построенная русским крепостным крестьянином Нижегородской губернии Леонтием Шамшуренковым.
Превью - увеличение по клику.
Так же, уже через год, Шамшуренков написал о том, что может сделать самоходные сани и счетчик до тысячь верст с колокольчиком, звенящим через каждый пройденный километр. Таким образом еще за 150 лет до появления первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, в крепостной Руси появился прототип современного спидометра и автомобиля.
И. П. Кулибин составил проект в 1784 г., а в 1791 г. построил свою «самокатку». В ней впервые для обеспечения равномерности хода были применены подшипники качения и маховик. Используя энергию вращающегося маховика, храповый механизм, в приводе от педалей, позволял коляске двигаться свободным ходом. Самый интересный элемент кулибинской "самоходки" был механизм для смены передач, являющийся неотъемлемой частью трансмиссии всех автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Первоначально для перемещения тяжестей и грузов применялась мускульная сила человека.
Со временем люди стали приручать различных тягловых животных, которых запрягали в повозки или сани.
Также изобретались различные приспособления, которые помогали человеку преодолевать расстояния.
Античная паровая машина.
Римская сухопутная парусная телега. Старинная средневековая гравюра.
Карета эпохи Барокко. XVII - XVIII века.
Карета — (от лат. «carrus» — повозка)
— закрытая пассажирская повозка с рессорами.
Чаще всего ими пользовались для личного комфортабельного перемещения и не более, хотя с позднего средневековья
в Европе они начали использоваться, в том числе, и в качестве общественного транспорта.
В понимании современного человека слово "автомобиль" означает транспорт, который оснащён автономным двигателем (это может быть и двигатель внутреннего сгорания, и электрический двигатель, и даже паровой котёл).
Пару веков назад автомобилем называли все «самодвижущиеся повозки».
Люди пользовались механическими средствами передвижения ещё задолго до изобретения автомобиля.
В качестве движущей силы пытались использовать и мускулы человека, и даровые ресурсы. Вот, например,
в древнем Китае были сухопутные повозки с парусами
, которые приводились в движение силой ветра.
В Европу такое новшество пришло только в 1600 - ых годах, благодаря конструктору и математику, большому учёному Симону Стевину.
Нюрнбергским часовщиком И. Хаучем была построена механическая повозка , источником движения которой была большая часовая пружина. Одного завода такой пружины хватало на 45 минут езды. Эта повозка действительно передвигалась, однако находились скептики, которые утверждали, что внутри неё спрятаны два человека, приводящие её в движение. Но, несмотря на это, она всё-таки была куплена королём Швеции Карлом, который пользовался ею для поездок по королевскому парку.
Согласно книге, изданной в Париже в 1793 году, автором которой был Озанам, уже в течение нескольких лет по Парижским улицам ездила коляска, приводимая в движение лакеем, который нажимал на подножки, расположенные под кузовом.
В России (XVIII век) были изобретены две конструкции механических экипажей:
самобеглая коляска
Л.Л. Шамшуренкова (1752 год) и самокатка
И.П. Кулибина (1791 год). Подробного описания самобеглой коляски не сохранилось, но известно, что её испытания успешно состоялись 2 ноября 1752 года. По изобретению И.П. Кулибина сохранилось куда больше информации: она представляла собой трехколёсную педальную коляску с маховиком и трёхскоростной коробкой смены передач. Холостой ход педалей осуществлялся за счёт установленного между педалями и маховиком храпового механизма. Ведущими колёсами считались два задних, а управляемым - переднее. Вес коляски (вместе со слугой и пассажирами) составлял 500 кг, а развиваемая ей скорость - до 10 км/ч.
Позднее, русский изобретатель Е.И. Артамонов (крепостной слесарь Нижнетагильского завода) в 1801 году построил первый двухколёсный металлический велосипед.
Следующим этапом в развитии автомобилестроения стало появление паровых машин .
Механическая самодвижущаяся повозка конструкции Леонардо да Винчи. 1478 год.
Основной механизм самодвижущейся телеги Леонардо да Винчи.
Леонардо спроектировал самоходную тележку
- прототип современного автомобиля!
Самодвижущаяся деревянная повозка, оснащённая шестернями и пружинами,
стала одним из самых известных изобретений Леонардо да Винчи.
Она должна была приводиться в движение энергией двух плоских пружин.
Устройство имеет размер примерно 1 x 1 х 1 метр.
Сложный арбалетный механизм
передает энергию приводам, соединённым с рулем.
Задние колеса имели дифференцированные приводы и могли двигаться независимо.
В задней части тележки находится рулевой механизм.
Четвёртое колесо было соединено с рулём, при помощи которого можно управлять телегой.
Конечно, это устройство не было предназначено для перевозки людей, а служило лишь
как средство для перемещения декораций
во время королевских праздников.
Подобное средство передвижения относилось к ряду самодвижущихся машин, созданных другими инженерами
Средневековья и Возрождения.
Итальянским учёным удалось собрать, в натуральную величину,
самодвижущуюся повозку, воспроизведённую по эскизам Леонардо да Винчи.
Реконструкция проекта Леонардо была успешной.
Запущенная модель повозки достигла скорости разгона 5 км / час.
Деревянная тележка, оснащённая пружинным мотором и рулевым механизмом,
способна самостоятельно двигаться!
В качестве движителя в повозке используется сила пружин, запас хода невелик - около 40 метров
.
Сейчас она демонстрируется в экспозиции музея.
Гравюра с изображением сухопутной парусной яхты Симона Стевина. Нидерланды. 1599 - 1600 годы.
Изображение колёсного парусника Симона Стевина.
Деревянная масштабная модель 28 - местного парусника Симона Стевина.
«Сухопутная яхта» Стевина.
Около 1600 года Стевин продемонстрировал согражданам своё изобретение
(сухопутную парусную яхту на колёсах) и прокатил на ней
принца вдоль побережья быстрее, чем на лошади.
Помимо всего перечисленного,
Стевин писал труды по механике, геометрии, теории музыки,
изобрёл двойную бухгалтерскую регистрацию (дебет/кредит).
В 1590 году он составил таблицы, в которых было указано время наступления приливов
в любом месте в зависимости от положения Луны.
Самобеглая коляска конструкции крестьянина Нижегородской губернии Леонтия Шамшуренкова. Россия. 1752 год.
Самобеглая коляска конструкции Ивана Кулибина. Россия. 1791 год.
Самобеглые коляски И. Кулибина и Л. Шамшуренкова.
(1752 год / 1791 год).
Человечество уже давно мечтало создать подобие самоходных колясок, которые способны передвигаться без тягловых животных. Это отчётливо видно в различных былинах, сказаниях и сказках. На улице май 1752 года. В Петербурге царило праздничное настроение, воздух пронизан тонкими ароматами весны, прячущееся солнце посылало последние лучи. Летний сад был заполнен людьми. По мостовым разъезжали нарядные коляски, и вдруг среди всех экипажей появляется один странный. Он шёл без лошадей, тихо и без шума, обгоняя другие кареты. Народ был сильно удивлен. Только потом стало известно, что сие диковинное изобретение это — «самобеглая коляска », постро-енная русским крепостным крестьянином Нижегородской гу-бернии Леонтием Шамшуренковым.
Так же, уже через год, Шамшуренков написал о том, что может сделать самоходные сани и счётчик до тысяч вёрст с колокольчиком, звенящим через каждый пройдённый километр. Таким образом, ещё за 150 лет до появления первого автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, в крепостной Руси появился прототип современного спидометра и автомобиля.
И. П. Кулибин составил проект в 1784 году, а в 1791 году построил свою «самокатку». В ней впервые для обеспечения равномерности хода были применены подшипники качения и маховик. Используя энергию вращающегося маховика, храповый механизм, в приводе от педалей, позволял коляске двигаться свободным ходом. Самый интересный элемент кулибинской "самоходки" был механизм для смены передач, являющийся неотъемлемой частью трансмиссии всех автомобилей с двигателями внутреннего сгорания.
Паровая машина Фердинанда Фербиста. Бельгия. 1672 год.
Деревянная модель машины Фербиста.
Паровой автомобиль Фербиста (1672 год), (Бельгия) — В этой модели, прототипе транспортного средства, придуманного бельгийским миссионером Фердинандом Фербистом, пар из котла через сопло направлялся на лопатки турбины, которая, в свою очередь, через передаточный механизм направляла усилие на колеса. Автомобиль имел очень ограниченную величину пробега.
Почти 30 лет (с 1659 по 1688 год) бельгийский иезуит-миссионер Фердинанд Фербист служил в качестве физика и астронома у китайского императора Канг Хи. Государь позволил ему пользоваться великолепной дворцовой библиотекой.
Из восточных трактатов миссионер узнал немало нового, причём в тех областях знания, которые, по его мнению, он постиг в совершенстве. Мало того, оказалось, что их авторы упоминали о достижениях европейцев в науке и технике снисходительно, как о чём-то простом и даже примитивном. В прекрасно оснащённых императорских мастерских Фербист обнаружил оборудование для проведения разнообразных опытов. Однажды, а именно в 1678 году, ему пришла в голову идея поставить паровую машину на четырёхколёсную тележку, а вырывающийся из котла пар направить на колесо с лопатками (лопастями). Это, как сказали бы сегодня, турбинное колесо изобретатель соединил через две шестерни со второй осью, на которую были насажены 2 ведущих колеса. Пар, поступавший под высоким давлением из нагретого котла, толкал турбинное колесо, его ось крутила ведущие колёса, тележка ехала и к тому же везла небольшой груз.
Чтобы «самобеглая тележка» могла поворачивать, сзади к ней через примитивный шарнир прикреплялось пятое колесо. Длина «автомобиля» Фербиста составляла лишь 600 миллиметров! Конечно, то была всего-навсего механическая игрушка, изготовленная миссионером для сына китайского императора. Тем не менее, впервые маленькая паровая машина использовалась для привода колёс механического транспортного средства.
Многие исследователи считают первым автомобилем на планете «переднеприводный грузовик», созданный в Китае.
Кстати, своё изобретение в области автомобилестроения Фербист описал в 1687 году в труде «Европейская астрономия». Предпринимались попытки воспроизвести этот паровичок по описанию. Модели получались непохожие, но принцип остался прежним: горелка, паровой котёл, «турбинное» колесо с лопатками, пара шестерён и передние ведущие колёса.
Паровая реактивная машина Исаака Ньютона. Великобритания. 1680 год.
Модель машины Ньютона.
Реактивный автомобиль Ньютона (1680 год), (Великобритания) — Этот автомобиль был скорее фантазией, визуальным воплощением принципа реактивной тяги, чем действующей конструкцией транспортного средства. Чрезвычайно трудный в обслуживании, он представлял собой реализованную попытку использования пара в качестве движущей силы.
Имя английского математика и физика Исаака Ньютона хорошо известно. Но мало кто знает, что в 1680 году в одном из своих трудов по механике он описал экипаж, движущийся благодаря реактивной силе пара. То есть, в паровом автомобиле Ньютона применён несколько иной принцип движения, чем предложенный Фербистом.
Рама на четырёх колёсах с подвешенной горелкой, над которой устанавливался паровой котёл с подвижным соплом, направленным против движения, являлась собственно автомобилем. Из сопла через клапан на рукоятке с определённой периодичностью вырывался пар. Возникшая реактивная сила и должна была толкать экипаж вперёд. Это не что иное, как самый современный принцип ракето- и самолётостроения, только предложенный ещё в XVII веке.
Если рассматривать модель Ньютона, исходя из технических достижений наших дней, ошибок в ней нет, но, по-видимому, требовался огромный напор пара, чтобы толкать подобную тележку с грузом или пассажирами. Кстати, и у паровика Фербиста, и у тележки Ньютона задний ход отсутствовал.
Подтверждений о существовании этого парового экипажа пока не найдено, сохранились только схемы и чертежи в рукописях великого учёного. Сами же англичане утверждают - паровик Ньютона был выполнен в «металле».
Что ж, остаётся лишь найти свидетельства очевидцев или рисунки художников.
Паровой тягач Николя Жозефа Куньо. Франция. 1769 год.
Авария с участием парового тягача Куньо.
Паровой экипаж Куньо на улице французского города.
Масштабная модель парового тягача Куньо.
Автомобиль Куньо (1769 год), (Франция) — Громадный неповоротливый трёхколёсный грузовик — первое паровое транспортное средство, испытанное на дороге. Состояло из двух вертикально расположенных цилиндров емкостью 62 л. Повозка (военный тягач) обладала грузоподъемностью в четыре тонны при скорости 3,5 км/час, но ею было очень трудно управлять.
Никола (Николя) Жозеф Кюньо (Куньо), капитан французской армии и военный инженер, с самого раннего детства увлекался техникой и мечтал применить паровую машину на экипаже. В 1765 году изобретатель испытал свою первую механическую повозку, перевозившую четырёх пассажиров со скоростью 9,5 км/ч. Хотя она и имела ряд недостатков, французское военное министерство поручило Кюньо спроектировать артиллерийский тягач-перевозчик пушечных лафетов для армии.
В 1769 году паровик был готов к эксплуатации. Он представлял собой массивную дубовую раму на трёх колёсах. На подрамнике переднего (управляемого и ведущего) колеса устанавливалась двухцилиндровая паровая машина и котёл. Поступательное движение поршней в цилиндре преобразовывалось при помощи довольно сложного храпового механизма во вращательное движение ведущего колеса. Правда, управлять деревянным паровиком приходилось двоим, поскольку сам он весил тонну и столько же - запасы воды и топлива.
Во время одной из поездок паровая телега протаранила каменную стену, и котёл взорвался. И всё-таки в очередной раз удалось доказать: автомобилю, вернее пока паромобилю, быть! В 1770 году Кюньо построил ещё одну паровую телегу,
но конструктивного развития она уже не имела.
Последнее творение французского офицера сохранилось до наших дней и находится в Музее искусств и ремёсел в Париже. Масштабную модель изготовили и для Московского политехнического музея.
Основные виды паровых пассажирских машин.
Паровой омнибус сэра Голдсвеси Гени (Голдсуорси Гёни). Великобритания. 1828 год.
Курсирующие по первым транспортным трассам паровые экипажи.
Паровой дилижанс Бордино. Италия. 1854 год.
Модель дилижанса Бордино.
Паровой автомобиль Бордино
(1854 год), (Италия) —
Этот дорожный локомотив приводился в движение системой, состоявшей из угольного котла и машины с двумя горизонтально расположенными цилиндрами. На равнине достигал скорости 8 км/час, расходовал 30 кг угля в час и был третьим транспортным средством, сконструированным сардинским пехотным офицером Бордино.
Паровые машины и автомобили.
Паровая карета Хилла. Великобритания. 1830 год.
Паровая карета Хилла
В своё время она была одной из классических скоростных почтовых карет
и при скорости около 20 км/час могла перевозить до 15 пассажиров.
Использовалась на линии Лондон-Бирмингем,
где курсировала и паровая карета Черча, располагавшая сидячими местами примерно для 50 человек.
Когда же появился полный привод? В первой четверти XIX века. Именно тогда двум шотландским друзьям, Бёрсталлу и Хиллу, пришла в голову гениальная мысль использовать для сцепления колёс с дорогой массу паромобиля. Они сконструировали паровик со всеми ведущими колёсами.
Расположенная в задней части экипажа паровая машина имела 2 вертикальных цилиндра, возвратно-поступательное движение из поршней, посредством кривошипно-шатунного механизма, преобразовывалось во вращение задней оси. От неё, при помощи конусной пары, крутящий момент, посредством вала, соединяющего переднюю и задние оси, передавался на переднюю, также снабжённую конусной парой, но с другим передаточным отношением. Поскольку в то время ещё не изобрели поворотные цапфы, и передняя ось поворачивалась целиком, в центре поворота располагалось карданное сочленение, изобретённое в XVI веке математиком Джероламо Кардино.
Паровик имел четыре конусные пары, две из которых находились в рулевом механизме. Подобная трансмиссия на бензиновых автомобилях, согласно «официальной истории», появилась лишь через много-много лет. Интересно, что сиденье водителя было на рессорах. Дизайн? Пока каретный… Родился этот полноприводный паровик в 1824 году.
Паровая карета Хэнкока "Enterprise". Великобритания. 1830 год.
"Enterprise" на полном ходу.
Паровая карета Хэнкока
(1830 год), (Великобритания) —
Курсировала на почтово-пассажирской линии Бристоль-Лондон.
Внешний вид нового транспортного средства отличался от прежних конных почтовых карет более элегантным видом.
Этому сопутствовали и технические достижения, например, цепной привод и усовершенствованный трубный котёл.
Шли годы, появлялись всё более совершенные паровые омнибусы и дилижансы. Например, Уолтер Хэнкок выпустил в 1833 году на дороги Англии сразу несколько паровых дилижансов. Если внимательно рассмотреть компоновку одного из первых его творений - «Enterprise», то можно заметить зачатки сегодняшних автобусных конструкторских решений.
Водитель сидел высоко впереди, здесь же находилась и накопительная площадка, пассажиры размещались в комфортабельном салоне, а паровая машина с топкой располагались сзади. Вот только тормозить водитель не мог, для этого на задней площадке стоял вагонный. При сигнале водителя он при помощи огромного рычага останавливал вращение ведущих колёс. Обода на колёсах были железными, а поэтому при сильном торможении из-под них летели искры.
«Enterprise» развивал скорость свыше 35 км/ч, он стал реальным конкурентом гужевым дилижансам, тем более что Хэнкок создавал механические дилижансы один за другим…
По внешнему виду экипажи Хэнкока несколько отличались от уже привычных паровиков. Мастер не строил их по каретному принципу, не использовал готовые корпуса роскошных конных экипажей, а изготовлял кузова из металла и дерева.
В его экипажах, пусть и неказистых, чувствовался новый подход к конструированию. Кстати, многие из них запечатлены на картинах и рисунках художников той поры.
Паровой 50 - местный дилижанс Черча. Великобритания. 1833 год.
В 1833 году появился очень красивый паровой дилижанс… Это грандиозное сооружение вышло из стен мастерской Уильяма Черча. Изобретатель поступил не совсем обычно: поставил друг за другом две кареты, а между ними разместил паровую машину, по бокам которой находились ведущие колёса. Управлялось только переднее колесо (колёса располагались ромбовидно). Курсировал дилижанс между Лондоном и Бирмингемом. Из 50 - ти его пассажиров 28 ехало
с комфортом внутри салонов, а 22 - наверху. Скорость движения паровика достигала лишь 15 км/ч.
Стоит отметить богатейшее оформление корпуса экипажа. Его покрывала лепнина из гипса на особом клею, длительное время выдерживающая тряску и вибрацию кузова. Кстати, англичане утверждают, что многие паровики Черча имели три колеса… Однако чертежи не сохранились, осталось несколько рисунков, выполненных современниками.
До конца XIX столетия подобных паровых экипажей различной вместимости и в Европе, и за океаном было создано великое множество. Все они относились к пассажирскому многоместному транспорту. Двух- и четырёхместные паровики оказались нерентабельными.
Паровая карета Ричарда Тревитика. Великобритания. 1801 год.
Паровая машина Ричарда Тревитика. Великобритания. Первая четверть XIX века.
Здесь же следует указать и на одну очень примечательную деталь. В самом начале XIX столетия появилась очень интересная разработка, затем воплощённая в жизнь, - это ни что иное, как первый в мире автомобиль - амфибия...
Паровой автомобиль - амфибия Оливера Эванса. США. 1801 - 1805 год.
Современная модель, с масштабностью 1:43, той самой амфибии Эванса.
Землеройная паровая машина Эванса. США. 1805 год.
Разнообразие паровых машин - предков паровозов.
Паровая пожарная машина.
Паровой пассажирский транспорт.
Паровая машина с пассажирами и машинистом.
Паровая машина Пекори. Италия. 1891 год.
Паровой трёхколёсник Пекори
(1891 год), (Италия) —
Последнее построенное в Италии паровое транспортное средство, отличавшееся небольшим весом,
простотой конструкции и обслуживания.
Вертикальный трубный котёл достигал предельной мощности при давлении в 7 атм.
Паровые машины завоёвывают мир.
Паровой грузовик.
Ч еловечество большую часть своей истории использовала для передвижения двух- трёх- и четырёхколёсных транспортных средств силу животных: быков, лошадей, мулов, ослов. Но в последние столетия появлялось всё больше изобретений так называемых "самоходных экипажей", которые двигались без использования тягловой силы вышеперечисленных животных. В России таким изобретателем стал механик-самоучка Иван Петрович Кулибин, который изобрёл большое количество различных механических устройств.
Свою работу над самоходным экипажем или как назвал её изобретатель "самокаткой" Кулибин начал в 80-х годах XVIII столетия и закончил её в 1791 году. Эту самокатку вполне справедливо можно считать прадедушкой автомобиля. Сначала он работал над четырёхколесной коляской, но стремясь сделать экипаж более лёгким и простым в управлении, он создал трёхколёсную самокатку. Это был очень лёгкий экипаж на одного-двух пассажиров и нескольких десятков килограммов груза. Позади пассажиров на педалях, или, как их называл Кулибин, "туфлях", стоял человек и попеременно нажимал на них ногами. Педали приводили во вращение большой маховик, который, будучи раскрученным, облегчал работу человека, движущего самокатку, и делал ход экипажа равномерным. Управлять самокаткой надо было с помощью "вертлюга", подобно судовому штурвалу соединенного с передним поворотным колесом.
По свидетельству очевидцев, "самокатка" Кулибина бегала довольно быстро она развивала скорость до 16 км/ч, что для того времени является приличной скоростью. Несмотря на такую высокую для своего времени скорость, коляска двигалась достаточно плавно. Под гору самокатка шла медленнее, чем в гору, что достигалось действием тормозного устройства.
Кулибин на своём изобретении впервые применил подшипники качения, облегчающие движение, рулевое управление, педальную передачу усилий. Он сконструировал прообраз современного автомобиля, в который входили такие части как: карданный механизм, коробка передач, эластичная муфта, тормоз, руль и подшипники качения. С помощью педалей водитель раскручивал маховик, который передавал усилия колёсам и мог отдыхать на ходу, так как благодаря маховику и сцеплению, экипаж некоторое время ехал по инерции.
Самокатки изготавливались в механических мастерских Петербургской академии наук, которыми руководил Кулибин, и довольно широко использовались для прогулок аристократов, которым очень понравилось это изобретение.
По сохранившимся чертежам Ивана Кулибина была сконструирована действующая модель самодвижущегося педального экипажа, которая в данный момент находится в Политехническом музее Москвы.
У талантливого русского самоучки, крепостного крестьянина Нижегородской губернии Леонтия Лукьяновича Шамшуренкова (1685-1757) было много механических изобретений, но самым интересным для нас является самобеглая коляска, изготовленная из “железа сибирского мягкого”, “стали самой доброй”, “проволоки железной толстой”, кожи, сала, клея, холста и гвоздей.
Коляска была представлена в Петербурге 1 ноября 1752 г.: она была четырехколесной и приводилась в движение мускульной силой двух человек через устройство, напоминающее ворот. Коляска могла развивать скорость до 15 км в час. Для пассажиров предназначалось два места.
После показательной демонстрации самобеглая коляска Шамшуренкова использовалась придворными для развлечений “как весьма новое и курьёзное художество”, а затем была забыта: гениальное для своего времени изобретение погибло на задворках Конюшенной конторы, где собирались различные экипажи.
Замечательной конструкцией колесного самоходного экипажа являлась также самокатка русского конструктора, выдающегося изобретателя и инженера Ивана Петровича Кулибина (1735-1818), на которой он разъезжал по улицам Петербурга в 1791 г.
Сначала Кулибин работал над четырехколесной коляской, а затем, стремясь максимально облегчить экипаж и упростить управление им, создал трехколесный вариант самокатки. Его самоходный экипаж имел трехколесное шасси, переднее сиденье для двух пассажиров и место сзади для стоящего человека, управляющего ножными педалями - “туфлями”. Человек держался за ручку, закрепленную в спинке сиденья, и силой своего веса попеременно давил то на одну педаль, то на другую. Педали через рычаги и тяги действовали на храповой механизм (собачку с зубчаткой), закрепленный на вертикальной оси специального маховика; последний был расположен под рамой коляски, выравнивал толчки от храпового механизма и поддерживал, таким образом, непрерывное вращение оси. От вертикальной оси маховика вращение передавалось парой зубчаток на продольный горизонтальный вал, на заднем конце которого находилась зубчатка, цеплявшаяся за один из трех зубчатых венцов барабана, закрепленного на оси задних ведущих колес.
Таким образом, конструкция русского механика содержала почти все основные узлы будущего автомобиля, многие из которых были введены впервые - перемену передач, тормозное устройство, рулевое управление, подшипники качения. Чрезвычайно ценным является оригинальное применение Кулибиным маховика для обеспечения плавной работы трансмиссии и осуществление торможения при помощи пружин типа часового механизма.
Судя по сохранившимся чертежам, самокатка И.П.Кулибина имела длину около 3,2 м; ширину и высоту - по 1,6 м; диаметр задних колес - 1,42 м. При одном обороте колеса в секунду она могла развивать скорость до 16,2 км в час.
По мнению А.С.Исаева, однако, наиболее правильное решение проблемы самоходной коляски, приводимой в движение силой человека, представил в 1801 г. уральский мастер Артамонов. Он решил задачу максимального облегчения веса повозки за счет уменьшения ее размеров и сокращения числа колес до двух. Таким образом, Артамонов создал первый в мире педальный самокат - прообраз будущего велосипеда. Моно сказать, что его идея живет в миллионах современных велосипедов.
Для русской культуры Иван Петрович Кулибин - фигура легендарная и символичная одновременно. Не зря сама его фамилия стала нарицательной, и нередко можно услышать, как один человек называет другого Кулибиным за выдающиеся способности в области механики, имея весьма смутное представление о носителе прославленной фамилии.Иван Петрович Кулибин родился в 1735 году в Нижнем Новгороде. Отец его, мелкий торговец мукой, планировал воспитать себе преемника, который смог бы управлять лавкой, когда он состарится. Однако уже в ранней юности Иван Кулибин проявляет недюжинный интерес к учению, в том числе к самообразованию. В 23 года он открывает часовую мастерскую, где создает прославившие его часы в форме утиного яйца, которые позже подарит пожаловавшей в Нижний Новгород императрице Екатерине II. Часы открывают талантливому механику дорогу в Петербург, он становится заведующим механической мастерской при Академии наук. Но вот какой парадокс! Кулибин сделал огромное количество изобретений, каждое из которых, будучи воплощенным в реальность, принесло бы людям немалую пользу. Среди его задумок, тщательно и детально разработанных, были такие как проект арочного моста, отличной конструкции протезы, оптический телеграф, "водоходное судно", которое могло двигаться против течения, и многое другое. Однако правительство почему-то все время отказывалось от реализации кулибинских проектов, предпочитая держать чертежи в архивах, а впоследствии приобретать за большие деньги иностранные аналоги. В 1818 году изобретатель умирает, и тут выясняется, что у его семьи нет денег даже на похороны.
Идея построить механизм, который не будет приводиться в движение внешней силой, будь то тягловое животное или дующий в паруса ветер, давно занимала умы человечества. И в России Кулибин, на самом деле, не был первопроходцем. За четыре десятка лет до него так называемую "самобеглую коляску" построил крестьянин Нижегородской губернии Леонтий Шамшуренков. Сейчас трудно сказать, что она собой представляла, поскольку о коляске Шамшуренкова сохранились лишь упоминания - никаких чертежей, рисунков, технических описаний найдено не было. Кулибинскому изобретению повезло больше - все-таки Иван Петрович был государственным служащим, состоявшим на службе в Петербургской академии наук. Поэтому его бумаги попали в архив и благополучно дожили до наших дней.
Итак, в 1791 году изобретатель продемонстрировал публике свое новое детище - трехколесную самокатку, - несколько раз проехавшись на ней по улицам Петербурга. Работу над этим механизмом Кулибин начал еще в 1784 году, но на создание действительно функционирующей модели потребовалось целых семь лет проб и ошибок. Кроме полноразмерной самокатки, изобретатель к тому же построил для будущих императоров Павла и Александра несколько игрушечных моделей, которыми те забавлялись, будучи детьми.
Изначально механик планировал создать экипаж с четырьмя колесами, отталкиваясь от более привычной схемы телеги, но быстро понял, что конструкцию необходимо облегчить, поэтому колес осталось три. Задние колеса были побольше, переднее, ведущее, поменьше. Собственно, вся самокатка состояла из рамы с тремя колесами, переднего сиденья, рассчитанного на двух пассажиров, и расположенного сзади места, где стоял человек, обеспечивавший движение экипажа. Этот человек вставлял ноги в специальные "туфли", которые при помощи сложной системы рычагов и тяг действовали на храповой механизм, закрепленный на вертикальной оси маховика. Маховик, в свою очередь, выравнивал толчки от храпового механизма и обеспечивал непрерывное движение колес.
На первый взгляд, изобретение Кулибина имеет намного больше общего с велосипедом, чем с автомобилем, почему его нередко относят к разряду веломобилей. Действительно, если рассматривать самокатку исключительно с точки зрения того, что ее приводил в движение человек, нажимавший на особые педали, то это мнение будет совершенно справедливым. Но именно в экипаже Кулибина были довольно тщательно разработаны и использованы те узлы, без которых невозможно себе представить современный автомобиль: переключение передач, рулевой привод (кстати, практически ничем не отличающийся от тех, что используются в автомобилях), подшипники скольжения, тормозное устройство.
Важно осознать тот простой факт, что в XVIII веке обмен информацией между учеными и инженерами разных стран был практически нулевым. Нередко случалось так, что одно и тоже изобреталось по несколько раз, и вопрос приоритета в открытии разрешить было невозможно. Да что там XVIII век! Достаточно вспомнить известный спор о том, кто же все-таки первым изобрел радио - Попов или Маркони. А ведь это происходило уже в начале ХХ века. Так вот, нужно понять, что Кулибину приходилось действовать в обстановке, как сейчас говорится, информационного вакуума. Он в принципе ничего не знал о том, были ли у него предшественники, каких результатов добились, много ли допустили ошибок и насколько продвинулись вперед в своих работах. Поэтому нижегородский изобретатель имел полное право считать себя первооткрывателем.
Но вернемся к технической стороне дела. Интересной особенностью самокатки было то, что, хотя слуга нажимал на педали равномерно, ведущее колесо могло вращаться с различной скоростью. Изменение скорости обеспечивалось барабаном с тремя венцами - большим, средним и малым. Движение на барабан передавалось через зубчатую передачу, в которой шестерня могла цепляться за какой-либо из венцов. По сути эта система является аналогом коробки передач. Благодаря небольшой массе (по мнению современных ученых, самокатка весила от силы двести-двести пятьдесят килограмм) и использованию во всех трущихся частях подшипников скольжения, экипаж, даже несмотря на вес слуги и одного-двух пассажиров, мог развить скорость до 10-15 км/ч.
Очевидно, что, разогнавшись, слуга мог позволить себе немного отдохнуть, потому что дальше самокатка какое-то время катилась по инерции. Также без участия человека она хорошо шла под уклон. Но любопытно, что, по свидетельствам современников, она и в гору шла довольно быстро, так что придающий ей движение слуга отнюдь не выматывался до полусмерти, преодолевая подъем. Что в устройстве Кулибина давало такую возможность? Дело в том, что талантливый механик использовал на своей трехколесной самодвижущейся коляске маховик. Фактически, слуга раскачивал маховик, который уже передавал энергию на колеса посредством шестеренчатой передачи. Именно использование маховика обеспечивало движение самокатки в гору, а также притормаживало ее, когда она мчалась под уклон.
Рулевое управление представляло собой два рычага, тяги и поворотный круг, крепившийся к переднему колесу. Нужно отметить, что слуга, двигавший самокатку, вынужден был стоять еще и потому, что сидя он не мог бы со своего места нормально обозревать дорогу. Современные варианты постройки самодвижущейся повозки Кулибина обычно не предполагают наличия пассажиров, поэтому водитель может крутить двигать педали сидя. Однако для первоначального кулибинского замысла было важно именно то, что его экипаж был способен перевозить "праздных людей". Поэтому слуге приходилось стоять, иначе его пассажиры закрывали бы ему обзор. Опять же, механик, конечно, не рискнул бы доверить пассажирам рулевое управление.
Сам изобретатель, конечно, осознавал все несовершенство своего детища. Более того, он даже не относил самокатку к списку наиболее важных своих разработок, считая, что это, в первую очередь, развлечение "для праздных людей". Несмотря на то, что он тщательно потрудился над облегчением экипажа, никакой слуга не смог бы долго раскачивать маховик, приводя самокатку в движение. Идея двигателя, который не зависел бы от мускульной силы человека, постоянно владела умом Кулибина. Иван Петрович сделал довольно много изобретений, связанных с использованием силы движущейся воды или ветра. Однако было ясно, что все это совершенно не подходило для самодвижущегося экипажа. Незадолго до смерти внимание Кулибина привлекли паровые машины, но он был уже слишком стар для того, чтобы взяться за такое сложное дело, как создание устройства с паровой машиной в качестве двигателя. Он избрал другой путь - как потом выяснилось, ошибочный. Дело в том, что механик был одержим идеей создания вечного двигателя, таинственного "перпетуум мобиле", являвшегося заветной мечтой всех изобретателей его времени. У Кулибина было свое представление о том, как должен быть устроен вечный двигатель, и он пытался совместить его с самокаткой. В 1817 году он заново начинает работать над полузабытым самодвижущимся экипажем, но его труд прервала смерть, причем историкам мало что известно о том, на какой стадии была остановлена работа.
Что случилось с построенной нижегородским изобретателем самокаткой, нигде не отмечено. Канула в безвестность. Но, как говорилось выше, сохранились чертежи и рисунки, сделанные рукой самого изобретателя. В 1970-1980-хх годах на различных фестивалях, посвященных как истории автомобилестроения, так и веломобильному спорту, не раз представлялись экипажи, построенные на основе кулибинских идей. А действующая модель самокатки механика, восстановленная по его чертежам, выставлена в Политехническом музее.