Гирокары

22.04.2015, 00:07,

Просмотров: 0

Гирокар на тестовых прогонах. Граф Шиловский справа от водителя. Гироскоп стоит за дверью в середине автомобиля.

Давайте продолжим или вернее будет сказать узнаем предысторию поста про изобреталея Петра Шиловского, которого мы уже изучали в рамках этого блога вот тут Гироскопическая железная дорога. Итак …-

В 1912 году русский юрист и губернатор Костромы в отставке Петр Петрович Шиловский приехал в Лондон и показал инженерам Wolseley Tool &- Motorcar Company чертежи своего странного экипажа. Странность его состояла в том, что у четырехместной машины, оснащенной двигателем внутреннего сгорания, было всего два колеса — вдоль продольной оси машины. Это, тем не менее, совсем не мешало ей двигаться на самом малом ходу и даже просто стоять на месте без всяких подпорок.

Чем же это достигалось ?

Секрет аппарата Шиловского, как догадался уже проницательный читатель, был прост: машина удерживалась в состоянии равновесия благодаря гироскопическому эффекту тяжёлого маховика.

Шестисоткилограммовый маховик представлял собою диск диаметром в один метр и толщиной почти 12 сантиметров. Для его раскрутки использовался подсоединённый напрямую 110-вольтный электромотор мощностью около 1,25 л.с. и питаемый от динамо-машины, подключённой к главному двигателю автомобиля.

Вкупе с парой 50-килограммовых «-маятников»- этому примитивному, но весьма внушительному гироскопу не составляло особого труда удерживать в вертикальном положении гирокар, весивший 2750 килограмм.

Gyrocar до установки кузова, сфотографировано незадолго до первого испытательного пробега.

Как и несколькими годами ранее Бреннан и Шерль (это немецкий инженер, который тоже строил гиролокомотив), Шиловский в 1911 году представил общественности модель гироскопической железной дороги. Но Россия, как известно, щедрая душа. Если Бреннан после такой демонстрации получил инвестиции на строительство двух полноразмерных машин, Шиловский получил дулю и похвалу от какого-то министерства. Несколько разочаровавшись, он отправился в Англию, где предложил свою концепцию крупному автомобильному заводу Wolseley.

В Англии ещё хорошо помнили Бреннана. Поэтому Wolseley взялся за постройку машины – и построил её в 1912-13 годах. Тут стоит отметить, что в 1913 году Шиловский сам подал в отставку с поста губернатора. Потому что он хотел заниматься наукой, а политика занимала слишком много времени. На родине достижения Шиловского проходили незамеченными. Он разработал гироскопическийкурсоуказатель для самолётов и судов и устройства Шиловского для стабилизации корабельныхорудий. Но все его предложения ортодоксальное министерство флота отвергало. Орудийный стабилизатор Шиловский впоследствии успешно продал британскому военно-морскому ведомству, а «Ортоскоп» всё-таки ставили на тяжёлые самолёты и в России, например, на «Илью Муромца».

Plan of the Gyrocar. Note the large amount of space taken up by the gyroscope, and the offset driveshaft to the rear wheel. The seats are not visible on this drawing.План Gyrocar. Обратите внимание на большое количество места, занимаемого гироскоп, и смещение приводной на задние колеса. Места не видны на этом рисунке.

Вверху вид сбоку на Гиромобиль. Гироскоп находится в центре. (рисунок из книги Шиловского). Пунктиром показываются допустимые углы наклона автомобиля.

Граф утверждал, что его автомобиль будет иметь большое военное значение, он сможет пересекать местности, которые непроходимы для 4-колесных транспортных средств, и будет требовать меньше энергии для достижения той или иной скорости.

В это время автотранспорт были еще в младенческом возрасте, а также применения двигателей внутреннего сгорания для военных перевозок практически не началось. Российская армия была наименее технически передовая в Европе, и начало ее механизации с такой необычной конструкции не звучало как очень хорошая идея…-

27 ноября 1913 года Шиловский рискнул провести первый опыт с гирокаром. Машину завели, раскрутили маховик гироскопа и убрали два маленьких колеса, поддерживавших гирокар во время парковки. Тот стоял как вкопанный даже при том, что находившиеся в нем люди пытались раскачивать авто. После того, как водитель несколько раз проехал взад-вперед на очень малой скорости, испытатели осмелели и объехали практически всю территорию завода, а затем выехали на одну из улиц Лондона.

Как и ожидалось, гирокар не обнаружил ни малейшей склонности к опрокидыванию даже при том, что находившиеся в нём люди пытались менялись местами, спускались на землю и вновь поднимались в открытый салон.

Даже несмотря на то, что итогом поездки стала неожиданная авария, работы над машиной продолжили, и уже 28 апреля 1914 года Шиловский решился на публичную демонстрацию своего детища в центре Лондона.

Как написал впоследствии журнал «-Аэро- и автомобильная жизнь»-, «-…-Особое восхищение прохожих вызывало то обстоятельство, что коляска даже при совершенно тихом ходе не теряла устойчивости, Шиловский нарочно ехал как можно медленнее, чтобы доказать, что устойчивость его автомобиля совсем не зависит от быстроты его движения»-.

В качестве эксперта был приглашён знаменитый пионер гиротранспорта Луис Бреннан. Он пришёл в восторг от гирокара и честно признался, что никогда не думал о применении гироскопа в дорожном, а не в рельсовом транспорте. Итак, машина была с интересом встречена публикой, запатентована в ряде стран, в т.ч. в России, Англии и Германии, и даже сам Луи Бреннан, впервые применивший гироскоп для постройки торпеды, с восторгом отзывался о своей поездке на гирокаре Шиловского.

Итак, машина была с интересом встречена публикой, запатентована в России, Англии и Германии и даже сам Луи Бреннан, впервые применивший гироскоп для постройки торпеды, с восторгом отзывался о своей поездке на гирокаре Шиловского. К сожалению, на этом удача оставила конструктора.

Война, а затем и революция застали его в России и след его на время потерялся. Как ни странно, изобретатель не погиб на войне и не закончил свой путь в подвалах ЧК. Напротив, был обласкан новой властью и даже получил заказ на создание первого в мире гиропаровоза, который должен был ездить по монорельсовой железной дороге.

Его небольшое конструкторское бюро, в котором, помимо прочих, работали и такие талантливые инженеры, как Н.Е. Жуковский, успешно работало над проектом, а к 1921 году даже началось строительство экспериментальной ветки однорельсового пути.

И снова судьба сказала своё веское слово: разруха, гражданская война и последовавший за нею «-красный террор»- поставили жирный крест на планах Шиловского и едва не стоили жизни ему самому. В самый последний момент изобретателю удалось покинуть с семьёй негостеприимную родину и вновь вернуться на берега Туманного Альбиона.

А гирокар в какой-то момент был похоронен в земле. Совершенно буквально, чтобы во время войны его не повредило. Его просто закопали.

Разумеется, что там его считали давно умершим и, мягко говоря, не ожидали возвращения автора гиромобиля. Машина, стоившая ему таких усилий, уже давно была списана с баланса как ненужный хлам и лежала погребённой в земле. К чести англичан отметим, что пустить её под пресс рука всё же ни у кого не поднялась.

В 1938 году изрядно потрёпанную машину всё же «-эксгумировали»-, починили и поставили в музей Wolseley Tool &- Motorcar Company. Всё это время и до самого конца Второй мировой, Шиловский не уставал пропагандировать гирокары как транспорт будущего.

Граф Шиловский пережил Первую Мировой войну, революцию и гражданскую войну. Он вернулся в Англию, вероятно, в 1922 году. Жил в Дулвиче с женой и тремя дочерьми, и работал на Sperry Gyroscope Company.

На это фотографии (1938) его извлекают из-под земли

В 1948 году было решено провести ревизию экспозицию. Англичане и сегодня не могу объяснить, как они, столь трепетно сохраняющие свою историю, умудрились сделать такую глупость. Уникальный Wolseley Gyrocar был признан не имеющим ценности экспонатом и разрезан на металл. Пережившая войну Англия нуждалась в металле…-

Вскоре, после окончания войны Шиловский умер в относительной бедности и полном забвении, а в 1948 году и его «-гирокар»- был вывезен из музея и отправлен на металлолом.

Гирокары строили и впоследствии. Как минимум трижды. В 1929 году Луис Бреннан, в то время в почёте и уважении работавший над гироскопическими системами устройствами для вертолётов, решил вернуться к своему раннему проекту и построил гирокар, на этот раз не рельсовый. Бреннан демонстрировал машину компаниям Austin, Morris и Rover, но успеха не имел. В 1932 году он погиб (в возрасте 79 лет), попав под машину во время визита в Швейцарию. Гирокар Бреннана:

В 1961 году компания Ford представила шоу кар Ford Gyron. Правда, он не был действующим гирокаром: его просто показывали на автосалонах, как машину будущего. Но на Gyron вполне можно было установить маховик и гироскоп Бреннана или Шиловского – конструкция позволяла.

Через полтора десятка лет, прошедших после смерти Петра Шиловского, упавшее знамя подхватил новый энтузиаст —- американец Луис Суинни. Его спортивный гиромобиль, имевший 80-сильный двигатель, развивал скорость свыше 125 миль в час.

Это был благословенный 1962 год. Рок-н-ролл был ещё молод, а Движение только набирало свою силу.

Американцам, ещё не растолстевшим от калорийных биг-маков и пиццы с ветчиной, хотелось молодости, скорости, и чтобы ветер бил в лицо. Естественно, что спрос на скорость не мог остаться неудовлетворённым. Слуги Великого Гироскопа тоже с удовольствием откликнулись на требование рынка.

Инженер Луис Суинни (Louis Swinney), спроектировал экспериментальную модель Gyro-X, рекламировавшийся как «-первый гироскопически стабилизируемый автомобиль, который не наклоняется при поворотах»-.

Конечно же, пресса и рекламные конторы глубоко заблуждались, но простим им эту ошибку: если уж им так хочется во всём считать себя первыми, пусть считают. Мы-то знаем, кто был первым на самом деле.

Gyro-X, построенный на производственных площадях компании Gyro Transport Systems, создавался с дальним прицелом. Эта спортивная машина, рассчитанная на успех, должна была стать родоначальницей целой гаммы гиромобилей, начиная от семейных двухколёсных пикапов и заканчивая (чем чёрт не шутит) монстрами-амфибиями цвета хаки с грозной надписью «-U.S. Army»- на лобовой броне. И поэтому инженеры компании подошли к её созданию со всей основательностью.

Кабина Gyro-X походила на кабину истребителя с баранкой вместо штурвала.

Машина получилась маленькой (высотой всего 120 и шириной 106 сантиметров), но вёрткой, как мотоцикл, и стремительной, как торпеда: для того, чтобы развить скорость порядка двухсот километров в час, ей было достаточно обычного бензинового двигателя мощностью 80 лошадиных сил.

Отметим, что четырёхколёсному спорт-кару, созданному по обычной для того времени технологии, потребовался бы двигатель, развивающий, как минимум, вчетверо большую мощность.

1961 г., Ford Gyron show car.

Конструкторы попытались таким образом как можно ярче продемонстрировать естественные преимущества гирокара перед обычным автомобилем. Действительно, узкий обтекаемый автомобиль имел аэродинамическое качество в десять раз лучшее, чем у спортивного мотоцикла.

Использование всего двух колёс (тоже, кстати, предельно узких с овальным профилем) позволило самым радикальным образом уменьшить потери энергии, связанные с трением, а встроенный гироскоп избавил водителя от необходимости бороться с креном даже на самых сложных поворотах.

В прессе США, кстати, поднялась невероятная шумиха, спровоцированная появлением этого фантастического концепта. Впрочем, в самом начале второй половины 20 века каких только концепт-каров не появлялось: вспомнить хотя бы Бэтмобиль Lincoln Futura (1954) или целое поколение «газотурбинных» авто General Motors Firebird.
Gyro-X – спортивный автомобиль, он должен был стать лишь «первой ласточкой» в серии машин на гироскопах, которую хотело запустить руководство Gyro Transport Systems. Все зависело от того, насколько успешной окажется «первая ласточка». К примеру, совершенно точно известно, что боссы GTS собирались выпускать «семейные» пикапы (на двух колесах, само собой).

Параметры гирокара Суинни были таковы: высота – 1,2 м, ширина – 1,06 м, масса – 843 кг. У автомобиля было два сердца – бензиновый движок на 80 л.с. и гироскоп весом 12 кг, разработанный Томасом Саммерсом-мл. (Thomas O. Summers Jr.).

Т. Саммерс-мл., кстати, к началу 1960-х гг. разработал и запатентовал более полусотни изобретений, как нельзя более тесно связанных с гиродинамикой. Гироскоп в машине россиянина Шиловского весил 600 кг. Почувствуйте разницу, как говорится. Гироскоп в каре Суинни ракручивал полуметровый ротор, маховик, таким образом, мог «выдавать» до 6000 об./мин., чем, собственно, и компенсировался недостаток в массе.

Тот самый гироскоп Саммерса.

Гироскоп и в самом деле был сердцем автомобиля. Разработанный конструктором Томасом Саммерсом младшим (Thomas O. Summers Jr.), который к тому времени уже был владельцем 50 патентов в области гиродинамики, гироскоп весил всего 12 килограммов.

По сравнению с огромным и тяжёлым маховиком, использованным в гирокаре Шиловского, его масса действительно казалась смехотворной. Но здесь недостаток массы уравновешивался огромной скоростью вращения 50-сантиметрового ротора: на полном ходу гидравлическая система раскручивала маховик до шести тысяч оборотов в минуту.

Самое интересное состояло в том, что для своей раскрутки ротор «-съедал»- ничтожно малую долю мощности двигателя: всего лишь около одного процента.

Демонстрационные поездки гиромобиля производили большое впечатление на зрителей. Ротор раскручивался до положенного количества оборотов. Небольшие вспомогательные колёса эффектно поднимались и, словно в самолёте, закрывались защитными заслонками. Затем гирокар выезжал на гоночный трек и…- вы можете представить себе автомобиль, закладывающий крутой левый поворот, но сохраняющий при этом гордое вертикальное положение?

Чтобы ещё больше потрясти воображение почтеннейшей публики, конструкторы подкручивали систему до режима «-суперкомпенсации крена»- и тогда, при том же левом повороте машина совершенно парадоксальным образом заваливалась…- вправо! Разумеется, никакой практической пользы последний вариант не давал. Если, конечно, не считать состояния лёгкого изумления, в которое приходили зрители.

После того, как двигатель глушили, машина по-прежнему спокойно стояла на своих двоих, не обнаруживая ни малейшего желания завалиться на бок.

Слева направо: кузовной дизайнер Алекс Тремулис и Томас Саммерс.

Как утверждали конструкторы, даже в случае непредвиденной остановки двигателя где-нибудь на светофоре, водитель имел не менее получаса на то, чтобы попытаться снова запустить двигатель или же спокойно дотолкать машину до ближайшей парковки и поставить её на вспомогательное шасси.

К сожалению, именно ротор, а точнее — проблема его раскрутки, стал не только главным достоинством, но и главным недостатком Gyro-X.

Даже при самых удачных условиях водителю требовалось не менее трёх минут, чтобы раскрутить его до рабочей скорости. Согласитесь, не самый лучший вариант в ситуации, когда нужно быстро «-рвать когти»- с места бандитской разборки в каком-нибудь Гарлеме.

В 1962 году американский энтузиаст Луис Суинни на площадях компании Gyro Transport Systems построил гирокар Gyro-X. Дизайн разработал сотрудник Ford Алекс Тримулоус (легенда авангарда в автодизайне), а гироскоп – инженер Томас Саммерс. Лёгкая, очень скоростная машина, почти мотоцикл, не произвела впечатление на потенциальных инвесторов. Судьба её неизвестна – скорее всего, её уничтожили в том же году. Сохранилось лишь несколько фотографий и полная техническая документация, доказывающая то, что эта машина была способна на движение.

История умалчивает о дальнейшей судьбе Gyro-X, но, судя по всему, машина так и не пошла дальше демонстрационных образцов. То ли бензин тогда был слишком дёшев, то ли американцы не смогли просто так отказаться от своей любви к шестиметровым дредноутам из Детройта.

А может быть маркетологи Gyro Transport Systems проиграли рекламную войну своим конкурентам, обслуживавшим интересы производителей четырёхколесных машин.

Так или иначе, но всё, что оставила нам история — эти чёрно-белые фотографии сомнительного качества и немногочисленных фанатов гиротранспорта, всё ещё пытающихся реанимировать идею двухколёсного городского авто.

А вот современные творения. Авторы нового транспортного средства называют его первым в мире гиростабилизированным катящимся смартфоном (Rolling Smartphone), так как этот умный аппарат сможет выходить в Интернет. Такое умение по нынешним временам — банальность. Но вовсе не электроника привлекает внимание в новинке.

Американская компания Lit Motors разработала двухместный электрический мотоцикл с закрытым кузовом C-1. Правда пока он существует лишь в виде полноразмерного макета.

Изюминка конструкции – пара маховиков, установленных под полом аппарата. Теоретически, они придадут машине хорошую устойчивость за счёт гироскопического эффекта. Даже на месте этот электробайк сможет подолгу стоять вертикально, так что во время посадки и высадки аппарату не понадобится подпорка.

C-1 являет собой воплощение столетней идеи на новый лад. Напомним, шествие стабилизированных маховиками двухколёсных автомобилей началось с гирокара Шиловского.

Неизвестно, впрочем, знал ли о своём давнем предшественнике основатель и глава Lit Motors Дэниел Ким (Daniel Kim). Но команда Кима постаралась учесть ошибки целого ряда похожих проектов прошлого, ни один из которых не совершил революции в транспорте, несмотря на все авансы, раздаваемые странным машинам самими изобретателями.

Прежние двухколёсные аппараты с маховиками, обеспечивающими вертикальное положение конструкции, по отзывам специалистов, неважно вели себя в скоростных поворотах. Ким и его коллеги постарались решить эту проблему. В C-1 маховики закреплены в подвижном подвесе, а управляться вся эта хитрая система должна электроникой.

В движение гироцикл от Lit Motors будут приводить два электромотора в ступицах колёс. Их общая мощность составит 40 киловатт. Максимальная скорость C-1 должна превысить 190 км/ч.

Что касается основного хранилища энергии на борту, то это будут химические аккумуляторы, видимо, литиевые. Причём Lit Motors планирует создать две версии аппарата.

Для развивающихся стран и не самых состоятельных покупателей американцы намерены предложить модель чуть-чуть подешевле, с аккумулятором на 4-6 киловатт-часов. А топ-версия немного подороже должна щеголять батареей на 8-10 кВт-ч.

В последнем случае запас хода мотоцикла составит 240-355 километров. Этого более чем достаточно для ежедневных разъёздов по городу.

Из современных примеров скрещивания мотоцикла с автомобилем стоит вспомнить швейцарский Zerotracer, в минувшем году успешно прошедший кругосветку, и его собратаE-Tracer. Но в тех машинах проблема поддержания вертикального положения во время остановки решалась куда проще – за счёт пары выдвигающихся боковых колёс.

По информации Gizmag, первая пробная партия C-1 должна была выйти на рынок в конце 2013 года по цене около $24 тысяч, а в конце 2014-го Lit Motors планирует начать серийный выпуск электробайка. Тогда стоимость этой машины упадёт до $16 тысяч. Как сейчас реально обстоят дела с этим транспортным средством я не знаю.