Автомобилям уже не раз пророчили «взлет» в прямом и переносном смысле, но пока эта мечта все еще не нашла путь массовой реализации.
Тем не менее, винты в автомобиле устанавливали для разных целей, и далеко не всегда чтоб радиаторы охлаждать… были и другие необычные функции.
Их и рассмотрим.
Для ускорения...
Автомобили с приводом от пропеллера в истории было много, и чтобы как то упорядочить эту тему стоит определить четкие рамки разделения видов машин.
Для начала как наиболее простого определения и разделения видов ввести различие по месту размещения винтов на автомобильном транспорте. Их всего два: спереди и сзади от транспортного средства.
В дальнейшем менее четкая градация по назначению и количеству машин(единичные экземпляры‑экзотика и серийные + разрешенные к передвижению по обычным дорогам).
И начать стоит с самых странных и на первых взгляд неудачных конструкций… с машин с передним расположением винта с откровенно самодельной конструкцией.
Такими примерами служат множество различных трициклов.
У этой машины конструкция двигателя V-2 с прямым приводом от винта. Две доски по обе стороны от пропеллера, по‑видимому являлись рудиментарной защитой винта.
Следующий трицикл с кузовом, но также самодельный.
Построен аэрокар был в гараже М. Легея, где он изготовил практически все детали сам, кроме V‑образного двигателя, колес и датчиков. Он даже сам вырезал пропеллер!
По словам создателя машина ехала очень хорошо и обладала плавным ускорением что выгодно ее отличало от аналогов на то время. Недостатком был шум который пугал людей, и как они говорили, он напоминал им вой цыплят перебегавших дорогу. Характеристики интересны. Двигатель — Indian V‑twin, 1189 куб.см, с воздушным охлаждением, выдавал 8 л.с. без трансмиссии прямо на винт, что позволяло разгонятся до 96,5 км/ч.
Следующий легкий трицикл построенный в 1929 году 15-летним Тедом Джеймсоном был без такого количества кузовных элементов, но предназначался еще для больших скоростей.
Шасси машины не имело ни передней, ни задней подвески. Пропеллер приводится в движение мотоциклетным двигателем Harley‑Davidson V‑twin. А единственным назначением этой самоделки была гонка на скорость на высохшем соляном озере. Строго говоря на автомобили эти трициклы слабо похожи даже в то время, но были и более «автомобильные» конструкции.
Этот винтовой автомобиль имел большой 2-лопастной винт, установленный на чем‑то вроде тяжелого сельскохозяйственного фургона. Двигатель V-8 с верхним расположением распредвала являлся авиационным двигателем Hispano‑Suiza.
Эта «аэро‑повозка» была испытательной машиной для авиационного винта с изменяемым шагом (включая реверс) «Парагон», изобретенного Спенсером Хитом. Спенсер Хит основал компанию American Propeller Manufacturing Company в 1909 году, впервые разработав и наладив массовое производство воздушных винтов, а эта машина позволяла проводить испытания «на земле». Фирма Спенсера в последствии сделала 70% винтов, использовавшихся США в Первой мировой войне.
И именно по причине назначения назвать эту самоделку бесполезной нельзя. Даже если о гражданском, или даже спортивном назначении этой машины не было и речи, но свою практическую роль она выполняла на 100%.
Следующий пример машины просто классика эпатажа.
Это самолето-мобиль А. Рассела с декоративными крыльями, стабилизатором удивлял прохожих своем авиационным видом. Правда точно утверждать что привод был исключительно «от винта» нельзя.
Следующим уникальным по своей сути аппаратом можно назвать Windmobile(1940г), который имел электропривод!
Этот тип привода снижал уровень шума от машины до рекордно низкого уровня, что как видно из видео позволяло спокойно передвигаться по городу среди лошадей!
В наше время это преимущество выглядит странным, но на период испытаний и до них это была основная проблема винтовых машин того времени создававшая много проблем.
И несмотря на все недостатки были у винт‑каров и свои преимущества позволившие им не только передвигаться по дорогам в качестве экспериментального транспорта, но и выйти на дороги с официальными документами для дорожного движения!
Первой такой машиной была Leyat Helicocycle.
Leyat Helicocycle назвались первые машины авиационного инженера Марселя Лейата. Он полагал что само движение автопрома в годы его становления могло бы пойти совершенно по другому пути, если бы вместо тяги на колеса применило знания и технологии из авиации и винтовой привод.
В наше время это может показаться странным, но если задуматься на то время конные экипажи так же не обладали тягой на колеса повозки, и скорее всего в данном случае не авиация, а именно конный привод послужил логичным обоснованием внедрения этой идеи.
Основной идеей Лейата на то время было создание именно массового производства таких машин, в чем он и преуспел.
«Самолет без крыльев» по словам инженера и на практике отличала от других машин высокая надежность из‑за отсутствия традиционной автомобильной трансмиссии, экономичность за счет лучшей аэродинамики(5–8л на 100 км).
Безопасность и простота первых серийных машин Лейата под названием Hélica были признаны французким правительством, что позволило получить разрешение на использование на дорогах общего пользования!
И это при том что максимальная скорость достигала 70–80 км/ч!
Серийные модели Hélica были представлены на Парижском автосалоне 1921 года, после чего сам Лейат сообщил, что получил более 600 запросов от потенциальных покупателей, но построить удалось за все время лишь 30 винтовых автомобилей, а продать — 23. И это не смотря на большие планы по выпуску на уровне популярного на то время Ford Model T.
Машины Лейата по сравнению с фордом были легче за счет использования дерева в конструкции(249,476 — 294,835кг против 880кг), и проще в изготовлении.
Однако шумность работы мотора оставалась проблемой как для самого водителя, так и окружающих.
Несмотря на то что все версии аэрокара имели единый размер колесной базы — 3,3 метра, подвеску в виде рессор и много других общих универсальных элементов спрос на машины был невелик.
В 20-е годы уже даже покупатели этих машин отказывались на них выезжать на улицу по соображениям статуса и престижа. Время безумных экстравагантных форм автотранспорта прошло и последний козырь подобных машин в виде экзотического вида уже никого не вдохновлял.
Сам Марсель Лейят поняв провальность идеи напоследок создал последний выдающийся аппарат для фиксации рекордной скорости и потенциала аэрокаров.
Это был максимально заниженный трехколесный гоночный аэромобиль с мотором 8CV, показавший рекордную скорость 171 км/ч на гоночном треке Монлери.
Параллельно с Лейят концепцию аэрокара пытались реализовать его конкуренты.
Компания La Traction Aerienne в 21 году представила модели Eolia (Эолиа) и Helama (Элама) главным конкурентным преимуществом которых по сравнению с Helica был более мощный 1,5-литровый мотор и передние управляемые колеса, но по причине слабого спроса в 1926-м фирма закрылась даже раньше чем Helica.
Сама же Helica существует до сих пор и даже успешно воспроизводится энтузиастами.
Есть даже оригинальные машины которые способны передвигаться до сих пор! Эта Helica принадлежит Жану Франсуа Бузанке из Парижа. Его дедушка купил новым в 1922 году, и с тех пор он находится в семье.
Конец 20-х ознаменовался еще парой моделей претендовавших на массовый выпуск.
Так в 1932 году был создан Helicon Propeller Car. Этот аэромобиль из Франции на то время так же создавался с заделом на массовое производство, но по тем же причинам что и остальные не пошел в серию.
В настоящее время Helicron находится в автомобильном музее Лейн в Нэшвилле, штат Теннесси, и на нем можно ездить по общественным дорогам официально. Во Франции где он был разработан и модернизирован он так же имеет право на свободное движение по дорогам.
Изначальные технические характеристики машины неизвестны, так как машина долгое время простояла в гараже без движения и находилась в плачевном состоянии, но в 2000 году Helicon Propeller Car был отреставрирован. Двигатель был заменён на 4-цилиндровый мотор Citroen GS объёмом 1,1 л, который развивал мощность 54 л. с. Что позволяет сейчас аэромобилю разогнался до 120 км/ч!
Helicon Propeller Car при этом все так же был схож с Helica по причине того что маневрирует он за счёт поворота задних колёс. Отличались лишь массы автомобилей, ведь у Helicon она была очевидно больше.
Этот автомобиль буквально восстал из грязи, но это далеко не последний винтовой автомобиль с претензией на массовость. Были и другие...
От последнего примера массового аэрокара осталось в истории и того меньше чем от первых двух.
Так 1932 году некий инженер E.С.Юргенс из США запатентовал и показал очень крупный четырехколесный аэромобиль длиной целых 3.5 метров с передним пропеллером и двигателем мощностью в 100 лошадиных сил, имеющий закрытый салон на 6–8 мест.
Его масса была не такой уж большой — всего около 680 кг (все — таки менее тонны для аэромобиля таких внушительных размеров) а максимум скорости — 128 километров в час.
Расход топлива на трассе, по утверждению Юргенса, составлял менее 8 литров на 100 км.
Автомобиль имел серьезную защиту винта для безопасного использования машины в потоке среди людей, что по мнению экспертов указывало на серьезную заявку на массовый выпуск.
Тем более что дата испытаний как и предшествующие годы явно указывали на времена Великой депрессии в США, когда обычные автомобили уже не первый год переделывали в повозки для лошадей(а иногда и сейчас так делают либо создают новые на основе современных материалов).
Задумка Юргенса на то время была уже очевидна. Не столько выпустить новый автомобиль как показать возможность переоборудования старых по похожей схеме адаптации под конный привод. Только с сохранением‑доработкой или заменой «оригинального движителя» на винтовой привод.
Главным же недостатком ВСЕХ перечисленных аэрокаров с винтовым приводом спереди был, есть и остается риск попадания в работающий винт предметов и животных, которые при разрушении лишали бы водителя обзора в движении(или даже наносили бы ему травмы).
Не секрет что даже сейчас случайно вылетевший из под колес впереди идущего транспорта камень нередко становится причиной серьезной аварии. В «переднеприводном» винтовом автомобиле это бы усугублялось дополнительным разрушением винта и загрязнением стекла в самый неподходящий момент.
Поэтому лучший вариант по сравнению с передним расположением винта - «заднеприводный» винт, получил куда большее распространение и применение в истории.
Первым официально признанным самодельным винтовым трициклом с задним расположением винта самодельная машина Гленна Кертисса, которую он создал для Томаса Скотта Болдуина как машину для испытаний винтов дирижаблей. Этот аппарат был создан в 1906 году и был очень примитивен по устройству, вплоть о того что винт представлял собой конструкцию из палок и ткани!
Сам Кертис отзывался о машине так: «Машина, хотя и не представляет коммерческой ценности, очень практична и легко работает с указанной скоростью, 30 миль в час(48.2 км/ч)» и добавлял «На эту идею нет патента, и любой, у которого есть небольшой бензиновый двигатель, может построить свой собственный аппарат, используя решения, данные на иллюстрациях».
Что успешно и реализовали в наше время, и до сих пор автомобили служат такими площадками по испытанию пропеллеров.
Примеры испытаний электрических установок с пропеллером иногда всплывают как пример аэрокара, что в принципе неверно. Потому что винтовая машина представляет собой часто лишь испытательный стенд для силовой установки.
А в начале 20 века сама схема с задним расположением винта на наземном транспорте была популярна и у больших компаний производителей авиа‑моторов.
Например у британской компании ABC существовал большая машина для испытаний винтов.
Двигатель представлял собой огромный V-8 мощностью 80 л.с. с открытым клапанным механизмом, построенный компанией All‑British Engine Company. Прямо перед ним находится большой радиатор. Во время полета из Саутгемптона двигатель работал со скоростью 900 об/мин, что давало тягу винта около 330 фунтов.
Винт не имел никакой защиты, а сама машина не передвигалась по общественным дорогам свободно, и лишь на время передвижения до полигона выезжала на них.
Проводились такие испытания авиадвигателей и в СССР.
Аэроповозка НАМИ 36 носила исключительно функцию стенда для испытаний пятицилиндрового авиамотора, который предназначался для установки на ночных бомбардировщиках У-2.
Другой пример аэроповозки в буквальном виде был создан в СССР раньше этого для испытаний авиамоторов для наземного транспорта.
Аэромобили Леонид Курчевский создавал и как испытательный стенд для тестов пропеллера для лодки‑глиссера собственной конструкции, так и с утилитарной целью перевозки грузов для своего КБ. Военный аспект испытаний с орудием на борту был скорее всего побочным явлением испытаний различного оружия собственной разработки Курчевского (газодинамические и динамо‑реактивные (безоткатные) пушки были разработаны им в том же месте).
Сам факт комбинации аэромобиля с оружием в военной сфере был не редок на то время. Ведь куда раньше 1922 года еще в период первой мировой испытания военных машин с винтом‑движителем было не редкостью. Получались тогда очень экзотические конструкции.
Этот пропеллерный броневик был создан по заказу британцев, и построен англо‑французским автопроизводителем Sizaire‑Berwick. Во время Первой мировой войны эскадрильи Королевской военно‑морской авиации выводились с Западного фронта и направлялись в Африку и на Ближний Восток. Мягкая песчаная местность стала ловушкой для обычных автомобилей, и в качестве возможного решения рассматривалась мощность винта. Был изготовлен только один, и он был испытан только в Англии. Использовался авиационный двигатель Sunbeam мощностью 110 л.с. Броня была из обычной стали. Там было место для двух членов экипажа, и он был оснащен 7,71-мм пулеметом Vickers.
Вес машины составлял около 3991,613 кг.
Это была не особо удачная конструкция, и поэтому о практике ее применения нельзя судить однозначно. Куда более успешным были попытки французкой армии создать в Африке похожие винтовые военные машины.
Этот аэрокар построил лейтенант Ла Фарг и предназначался он для патрулирования в пустыне Марокко во французских африканских колониях.
У него был поистине огромный незащищенный пропеллер(можно даже сказать что это был самый большой пропеллер на винтовой машине). По идее просто поворот такого винта к врагу должен был создавать устрашающее действие. Но машина не была лишена недостатков.
Механизм привода судя по всему не имел никаких признаков лопастей винта с реверсивным шагом, так что движение назад, по‑видимому, было невозможно — если, конечно, не был сохранен обычный привод на задние колеса.
Практичность машины в этом случае вызывала сомнения, ведь весьма она поднимала за собой огромное облако пыли, из‑за чего другие автомобили не могли следовать за ним. К тому же облако пыли выдало бы его положение.
Факт демаскировки при этом не сильно смущал французов и они создавали и более экстравагантные машины.
Например странный аппарат с подвеской напоминавшей лунаход!
Этот аэрокар под названием SAUTERELLE(Сотерель) изобрел капрал Гюстав Кро. Сотерель — это французское слово, обозначающее кузнечика, и, похоже, машина действительно была очень «прыгуча», что позволяло ей пересекать песчаные дюны, ведь она была предназначена для пересечения песчаных пустынь, которые составляли большую часть французских колоний в Северной Африке.
Особенности конструкции включали в себя необычную конфигурацию с 6 колесами( но формально каждая шина была сдвоена, что давало в общей сложности 12 колес на песке), а четыре задних колеса в наклоняемых парах, предположительно облегчали пересечение песчаной местности. Имелись и два ковшеобразных сиденья на выносных опорах.
Семицилиндровый двигатель на первый взгляд выглядит немного загадочно, поскольку пропеллер, по‑видимому, установлен не с той стороны двигателя. Объяснение почти наверняка состоит в том, что это роторный двигатель, в котором двигатель и воздушный винт вращаются вместе, но коленчатый вал жестко закреплен на шасси; дата испытаний как раз соответствует периоду популярности таких роторных двигателей. Позже от них отказались из‑за присущих им ограничений.
Об испытаниях этого «кузнечика» писали в журнале L'Automobile Coloniale так: «Мы покинули Бискру с капралом Девойтином в качестве механика, и нам потребовались часы, чтобы добраться до Туггурта со средней скоростью 50 км/ч, несмотря на череду ужасных дорог попути. Наше прибытие было более сенсационным, чем если бы мы прибыли на самолете, потому что мы ехали прямо по главной улице в потоке пыли, скользя пропеллером мимо стен и прохожих, отчего во все стороны летели бурнусы, генуры и чеши. Это была красивая паника!»
Тогда об них писали еще так в местной прессе — «Два авантюриста быстро покинули Туггурт в облаке пыли, направляясь в Уаргла, но их „адская саранча“ начала проявлять первые признаки усталости, ведь песок вгрызся в переднюю кромку гребного винта, и мощность двигателя упала наполовину». Защиты винта у этой машины не предполагалось как опции также, как и у предыдущих аэрокаров.
Впрочем открытый винт без защиты тогда был популярен не только у военных.
Авиатор граф де Лессеп еще в 1912 году создал на базе обычной легковушки аэромобиль Auto‑Aero, у которого за задним сиденьем был смонтирован воздушный винт с приводом от мотора шасси. Защита винта была скорее формальностью, но при этом машина передвигалась по обычным дорогам!
На нем граф совершил пробег в 400 километров, но дальнейшая судьба машины затерялись.
Примером графа пользовались многие другие конструкторы самодельных машин. Были даже коммерческие варианты использования в такси.
Модели с более тяжелым автомобильным дизайном стали создаваться уже после 30-х годов.
В той же Германии широко известен был тогда пример аэромобиля Schloerwagen. При том что немецкая конструкция с советскими мотором и пропеллером появилась на свет совершенно случайно! Профессор Карл Шлёр после поездки в Ригу нашел подходящий для его исследований по аэродинамике мотор и установил его на свой концепт машины будущего для тестов.
Второй немецкий пример был более практичным.
История назначения этого аэрокара до конца не известна точно, но по слухам он предназначался для использования высшим командным составом вермахта в приграничных территориях где велись война. Винт должен был решать проблему проходимости по плохим дорогам.
Автомобиль‑аэрокар Maybach имел семицилиндровый звездообразный двигатель и трехлопастной винт с регулируемым шагом (последний должен был повысить КПД винтовой передачи за счет коррекции угла лопастей и улучшить ускорение при наборе ускорения с места).
Массовым этот прототип так и не стал, при том что имел уже более законченный практичный вид, и явный расчет на самый дорогой сегмент рынка.
В истории «заднеприводных» аэрокаров существовало лишь несколько примеров проектов серийных массовых машин.
Первый это Aerocar из Аргентины…
Эту винт‑машину построили Эудженио Гросович и Джанфранко Бриччи, и конструкция во многом указывала что аппарат был построен с нуля, а не путем модификации обычного автомобиля.
Aerocar был оснащен рядным шестицилиндровым двигателем Chevrolet мощностью 90 л.с., установленным над задней осью. Мощность подавалась на винт через шесть параллельных ремней трапециевидного сечения. Двухлопастной винт имел угол атаки 9 градусов и был пяти футов в диаметре и судя по форме лезвия, он был вырезан из более крупного оригинального винта. Как и у всех винтовых автомобилей, разгон со старта был плохим, и для достижения 60 км/ч требовалось много времени, но после машина разгонялась гораздо быстрее до 160 км/ч. Во время испытаний для соблюдения норм безопасности автомобиль даже получил защиту вокруг пропеллера, но в конечном итоге все таки был преобразован в последствии на обычный привод на колеса.
После этого провала внедрения массового аэрокара о таких машинах надолго забыли, и ими занимались лишь энтузиасты в режиме создания легких трициклов.
Практичный и защищенный аэрокар спустя 26 лет попыталась возродить авиационная компания Bede Aircraft.
Решение о создании концепта принял лично основатель компании Джим Бедэ.
Как он говорил: «Ради простоты конструкции я обратился к опыту предков, и посадил пропеллер прямо на вал 80-сильного двухтактного мотора этой машины».
Пропеллер был современный многолопастной, а аэродинамика у машины была хорошо продумана за счет авиационной сущности компании(кроме забора воздуха к пропеллеру через жабры), так что в рекламе звучали обещания невероятных характеристик на то время — расход топлива в 4,3 литра на 100 км, а по трассе так и вовсе, 2 литра на сотню.
Про то, какой расход топлива получился на практике данных не было, потому что машина до этапа оценки этих параметров просто не дошла, так и оставшись в виде макетов и рекламных проспектов по неизвестным причинам.
На этом история массового аэромобиля пока завершена… более удачным было использование винтового привода в машинах для спортивных соревнований.
Этот гоночный аэрокар (модифицированный Overland) появился на гоночной трассе Indianapolis Motor Speedway во время авиационного совещания в июне 1910 года.
Он был построен компанией Overland в рекламных целях. У него был пропеллер диаметром почти 2,5 метра, и, как сообщалось, он развивал скорость 85,2952 км/ч.
А уже в 1934 году был спортивный аэрокар The Ponder. По заверениям испытателей машина могла развить скорость до 136,794 км/ч!
На этом история винтовых спорткаров можно было бы считать оконченной, если бы не рекорды по максимальной скорости которые ставится до сих пор на машинах с турбовинтовыми авиационными моторами. Ведь по сути в этом случае движение так же обеспечивается за счет тяги винтов!
Сейчас же есть модели спортивных болидов уже с электроприводом пропеллера.
На данный момент это единственный пропеллерный кар, не оснащенный двигателем внутреннего сгорания. Винт приводится в движение электродвигателем 24 В постоянного тока мощностью 2 л.с. Создан этот аппарат был Биллом Брудером из Шелтона (штат Вашингтон, США) для экспериментов с винтовым электроприводом для тестов ускорения с места.
Эта легкая алюминиевая машинка при снаряженной массе около 112 кг(большую часть веса составляли свинцово‑кислотные АКБ) достигала максимальной скорости в 37 км в час. И все это при использовании регулируемого 3-х лопастного пропеллера IVO с диаметром ометаемой поверхности винта - 1,5 метра.
А в 2017 году был представлен гоночная картинговая машина Daymak C5 Go Kart с множеством пропеллеров выполняющих разные функции.
При весе в 200кг карт был оснащен 10 000-ватным электромотором с приводом на задние колёса, но при этом имелся и винтовой привод игравший важную роль в ускорении машины.
Система из 12 турбо-вентиляторов работала слажено ради одной цели — максимального ускорения. Причем 8 винтов работали для создания… подъемной силы уменьшавшей вес карта до практически 104 кг, а оставшейся четыре винта расположенные позади пилота создавали дополнительную тягу ускорения в 60 кг.
В результате всех этих доработок карт разгоняется до 100 км/ч всего за 1,5 сек. (что ниже официального мирового рекорда в 2,635 сек.)
Можно ли назвать этот карт классическим аэромобилем? Скорее всего нет… но фактически без помощи винтов это был бы обычный гоночный карт, а так это своего рода «Tesla roadster SpaceX»(т. е. способна выполнять функции дополнительного разгона и небольшого подъема над поверхностью).
Причем данная функция совмещения двух направлений применения ускоряющей силы была испытана и на ДВС в СССР.
Обе самодельные машины могли в сложных дорожных условиях использовать передачу крутящего момента на колеса.
Аэромобиль‑амфибия Василия Курункова из Минска для этого использовал передачу момента на колеса‑винты через вспомогательные механизмы. Что позволяло его машине по шоссе развивать скорость до 120 км/ч, по снегу на лыжах — 80 км/ч, и плавать по воде в режиме глиссера со скоростью 50 км/ч!
А у Аэромобиля‑вездехода Михайлова для задачи разделения движущих сил применялась независимая подвеска с гидроприводом, которая позволила аэромобилю «шагать» по грязи и переползать в развалку через непреодолимое для обычного автомобиля препятствие в виде бревна диаметром 250 мм. Отбор мощности от мотора винта проводился с помощью шестеренного насоса через распределительный механизм напоминающий по конструкции систему гидрообъемной трансмиссии.
По словам изобретателя его аэромобиль мог без проблем двигаться по разбитой дороге когда одновременно работала и система стабилизации воздушного потока в виде мотора с двумя толкающими винтами и аэродинамическим стабилизатором и система умной «шагающей» подвески.
P. S. — Генри Форд еще в 1940 году пророчил, что автомобиль и аэроплан однажды сольются в едином порыве и изменят мир к лучшему. Намекая, что траектория развития всего автопрома была предопределена еще на рассвете его зарождения. Но с аэромобилями пока еще все не так гладко как хотелось бы, но не факт что так будет и дальше…
Таким образом перефразируя выражение Архимеда «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!» можно сказать что «если дать автомобилю дополнение к точке опоры в виде винтового привода можно перевернуть представление о всей автомобильной промышленности»(как и завещал Форд).
