Автор: Фото: из архивов автора и компании Oerlikon
Чтобы максимально просто объяснить суть гирокаров, нужно начать с детской игрушки — юлы. С технической точки зрения юла — это маховик, способный долго удерживать заложенную в нём кинетическую энергию, сохранять горизонтальное положение и служить мотором для привода различных механизмов. Комплектное устройство с быстровращающимся маховиком получило название гироскоп (от греческого «гиро» — колесо) и послужило источником энергии для уникальных гирокаров и даже гиробусов.
Первенство по применению маховиков на транспорте принадлежит России. Еще в XVIII веке изобретатель Иван Кулибин оснастил свою «самокатку» горизонтальным маховиком, который набирал энергию на спусках и затем помогал «водителю» на подъёмах. В 1860 году эту идею развил инженер путей сообщения Карл Шуберский, предложивший повозку для доставки грузов по рельсам, которую назвал маховозом.
Между задних колес повозки Кулибина хорошо виден маховик. 1791 год
Газетная реклама американской легковушки с гироскопом. 1908 год
В 1905 году англичанин Фредерик Ланчестер получил патент на простейшую четырехколесную тележку с вертикальным маховиком и механическим приводом колес. Позднее американская фирма Gyroscope Car безуспешно пыталась наладить выпуск гирокаров без сцепления и коробки передач, внешне не отличавшихся от обычных легковушек. Их оборудовали 16-сильным бензиновым мотором для разгона горизонтального маховика и цепной передачей на колеса.
Легендарный русский гирокар Шиловского
Первую и единственную в мире полноценную самоходную безрельсовую машину с гироскопом разработал и построил известный русский государственный деятель и талантливый изобретатель-самоучка граф Петр Петрович Шиловский. Это был «богато одарённый человек с огромным честолюбием», перу которого принадлежали многие оригинальные проекты и монографии по теории, конструированию и применению гирокаров. Впервые свою идею маховоза он воплотил в жизнь в 1911 году, представив модель однорельсовой железной дороги с тремя вагончиками, снабженными вращавшимися маховичками.
На следующий год Шиловский взялся за реализацию своего главного изобретения — двухколесного одноколейного автомобиля с маховиком, обеспечивавшим ему устойчивость как во время движения, так и на стоянке.
Первый вариант гирокара Петра Шиловского с двумя опущенными опорными колёсиками. 1913 год
Слишком сложная, дорогая и непонятная машина не получила поддержки Царского правительства, и в 1912 году изобретатель уехал в Англию. Там за сборку гироскопического автомобиля Gyrocar взялась компания Wolseley Tool and Motor Car из Бирмингема, и впоследствии за границей гирокар Шиловского всегда считали разработкой и приоритетной собственностью Великобритании.
Окончательный вариант машины Шиловского с 24-сильным мотором Wolseley. Осень 1913 года
Работы над гирокаром начались в октябре 1912 года с испытания двигателя и рессор подвески. Шасси было готово 14 июля 1913-го, а комплектный автомобиль появился глубокой осенью того же года. 27 ноября его завели, подняли боковые поддерживающие колёса, и он благополучно проехал несколько метров, не опрокинувшись. 28 апреля 1914 года в центре Лондона состоялся первый публичный показ машины с пассажирами, которая передвигалась со скоростью пешехода, демонстрируя свою феноменальную устойчивость.
Петр Шиловский на своем гирокаре (на переднем сиденье справа). Лондон, июнь 1914 года
Демонстрационный показ гироскопического авто на улицах Лондона. Лето 1914 года
Автомобиль Шиловского представлял собой крупную, сложную и тяжелую машину массой около трёх тонн с открытым четырехместным кузовом на лонжеронном шасси. В её передней части устанавливался обычный четырехцилиндровый мотор в 24 силы от легковушки Wolseley 16/20НР. От него крутящий момент на заднее ведущее колесо передавался через сцепление, четырехступенчатую коробку передач, цепную и карданную передачи и червячный редуктор. Передняя подвеска напоминала развитую вилку мотоцикла, заднее колесо подвешивалось на двух продольных консольных рессорах.
Шасси с четырехметровой колесной базой дает общее представление о конструкции гирокара
На виде спереди видна мощная трубчатая подвеска на двух продольных консольных рессорах
Одновременно двигатель приводил электрогенератор, подававший ток на электромотор, который за 8–10 минут разгонял горизонтальный кованый маховик диаметром чуть более одного метра до 3000 оборотов в минуту. Он весил 610 килограммов, имел толщину 12 сантиметров и размещался между сиденьями в средней части машины.
Эскизы компоновки гирокара и размещения основных узлов из монографии Шиловского
Управление гироскопом обеспечивали вертикальная наклонявшаяся обойма маховика и запутанная система маятников, зубчатых секторов, шестерен и шариковых датчиков, заставлявшая верхний конец вала маховика отклоняться вперед или назад. При падении оборотов автоматически включался разгонный электромотор, возвращавший автомобиль в вертикальное положение.
С началом Первой мировой войны Шиловский вернулся в Россию, а в 1915-м «в целях обеспечения сохранности при бомбежках» англичане «надежно спрятали» гирокар, просто сбросив его в яму, выкопанную близ соседней железнодорожной станции. И на 20 с лишним лет о нём забыли.
На родине Шиловский пытался организовать строительство однорельсовой железной дороги, но в 1922-м ее финансирование прикрыли, и Шиловский навсегда уехал в Англию. По его настоянию в 1938 году полусгнившую машину эксгумировали, подреставрировали и поместили в музей фирмы Wolseley. Через десять лет её отправили на слом.
Эксгумация легендарного гирокара, пролежавшего в земле 23 года. 1938 год
Гирокар Бреннана
С 1903 года австралийский конструктор Луис Бреннан, трудившийся в Англии, разрабатывал монорельсовый гироскопический вагон для перевозки пассажиров, который в конце концов признали опасным и бесперспективным. Единственной гироскопической машиной Бреннана была оригинальная двухколесная тележка, которую он безуспешно предлагал вооруженным силам Великобритании.
Машина Бреннана с двумя маховиками в вакуумных кожухах. 1929 год
Под её длинным капотом помещались бензиновый мотор с коробкой передач от легковушки Morris Oxford и блок аккумуляторных батарей. Они служили для питания электромоторов, разгонявших до 3500 оборотов два маховика, весивших по 90 килограммов. Никакого развития эта машина не имела.
Ford Gyron Concept
В 1961 году на автосалоне в Детройте корпорация Ford представила футуристической двухколесный концепт Gyron, напоминавший фюзеляж реактивного самолета с двумя установленными рядом друг с другом сиденьями и прозрачной откидной крышей. Его говорящее название свидетельствовало о главной диковинке — гироскопической системе с 60-сантиметровым маховиком, обеспечивавшим автомобилю равновесие при движении и на стоянке. Казалось, «революционный» Ford Gyron с ходу превзошел все предыдущие конструкции, но на деле оказался всего лишь эффектным недвижимым макетом.
Несостоявшийся гирокар — макетный образец Ford Gyron. 1961 год
Гирокар Gyro-X
Через несколько лет появился «настоящий» двухколесный спортивный гирокар Gyro-X, рассчитанный на массовое производство. По патенту конструктора Луиса Суинни прототип построила калифорнийская фирма Gyro Transport Systems. Его внешностью и интерьером занимался легендарный дизайнер Алекс Тремулис, а компактный гироскоп переднего расположения с 56-сантиметровым маховиком собрал инженер Томас Саммерс.
В задней части Gyro-X помещался четырехцилиндровый 1,3-литровый двигатель в 80 сил от спортивной машины Austin Mini Cooper S, разгонявший гирокар до 155 км/ч. Публика не приняла сложный, дорогой, непривычный в управлении и опасный автомобиль, оставшийся всего лишь неудачной попыткой создания общедоступного легкового гиромобиля.
В середине 1960-х Томас Саммерс разработал и запатентовал целое семейство легких и компактных грузовых гиротраков, которые предполагал использовать на узких городских улочках, лесных и горных тропах. На своей фирме Summers Gyro он собрал два опытных образца грузоподъемностью 360 килограммов и 2,5 тонны, но внимания на них никто не обратил.
Редчайший одноколейный трехколесный «грузовичок» конструкции Саммерса. 1969 год
Пассажирские гиробусы из Швейцарии
Как ни странно, но самым известным и полезным применением гироскопической автотехники оказались несущественно доработанные городские и пригородные автобусы и троллейбусы (сейчас их называют тролебусами), которые получили собственное наименование — гиробусы.
Пассажирские гиробусы швейцарской фирмы Oerlikon на специальной трассе в Бельгии
В военные времена к проектированию гироскопических троллейбусов приступил Бьёрн Сторсанд, главный инженер швейцарской военно-промышленной компании Oerlikon, который в 1946-м получил на них патент. С 1950 года в течение семи лет его фирма изготовляла для них электрическое и гироскопическое оборудование. Ими оснащали три поколения гиробусов, переделанных из обычных автобусов швейцарской компании FBW с кузовами фирмы Carrosserie Werken Aarburg (CWA) вместимостью до 70 пассажиров и работавших в трех странах мира.
На подзарядочной остановке первый гиробус Oerlikon-FBW с тремя поднятыми штангами. 1950 год
Сборка электромаховичного гироскопа Oerlikon с маховиком диаметром 1626 мм
Прототип Oerlikon-FBW с опущенными штангами на трассе Цюрих–Зеебах. Весна 1950 года
Внешне гироскопические средства транспорта не отличались от обычных пассажирских машин с тяговыми электромоторами, получавшими ток от подвесной электросети. При использовании гиробусов на их маршрутах расставляли специальные столбы с Г-образными перекладинами и тремя контактами, к которым от городской сети подводился трехфазный ток напряжением 500 вольт. На остановках с ними соприкасались три подъёмные токоприёмные штанги с контактными головками, передававшие ток на генератор для раскручивания 1,5-тонных маховиков из хромоникельмолибденовой стали. Они имели диаметр в полтора метра и помещались в герметичных кожухах, заполненных водородом для улучшения охлаждения и снижения потерь на трение. Время их разгона до рабочего режима 3000 оборотов не превышало двух-трех минут.
При движении гиробуса контактные штанги автоматически отключались и откидывались на крышу, а маховик передавал накопленную на остановке энергию на генератор, вырабатывавший ток для тяговых электромоторов. Максимальное расстояние между заправочными столбами достигало шести километров, и на каждой остановке всё повторялось вновь. На одной зарядке 15-тонный гиробус с полной нагрузкой мог проехать девять километров со скоростью 60 км/ч.
Гиробусы Oerlikon третьего поколения в бельгийском городе Гент. 1955–1956 гг.
Главными положительными качествами гиробусов были отсутствие троллейбусной контактной сети и бетонных столбов вдоль улиц, бесшумный ход, отсутствие вредных выхлопов и способность самостоятельно перемещаться на небольшие расстояния. К недостаткам относили повышенную массу (за счет маховика), сложное управление, перегрузки узлов ходовой части и опасность разрыва маховиков на высоких оборотах.
Единственный сохранившийся гиробус Oerlikon в бельгийском трамвайном музее в Схепсдаале. Фото 1971 года
Пассажирский салон гиробуса с двумя рядами сидений и центральным расположением гироскопа
В итоге — в Швейцарии было собрано всего лишь 19 гиробусов, которые оставались в эксплуатации до 1960 года. Впоследствии никакого развития они не получили.
На заглавной фотографии — Легендарный двухколесный одноколейный автомобиль с гироскопом русского изобретателя Петра Шиловского
Комментарии (2)