Рівно 212 років тому, 24 грудня 1801 року, в невеликому англійському місті Камборне механік Річард Тревітік продемонстрував громадськості перший автомобіль з паровим двигуном Dog Carts
Сьогодні цю подію можна було б сміливо віднести в розряд хоч і примітних, але несуттєвих, тим більше що паровий двигун був відомий і раніше, і навіть застосовувався на транспортних засобах ( хоча назвати їх автомобілями було б дуже великою натяжкою). Але ось що цікаво: саме зараз технічний прогрес породив ситуацію, котра разюче нагадує епоху великої «битви» пари і бензину на початку XIX століття. Тільки боротися доведеться акумуляторам, водню і біопаливу. А тепер – про міфи.
1. Захоплення паровими двигунами пройшло, і настав час двигунів внутрішнього згоряння. Для користі справи повторю: в 1801 році по вулицях Камборне покотився чотириколісний екіпаж, здатний з відносним комфортом і нешвидко перевозити вісім пасажирів. Автомобіль приводився в рух одноциліндровим паровим двигуном, а паливом служило вугілля. Створенням парових транспортних засобів зайнялися з ентузіазмом, і вже в 20 -х роках XIX століття пасажирські парові омнібуси перевозили пасажирів зі швидкістю до 30 км/год, а середній міжремонтний пробіг досяг 2,5-3 тис. км.
Тепер зіставимо ці відомості з іншими. У тому ж 1801 француз Філіп Лебон отримав патент на конструкцію поршневого двигуна внутрішнього згоряння, який працював на світильному газі. Сталося так, що через три роки Лебон загинув, і розвивати запропоновані ним технічні рішення довелося іншим. Лише в 1860 році бельгійський інженер Жан Етьєн Ленуар зібрав газовий двигун з запалюванням від електричної іскри і довів його конструкцію до ступеня придатності до установки на транспортний засіб.
Отже, автомобільні паровий двигун і двигун внутрішнього згоряння - практично ровесники. ККД парової машини тієї конструкції і в ті роки становив близько 10 %. ККД двигуна Ленуара був всього 4 %. Тільки через 22 роки, у 1882-му, Август Отто удосконалив його настільки, що ККД тепер уже бензинового двигуна досяг... аж 15 %.
2. Парова тяга - всього лише коротка мить в історії прогресу. Почавшись в 1801 році, історія парового транспорту активно тривала без малого 159 років. У 1960-му (!) в США все ще будувалися автобуси та вантажівки з паровими двигунами. Парові машини за цей час удосконалилися досить значно. У 1900 році в США 50% парку автомобілів були паровими. Вже в ті роки виникла конкуренція між паровими, бензиновими і - увага! - електричними екіпажами. Після ринкового успіху «Моделі -Т» Форда і, здавалося б, повної поразки парового двигуна новий сплеск популярності парових авто припав на 20-ті роки минулого століття: вартість палива для них (мазут, гас) була значно нижче вартості бензину.
Фірма Stanley виробляла до 1927 -го приблизно 1 тис. парових автомобілів на рік. В Англії парові вантажівки успішно конкурували з бензиновими до 1933 року і програли лише через введення владою податку на важкий вантажний транспорт і зниження тарифів на імпорт рідких нафтопродуктів з США.
3. Парова машина неефективна і неекономічна. Так, колись це було саме так. «Класичний» паровий двигун, який випускав відпрацьований пар в атмосферу, має ККД не більше 8 %. Однак паровий двигун з конденсатором і профільованою проточною частиною має ККД до 25-30%. Парова турбіна забезпечує 30-42 %. Парогазові установки, де використовуються «в зв'язці » газові і парові турбіни, мають ККД до 55-65 %. Остання обставина спонукала інженерів компанії BMW почати опрацювання варіантів використання цієї схеми в автомобілях. До слова сказати, ККД сучасних бензинових двигунів складає 34 %.
Вартість виготовлення парового двигуна в усі часи була нижче вартості карбюраторного і дизельного моторів тієї ж потужності. Витрата рідкого палива в нових парових двигунах, що працюють в замкнутому циклі на перегрітій (сухій) парі і оснащених сучасними системами змащування, якісними підшипниками і електронними системами регулювання робочого циклу, складає всього 40% від колишньої.
4. Паровий двигун повільно запускається. І це було колись... Навіть серійні автомобілі фірми Stanley «розводили пари» від 10 до 20 хвилин. Удосконалення конструкції котла і впровадження каскадного режиму нагріву дозволило скоротити час готовності до 40-60 секунд.
5. Паровий автомобіль занадто неквапливий. Це не так. Рекорд швидкості 1906 - 205,44 км/год - належить паровому автомобілю. У ті роки автомобілі на бензинових моторах так швидко їздити не вміли. У 1985-му на паровому автомобілі роз'їжджали зі швидкістю 234,33 км / год. А в 2009 році група британських інженерів сконструювала паротурбінний «болід» з паровим приводом потужністю 360 кінських сил, який був здатний переміщатися з рекордною середньою швидкістю в заїзді - 241,7 км/год.
6. Паровий автомобіль димить, він неестетичний. Розглядаючи старовинні малюнки, на яких зображені перші парові екіпажі, що викидають зі своїх труб густі клуби диму і вогню (що, до речі, свідчить про недосконалість топок перших «паровиків»), розумієш, звідки взялася стійка асоціація парової машини і кіптяви.
Що стосується зовнішнього вигляду машин, справа тут, звичайно, залежить від рівня дизайнера. Навряд чи хтось скаже, що парові автомобілі Абнера Добло (США) некрасиві. Навпаки, вони елегантні навіть за теперішніми уявленнями. І їздили до того ж безшумно, плавно і швидко - до 130 км/год.
Цікаво, що сучасні дослідження в галузі водневого палива для автомобільних моторів породили ряд «бічних відгалужень» : водень як паливо для класичних поршневих парових двигунів і особливо для паротурбінних машин забезпечує абсолютну екологічність. «Дим » від такого мотора являє собою чисту водяну пару.
7. Паровий двигун примхливий. Це неправда. Він конструктивно значно простіший за двигун внутрішнього згоряння, що саме по собі означає більшу надійність і невибагливість. Ресурс парових моторів становить багато десятків тисяч годин безперервної роботи, що не властиво іншим типам двигунів. Однак цим справа не обмежується. В силу принципів роботи паровий двигун не втрачає ефективності при зниженні атмосферного тиску. Саме з цієї причини транспортні засоби на паровій тязі виключно добре підходять для використання у високогір'ї, на важких гірських перевалах.
Цікаво відзначити і ще одну корисну властивість парового двигуна, яким він, до речі, схожий з електромотором постійного струму. Зниження частоти обертання валу (наприклад, при зростанні навантаження) викликає зростання обертового моменту. В силу цієї властивості автомобілям з паровими двигунами принципово не потрібні коробки передач - самі по собі досить складні і часом примхливі механізми.
Юрій Романов, „Компьютерра”
***
