История создания мотоцикла

От велосипеда к мотоциклу

И первый мотоцикл, и первый автомобиль появились во многом очень похожим путем. "Самым первым" и в том, и другом случае считается экипаж с двигателем внутреннего сгорания, пред-шествовавшие конструкции с паровыми двигателями до переломного 1885 года этим термином стараются не называть, хотя после этой даты к подобным машинам без тени сомнения прилагают термин "мотоцикл" или "автомобиль". Общий у этих двух машин отец - немецкий инженер Готлиб Даймлер, хотя опять-таки чуть ли не каждая страна называет своих "родителей". Но родословные древа, хотя и тесно переплетены кронами и корнями, все-таки разные: если автомобиль числит в своих предках едва ли не все типы колесных повозок, то прародитель мотоцикла один - велосипед.

Солидные монографии по истории автомобиля принято начинать с середины четвертого тысячелетия до нашей эры - именно к этому времени относятся первые колеса, останки которых обнаружены в развалинах городов Месопотамии. Мотоцикл не претендует на лавры патриарха и скромно возводит начало своей предыстории всего лишь к XVII веку нашей эры. На витраже в провинциальной английской церкви святого Жиля изображен херувим, восседающий на двухколесной машине с одним колесом спереди и одним сзади. Неизвестно, является этот экипаж плодом фантазии мастера либо он имел перед глазами какой-либо образец - возможно, игрушку. Известно одно: церковь (и витраж) относятся к 1642 году - за 150 лет до появления на парижских улицах первого "целорифера"!

Именно так назвал свою машину граф Меде де Сиврак, впервые представивший свое изобретение пораженным парижанам в саду Пале-Рояль в июне 1791 года. Устройство новинки было просто до предела: горизонтальный деревянный брус длиной около метра, от которого спереди и сзади отходили вниз по две вертикальные стойки, к нижней части стоек крепились оси колес. Никакой по-пытки сделать колесо поворотным не было, зато спереди аппарат украшала конская голова, сзади - хвост, седло также было заимствовано от лошади. Приводить в движение цепорифер следовало, отталкиваясь кончиками ног от земли, изменять направление движения либо наклоном машины, либо, остановившись, перестановкой переднего колеса. Но даже в таком несовершенном виде машина завоевала немало поклонников во Франции. Ее успеху не помешала даже Великая французская революция - так же как и ее распространению: седоков на двухколесных "велоциферах" (такое название получила новинка к началу XIX века) увидели улицы Германии, Великобритании, даже России.

Неповоротное переднее колесо было главным недостатком велоцифера, и именно оно стало первой точкой приложения умов изобретателей. В 1816 году главный лесничий Баденского княжества Карл Фридрих Христиан Людвиг Дрейз фон Зауэрброн (1785-1851) приделал к экипажу поворотную вилку переднего колеса. На свое изобретение он взял патент Баденского княжества от 12 января 1818 года, а уже в апреле этого года продемонстрировал свой экипаж, которому он дал название "велосипед", в Люксембургском саду в Париже. Излишне говорить, что в Германии именно он считается изобретателем велосипеда.

В конце 1819 года английский механик Найт построил первый цельнометаллический велосипед, правда, из-за тяжести машины идея тогда признания не получила. Еще более важное изобретение сделал другой англичанин, Льюис Комперц, в 1820 году: он применил рычаги для ручного привода на переднее колесо. Но лишь в 1861 году француз Пьер Мишо установил педали на переднем колесе и тем самым обеспечил велосипеду второе рождение. Мишо был также первым, кому удалось начать массовое производство велосипедов: из его мастерской вышло 162 велосипеда в 1862 году и более 400 в 1863. Начиная с этого времени велосипед превращается из экзотической игрушки в повседневное средство транспорта.

Главный недостаток прямого привода на переднее колесо - водитель должен слишком быстро работать ногами для того, чтобы достичь приличной скорости. Поэтому передние колеса стали быстро увеличиваться в диаметре, в результате чего возникла курьезная конструкция велосипеда-паука: огромное переднее колесо - диаметром до двух метров - и крохотное заднее. Моменты начала движения и остановки приводили на этом экипаже к недюжинным затруднениям - вспомните остроумный рассказ Марка Твена! Но даже в этом еще несовершенном виде велосипед приобрел множество поклонников, а его производство встало на промышленную основу.

В 1868 году французский изобретатель Клемент Адер впервые применил на велосипеде обрезиненные обода; велосипед фабрики "Фантом" 1869 года уже имел металлическую раму и колеса с проволочными спицами, и еще в 1868 году парижский часовщик Андре Жюльме установил педали в центре машины, связав их цепью с задним колесом. Теперь велосипед был готов к установке двигателя.

Дело оставалось за самим двигателем. Общепринятый в середине XIX века паровой двигатель на эту роль годился мало: мешали громоздкий котел, внушительный цилиндр да необходимость иметь на борту запас воды и твердого топлива. Но "трудно" - еще не значит "невозможно". Почти одновременно, в 1869 году, такие "велопаровики" сделали американец Сильвестр Роупер и француз Л. Перро (по некоторым данным, Роупер построил первый экземпляр своей машины еще в 1860 году).

Сильвестр Роупер за основу взял велосипед "Хэнлон" с железной рамой, деревянными колесами, усиленными железными ободами, и кованой передней вилкой. Позади сиденья водителя была подвешена на подпружиненных крюках (для смягчения толчков) паровая машина. В нижней части внушительного цилиндра располагалась топка (топливом служил мелко измельченный уголь), над топкой находился котел, над котлом - два цилиндра, которые могли качаться с амплитудой 6 см, и это движение передавали заднему колесу длинные шатуны - как в паровозе. Уже в этой машине для управления были применены вращающиеся рукоятки - вернее, вращался весь руль: при вращении вперед открывалась подача пара в цилиндр, при вращении назад действовал тормоз на заднее колесо. Роупер утверждал, что его машина способна взять любой подъем и на прямой развить скорость 60 км/ч - правда, свидетельств подобных подвигов не сохранилось. Сама же машина дожила до наших дней и сейчас находится в музее при Смитсонианском институте в США.

Паровой мотоцикл Перро производит впечатление гораздо более гармоничной машины по сравнению с паровиком Роупера. Перро запатентовал свою машину в 1868 году и в следующем году построил, взяв за основу велосипед Мишо с железной рамой, педалями на переднем колесе и сиденьем, установленным на длинной рессоре. Компактный одноцилиндровый паровой двигатель был установлен над задним колесом и имел многотрубный котел со спиртовыми горелками. Скорость двигателя регулировалась подачей воздуха в камеру сгорания. Крутящий момент передавался на заднее колесо ремнем. Перро постарался и зафиксировать документально результаты испытаний, во время которых машина прошла 15 км, развивая скорость до 15 км/ч. Сейчас она находится в коллекции Робера Грансена.

Желающих оснастить велосипед паровым двигателем хватало, конечно, и после Роупера и Мишо, но обыкновенно при этом за основу брали трехколесные машины, и в результате получалось нечто, имеющее отношение скорее к истории автомобиля, чем мотоцикла. Из двухколесных же созданий отметим мотоцикл американца Люциуса Коупленда, построенный им в 1884 году (по некоторым данным - в 1881). Взяв велосипед-паук "Стар", Коупленд установил над передним (или над задним?) колесом цилиндрический котел, над котлом располагался перевернутый цилиндр. Бак для топлива вмещал литр бензина - по уверению изобретателя, этого количества топлива должно било хватить на час работы. Двигатель развивал мощность 0,25 л. с. при 1000 об/мин, при этом весь узел "цилиндр - котел" весил всего 9 кг - великолепный показатель для той поры. От двигателя крутящий момент передавался ремнем на заднее колесо. Коупленд был не только изобретателем, но и неутомимым пропагандистом нового способа передвижения. Он выпускал брошюры и сам исколесил все Соединенные Штаты, демонстрируя в действии свой чудо-аппарат. Впоследствии он построил еще несколько двух- и трехколесных машин с двигателями подобного типа.

Но несмотря на то что паровой двигатель доказал принципиальную возможность использования даже на велосипеде, будущее принадлежало все-таки двигателю нового типа - внутреннего сгорания.

Первый работоспособный двигатель внутреннего сгорания построили в 1856 году итальянские изобретатели Барсанти и Маттеччи, запатентовавшие его еще в 1853 году. Но настоящую популярность двигатель такого типа получил благодаря французскому изобретателю Этьену Ленуару, построившему свой двигатель в 1860 году. Первые двигатели внутреннего сгорания были во многом подобны паровым - только вместо пара в рабочие цилиндры подавался горючий газ, поджигавшийся свечой от бунзеновских батарей. Увы, по эффективности новый двигатель не мог многим похвастаться даже по сравнению с паровой машиной: КПД его составлял всего 4%. А если прибавить к тому же, что этот двигатель требовал подвода газа по трубам и 120 м3 воды в час для охлаждения, то станет ясно, что для привода какого-либо экипажа новинка пока не годилась.

Важный шаг в усовершенствовании двигателя сделали немецкие изобретатели Николаус-Август Отто (1832-1891) и Евгений Ланген (1833-1895). В 1876 году они построили двигатель, работающий по четырехтактному циклу - подобно всем современным автомобильным двигателям и львиной доле двигателей мотоциклетных. Разделив два оборота вала двигателя на четыре такта, они смогли решить задачу предварительного наполнения цилиндра смесью, с тем чтобы искра могла поджигать смесь в начале рабочего хода. КПД двигателя Отто возрос до 15%, но всетаки он продолжал оставаться слишком громоздким, а главное - работал на горючем газе, и потому его было невозможно установить на какое-либо транспортное средство. Эту задачу - сделать двигатель Отто пригодным для транспорта - блестяще разрешил другой немецкий изобретатель, Готлиб Даймлер (1834-1900).

Даймлер родился в селении Шорндорф, недалеко от Штутгарта, входившего тогда в состав кгюхотного Когюлевства Вюотембергского. Его семье принадлежала пекарня, служившая одновременно и винной лавкой, но смолоду его привлекал совсем другой мир - мир техники. Он прошел ученичество у местного оружейника, затем закончил штутгартский политехникум, после чего работал на паровозном заводе.

В 1861 году Даймлер уехал в Париж, чтобы изучить двигатель Этьена Ленуара. Затем он объехал Англию, набираясь бесценного опыта. Вернувшись в 1863 году в Вюртемберг, он стал директором профессионально-технической школы. Там произошла встреча, во многом определившая и его будущее, и будущее автомобиля и мотоцикла. Одним из учеников школы был Вильгельм Майбах (1846-1929) - как говорится, механик милостью Божьей. Приметив одаренного юношу, Даймлер взял его под свое покровительство (Майбах был сиротой), и впоследствии они работали и создавали новые машины вместе.

В 1870 году Даймлер стал главным инженером "Машиненбау Гезельшафт" в Карлсруэ, крупной фирмы, выпускавшей локомотивы и стационарные двигатели. Через два года его переманил к себе Евгений Ланген. Но в конце концов Даймлер и Отто не смогли сработаться, и в 1881 году Даймлер, а с ним, разумеется, и Майбах ушли от Лангена и Отто. Даймлер купил для своей большой семьи - у него было пятеро детей -дом в Канштадте, пригороде Штутгарта, и вскоре превратил сарай в проектное бюро, а теплицу в мастерскую.

Теперь Даймлер мог уже не беспокоиться о хлебе насущном: акции "Газмоторен-Фабрик Дойц", фирмы Лангена и Отто, давали вполне приличный доход - и он смог отдаться воплощению своих проектов. В 1881 году Даймлер совершил продолжительную поездку в Россию, чтобы на месте ознакомиться с новым видом топлива - нефтью. В те времена нефть добывали для переработки в керосин, служивший источником искусственного освещения, и смазочные масла. Бензин же считался малоценным побочным продуктом, использовавшимся лишь в качестве чистящего средства, к тому же опасным в обращении из-за легко образующихся взрывоопасных паров. Но именно эта легкость испарения и привлекла Даймлера, который решил использовать бензин в качестве топлива для своего двигателя.

К 1885 году двигатель Даймлера прошел стадию исследований и был готов к использованию, оставалось лишь найти подходящую машину для его установки. Самым простым вариантом изобретателям представился велосипед, и в один прекрасный день Вильгельм Майбах стал первым в мире мотоциклистом, ибо именно эта машина считается во всем мире первым в мире мотоциклом.

29 августа 1885 года Готлиб Даймлер получил немецкий патент № 36423 на "Rcitwagen mil Petroleummotor" ("Повозка для верховой езды с бензиновым мотором"). К этому времени мотоцикл, построенный еще весной, уже прошел цикл испытаний, увенчавшийся поездкой сына Даймлера Пауля из Канштадта в Унтертюркхейм и обратно - целых семь километров.

Вертикальный одноцилиндровый двигатель был установлен в центре деревянной рамы - ходовая часть первого мотоцикла выглядела смехотворно даже по меркам восьмидесятых годов прошлого века, напоминая скорее создание Дрейза. От двигателя ременная передача шла на промежуточный шкив, с которого крутящий момент передавался зубчатой передачей на заднее колесо. Ременная передача обеспечивала два передаточных отношения и нейтральное положение - роскошь, к которой вернутся лишь через четверть века. По бокам машины были установлены поддерживающие ролики.

Рабочая смесь готовилась в карбюраторе испарительного типа - проще говоря, просто в бензобаке: воздух засасывался так, что он всплывал пузырями через бензин, насыщаясь его парами. Через впускной патрубок смесь попадала в камеру сгорания двигателя посредством впускного клапана, открывавшегося автоматически от разряжения в камере. Под впускным клапаном был установлен выпускной, получавший привод от штифта, проходящего в фигурном пазе маховика. Для улучшения продувки еще один автоматический клапан был установлен в днище поршня - через него подавался чистый воздух. Для воспламенения смеси служила калильная трубка, подогревавшаяся с наружного конца керосиновой горелкой. Запускался двигатель коленчатой рукояткой с правой стороны. Картер и головка цилиндра были отлиты из бронзы, цилиндр - из латуни. Цилиндр окружал стальной кожух, внутри которого шел охлаждающий воздух от вентилятора, установленного на коленвалу. При рабочем объеме 264 см3 двигатель развивал максимальную мощность 0,5 л. с. при 700 об/мин и был способен разогнать 90-килограммовую машину до скорости 6 или 12 км/ч, в зависимости от выбранного передаточного отношения.

Этот мотоцикл остался единственным в биографии Даймлера и Майбаха. Одноколейный транспорт вовсе не привлекал их - им просто надо было испытать двигатель. Через год они установили его на повозку, получив первый автомобиль, затем - на лодку, дрезину, дирижабль... К сожалению, самый первый мотоцикл погиб в большом пожаре в 1903 году. Тогда из сохранившихся деталей и по восстановленным чертежам были сделаны две копии. Сейчас число точных копий насчитывается десятками.

Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах были первыми, прошедшими весь цикл: изобретение, патентование, постройка образца, испытания. Поэтому во всем мире именно они считаются творцами первого мотоцикла. Впрочем, у некоторых историков в Англии, Франции и Италии есть свое особое мнение. Наиболее предпочтительны в этом споре позиции англичанина Эдварда Батлера (1863-1940).

Батлер взял британский патент на свой экипаж еще в 1884 году, но первый образец был построен лишь в 1887 году. Его машина была весьма необычной: три колеса - два спереди и одно сзади, по обе стороны заднего колеса располагались цилиндры двигателя, а перед ним было установлено сиденье водителя. Двухцилиндровый двигатель работал по двухтактному циклу, разработанному англичанином Дугалдом Клерком (1854-1931). В задней части цилиндра находилась камера сгорания, в передней смесь предварительно сжималась. Зажигание - электрической искрой от разработанного самим Батлером электростатического аппарата. Охлаждался цилиндр водой, резервуар для которой находился в заднем крыле. Из передней части цилиндра выходил шатун, соединенный с длинной тягой, идущей к заднему колесу. Оригинально решалась проблема сцепления - больное место для всех машин с прямым приводом от двигателя на ведущее колесо: по бокам заднего колеса стояли два ролика, при нажатии на педаль поднимавшие заднюю часть экипажа. Управляемыми были два передних колеса, поворачивавшиеся при помощи двух рычагов. Общий рабочий объем двигателя составлял 1037 см3 и при 100 об/мин он обеспечивал скорость машины 20 км/ч.

По результатам испытаний первого варианта Батлер разработал более совершенную машину, которую запатентовал в 1889 году. Она имела уже четырехтактный двигатель несколько меньшего рабочего объема, привод на заднее колесо через планетарный редуктор и - впервые в мире - карбюратор пульверизационного типа. К сожалению, в те годы механические экипажи в Англии не имели никаких шансов: ведь согласно принятому еще в 1865 году "Акту о локомотивах" скорость подобных машин ограничивалась пределом 6,5 км/ч на загородных дорогах и вдвое меньшим в городах; в городе к тому же перед экипажем должен был идти человек с красным флагом, предупреждая всех об опасности.

Назад