Еще о скорости, а также об атомных, автоматических и летающих автомобилях

«Я делал тридцать километров в час. Это было безумие». Помните, так сказал обступившим его репортерам победитель одной из первых автомобильных гонок конца прошлого века, спускаясь со своей высокой и неуклюжей повозки. Нам теперь смешно читать об этом. А тогда в честь «безумного» гонщика даже поставили памятник на месте финиша гонки. Передвижение по земле со скоростью 25—30 километров в час, да еще на тогдашнем хрупком и капризном автомобиле, казалось (и действительно было) крайне опасным. Ни тормоза, ни кузов, ни устойчивость автомобилей, ни шины, ни дороги того времени не обеспечивали достаточной безопасности движения с большой скоростью. ]

Этим главным образом объяснялись гонения на автомобиль в первые годы его развития. Гонения выражались прежде всего в ограничении допустимой скорости, хотя всем было ясно, что автомобиль создан именно для быстрого передвижения.

Но ни ограничения скорости, ни вопли реакционных газетчиков, ни технические трудности, встававшие перед конструкторами, не смогли надолго задержать развития качеств автомобиля, в том числе его быстроходности.

Росла скорость рекордных и гоночных машин, росла и скорость обычных автомобилей. Ограничительные законы постепенно уступали автомобилистам километры допустимой скорости. Появились самолеты, позволяющие людям передвигаться еще быстрей, используя примерно такой же, как и на автомобиле, двигатель внутреннего сгорания.

Люди в повседневной практике перешли пределы скоростей, которые когда-то называли фантастическими. Сегодня скорость в 70 километров в час считается нормальной для грузовых автомобилей и автобусов, не говоря уже о легковых, которые передвигаются по свободной дороге со скоростью в 100 и более километров в час. Наибольшая же скорость обычных легковых машин достигает 130—160 километров в час, скорость рекордных автомобилей самых малых классов перевалила за 200, скорости дорожногоночных автомобилей при заездах на дальние дистанции также приблизились к этим величинам, а абсолютный рекорд скорости составляет 634 километра в час! Такая скорость, исключительная для автомобиля, стала нормальной для самолетов, преодолевающих 2 тысячи километров в час.

В городах легковым автомобилям разрешена скорость в 60 километров в час, на загородных шоссе она может быть доведена до 70, а на свободных участках допускается движение с еще большей скоростью.

Высокие скорости стали возможными благодаря грандиозному прогрессу автомобильной техники, благодаря усовершенствованию дорог, а также благодаря тому, что люди привыкли к быстрому движению. Если раньше со скоростью 20—30 километров в час решались ездить только смельчаки, то теперь каждый научившийся управлять автомобилем ездит вдвое-втрое быстрей, не считая себя героем. На страже его безопасности — устойчивость машины, легкий руль, мощные тормоза, долговечные шины, прочный закрытый кузов, ровная дорога и строгое регулирование движения.

Такой рост скорости, так же как и только что рассмотренные нами диаграммы, дает кое-кому повод утверждать, что предела скорости для автомобиля не существует.

Может быть, защитники «сверхскоростей» правы? Может быть, придет время, когда человек привыкнет и к 600-километровой скорости передвижения по земле, а автомобили и дороги будут настолько усовершенствованы, что любая скорость будет безопасной и автомобильное путешествие из Москвы в Ленинград будет длиться какие-нибудь час-полтора?

Для правильного ответа на эти вопросы нужно прежде всего разобраться в экономической стороне дела. Ведь всякое достижение техники целесообразно только в том случае, если оно экономически оправдано.

До тех пор, пока человек не умел передвигаться по воздуху, можно было строить фантастические прогнозы о скорости будущего передвижения по земле. Можно было оправдать расходы на передвижение выигрышем в скорости. Появление самолетов, ставших в дальнейшем надежным и безопасным способом быстрого передвижения, резко изменило картину. Теперь можно говорить о скоростном передвижении по земле только с оглядкой на самолеты. Не выгоднее ли передвигаться на самолете? Оказывается, что по достижении автомобилем определенной скорости передвижение по дороге требует такого большого расхода мощности и топлива, что полет на той же скорости становится значительно более выгодным.

Нетрудно в этом убедиться. Возьмите, для примера, пятиместный автомобиль и пятиместный легкомоторный самолет. На диаграмме одна из линий показывает мощность двигателей различных существующих пятиместных самолетов, развивающих ту или иную наибольшую скорость. Верхняя кривая линия показывает необходимую мощность двигателя для автомобиля типа «Волга», нижняя кривая — для некоего «идеального» автомобиля, еще не построенного, по возможного, очень легкого, с отличной обтекаемой формой кузова. Кривые пересекают прямую: первая — на скорости около 120, вторая — на скорости около 220 километров в час. Расходуемой мощности соответствует и расход топлива. Выходит, что на высоких скоростях сопротивление движению автомобиля значительно большее, чем сопротивление движению самолета. Автомобиль, помимо сопротивления воздуха, должен преодолевать сопротивление качению колес и трение в системе силовой передачи от двигателя к колесам. Кроме того, автомобилю невозможно придать такую хорошо обтекаемую форму, какую имеет самолет. Удлинение автомобиля привело бы к загромождению дорог и к ухудшению маневренности машин в городских условиях; колеса автомобиля нельзя убрать, как у самолета.

Можно оспаривать точность этих выводов, по нельзя отрицать того факта, что даже если вовсе пренебречь собственным весом автомобиля и предположить, что передвигаться по дороге со скоростью, скажем, 250 километров в час будут каким- то чудом только пассажиры в невесомом обтекаемом кузове, то и для этого потребовался бы двигатель мощностью около 175 лошадиных сил. Однако один только такой двигатель, даже самый архисовременный, но достаточно долговечный, будет весить не менее 100 килограммов и для передвижения его самого потребуется еще 50 лошадиных сил.

Поэтому-то передвижение на современном автомобиле с очень большой скоростью менее выгодно, чем на самолете.

А на автомобиле будущего?

Механизмы передачи усилий всегда будут отнимать часть мощности, вырабатываемой двигателем. И надо сказать, что распространение па автомобилях автоматических коробок передач сулит ие уменьшение, а даже некоторое увеличение потерь (при одновременном облегчении управления автомобилем). Так что и в будущем до колес автомобиля будет доходить только примерно девять десятых мощности, вырабатываемой двигателем.

Трение шин о поверхность дороги тем меньше, чем больше давление в шинах. Высокое давление в шинах желательно и для устойчивости автомобиля. Вместе с тем шины высокого давления ие поглощают в достаточной мере толчки от неровностей, лишают автомобиль плавности хода на плохой дороге.

Что же делать, чтобы обеспечить будущему автомобилю устойчивость, снижение потерь на трение при движении по хорошей дороге с большой скоростью и плавность хода на плохой дороге? Нужно снабдить автомобиль таким насосом для шин, который автоматически или по желанию водителя на ходу регулировал бы давление в шинах. Это позволит поднимать давление в шинах до 4—5 атмосфер и снижать его до 1 —1,5 атмосферы. Такие устройства уже существуют на автомобилях повышенной проходимости, и скоро станут стандартным оборудованием всех будущих автомобилей. Тогда при скорости в 210 километров в час на каждую тонну веса автомобиля будет расходоваться не 250, как у современного автомобиля, а 170 лошадиных сил.

Каковы возможности уменьшения веса автомобиля? Многочисленные опыты показывают, что даже при применении легких сплавов и пластических материалов вес автомобиля можно уменьшить пе более чем на одну треть.

Вряд ли можно рассчитывать и на существенное сокращение высоты и ширины, то есть лобовой площади автомобиля. Ведь они зависят от телосложения человека, да и требования к просторности внутреннего помещения кузова не только не снижаются, а, наоборот, возрастают.

Остается уменьшить коэффициент сопротивления воздуха. Здесь возможности еще очень велики.

Над каждой из таких задач упорно работают конструкторы. И они, конечно, найдут решения и для улучшения обтекаемости, и для снижения веса машины, и для регулирования давления в шипах — словом, для создания «идеального» автомобиля.

Этот-то «идеальный», с сегодняшней точки зрения, автомобиль и был принят для расчетов. Но и он, как мы видим, уступает самолету, если речь идет о движении с очень большой скоростью.

Есть, однако, много важных соображений (кроме соображений экономических) и «за» и «против» повышения скорости автомобиля.

Как бы ни был выгоден полет по сравнению с передвижением по суше, автомобиль сохраняет за собой такие преимущества, как доставка пассажиров или груза непосредственно к дому, учреждению, складу, как работа в городских условиях. Эти преимущества в известной степени окупают расходы на невыгодное по сравнению с самолетом передвижение автомобиля с высокими скоростями.

Чтобы разогнать автомобиль до весьма высокой скорости, необходимы сотни и даже тысячи метров пути, иначе ускорение будет слишком резким, крайне неприятным для пассажиров. То же относится и к торможению. С торможением связаны не только ощущения пассажиров, но и устойчивость автомобиля. При резком торможении возможен занос и даже опрокидывание машины. При длинном пути разгона и торможения высокая скорость может быть целесообразно использована только на дальних перегонах, то есть именно в условиях, когда самолет с выгодой заменяет автомобиль. Поэтому, вероятно, высокая скорость более важна для междугородных автобусов и магистральных грузовых автопоездов-тягачей с прицепами, чем для легковых автомобилей.

Допустим, что после взвешивания всех «за» и «против» высокие скорости автомобиля все же будут сочтены оправданными. На каких дорогах должно происходить движение? Это должны быть абсолютно ровные, очень широкие полосы, прямые, отделенные от остального мира крепкими оградами, недоступные для движения иных видов транспорта. Строительство таких дорог ляжет большим бременем на стоимость эксплуа- i тации автомобиля. Вряд ли оно окажется обоснованным при > наличии самолетов, которые не нуждаются в иных наземных \ сооружениях, кроме взлетно-посадочных площадок, и не представляют опасности для попутных транспортных машин, j О встречных и поперечных мы не говорим, так как считаем, j что даже при современных скоростях движения дороги должны I быть устроены с разделением встречных потоков и с пересече- I ниями на разных уровнях. j

Выходит, что сверхвысокие скорости движения автомобиля невыгодны не только по соображениям расхода топлива, но и по ряду других соображений. Практически можно ожидать, ' что скорость обычных автомобилей достигнет лет через 20—30 двухсот с небольшим, а в городах составит около ста километров в час.

Тот, кто сделает из этого разбора поспешный вывод о приближении автомобиля к пределу его развития, совершит боль- | шую ошибку. Прежде всего рассмотрен только один показа- i тель автомобиля и доказано, что для этого показателя есть, | в существующих условиях развития техники, разумный предел. Уже из этого примечания вытекает по крайней мере два важ- ' ных вывода: первый — когда-нибудь условия могут изменить- | ся в направлении, которое мы еще неспособны себе представить, и второй -— ограничение наибольшей скорости не ставит ; конструктору препятствий в части улучшения удобств автомо- I биля, его безопасности, легкости управления им, его внешнего вида, удобства его обслуживания, проходимости, маневренности, упрощения и удешевления его конструкции.

Далее, есть автомобили, для которых весьма высокая скорость может оказаться целесообразной. Это уже упомянутые автомобили высшего класса, дальние автобусы и грузовые автопоезда, а также некоторые специальные и спортивные автомобили.

Мы убедились, что можно назвать достаточно определенные значения скорости будущих автомобилей, значения, намного превосходящие нынешние, но далекие от беспочвенных фантастических тысячекилометровых величин. Точно так же, путем тщательного разбора можно высказать предположения о типе двигателя будущих автомобилей, о степени их автоматизации, о летающих автомобилях и другие. Чтобы не утомлять читателя, ограничимся лишь некоторыми замечаниями по этим вопросам.

Заменит ли атомный двигатель теперешние бензиновые? Нам кажется, что не заменит. Прогресс атомной энергетики даст в распоряжение человечества дешевую электрическую энергию. -Можно будет передавать электрический ток высокой частоты на большие расстояния без проводов и питать им электромоторы автомобилей. Вероятно, такой принцип окажется более подходящим для легкого транспортного средства, чем установка тяжелого атомного двигателя и еще более тяжелой его экранировки на самом автомобиле. Успешные попытки построить высокочастотный автомобиль — ВЧ-мобиль — были сделаны в нашей стране уже в 40-х годах. Дальнейшее развитие этого вида транспорта застопорилось, по существу, только из-за отсутствия соответствующей энергетической системы.

Будет ли автомобиль полностью автоматическим? И на этот вопрос мы не дали бы категорического положительного ответа. Наблюдая изменения в органах управления автомобиля, нельзя сказать, что число их попросту убывает. Точнее было бы утверждение, что все меньшим становится число рычагов, педалей и кнопок, которыми водитель обязательно должен пользоваться при управлении автомобилем. Эта линия развития, очевидно, продолжится и в будущем. В обычных условиях движения можно будет и не управлять автомобилем, но для случаев езды но плохим дорогам, для маневрирования органы управления потребуются. Конечно, современная и тем более будущая кибернетика способна обеспечить полностью автоматическое управление автомобилем, но задайте себе вопрос — нужно ли это? Нужно ли усложнять автомобиль автоматами только для того, чтобы, скажем, один раз за десяток тысяч километров пробега пересечь редкий на дорогах XXI века ухаб, не прикасаясь к рулю и педалям?

Также не очень обоснованы фантазии о летающих автомобилях, если речь идет об обычных массовых машинах. Спору нет, сочетание автомобиля и самолета может оказаться очень выгодным для специальных целей — для экспедиций, для некоторых сельскохозяйственных нужд. В этих случаях можно допустить усложнение конструкции, удорожание машины, ухудшение некоторых ее ездовых качеств. Ведь не вызывает сомнения, что летающий автомобиль сложнее и тяжелее нелетающего, так же как бегающий по дорогам самолет сложнее и тяжелее обычного самолета. Мы только что убедились в том, что рациональные скорости автомобиля и самолета различны. Значит, различным должно быть и их устройство. Так оно и есть в действительности. И сочетание этих различных устройств неминуемо повлечет за собой ухудшение ездовых качеств какого-либо из них или обоих.

Эти практические соображения необходимы нам для того, чтобы вместе с конструкторами уверенно наметить контуры автомобиля будущего.