ВАЗ, РАФ, НАМИ и даже УАЗ: история провальных отечественных электромобилей
О многочисленных преимуществах и недостатках электромобилей было известно давным-давно, но создать идеальные электрические автомобили не удаётся до сих пор. На переломе XIX-XX веков свой вклад в это доброе дело внесли изобретатели Царской России, а в Советском Союзе над их созданием трудились конструкторы многих автомобильных и электротехнических предприятий. Однако все их старания оказались тщетными.
Чем же привлекает самоходная электрическая машина? С современной точки зрения это компактная и достаточно комфортная городская «электрическая надежда», созданная на автомобильных агрегатах. Она почти не шумит и не загрязняет атмосферу, но слишком часто требует подзарядки своих аккумуляторов от городской сети. Именно эти тяжёлые и недостаточно мощные источники энергии, неспособные обеспечить высокий запас хода, во все времена оставались камнем преткновения любых электромобилей.
Первый русский электрический кэб Ипполита Романова на площади перед императорским дворцом в Гатчине
Ипполит Романов и другие
В Царской России за создание электрических повозок взялся одесский изобретатель дворянин Ипполит Владимирович Романов, разработавший три первых русских электромобиля, в том числе два переднеприводных. Их сборкой занималась петербургская фабрика Петра Фрезе.
Открытая двухместная коляска с высоким расположением извозчика
Вариант с закрытой кабиной требовал подзарядки каждые 60 верст
Первая прогулочная коляска для богатых пассажиров, построенная в марте 1899 года, снабжалась открытым кузовом с двухместным диваном, складным верхом и боковыми окнами. Через год появился второй образец с закрытым застекленным кузовом с передней дверкой. На обеих машинах кучер восседал за пассажирским отсеком «на семи ветрах» – на высоком ящике со свинцовыми батареями, подававшими ток на два электромотора общей мощностью в четыре силы. Каждый приводил своё переднее колесо большого диаметра с литыми шинами. Для поворота служили два задних колеса, которыми при помощи трамвайных контроллеров управлял извозчик.
В 1900 году свет увидел электрический омнибус с мягкой подвеской, передним постом управления, продольными лавками на 15 человек и задней открытой площадкой для кондуктора и четырех пассажиров. Восемь помещавшихся под полом аккумуляторов вращали два электромотора задних колёс мощностью шесть сил.
Ипполит Романов управляет своим электрическим омнибусом на 20 человек, развивавшим скорость 11 км/ч. 1900 год
Демонстрация этих машин состоялась в том же году на плацу перед Гатчинским дворцом близ Санкт-Петербурга. Кэбы были приняты с восторгом, но финансировать их производство никто не решился, зато в июне 1901-го городская Дума разрешила открыть 10 линий омнибусов, переложив все расходы на Романова, который ни с чем вернулся в Одессу.
В то же время русские фабрики «Фрезе» и «Дукс» тщетно пытались из импортных частей организовать сборку электрических машин с двумя моторами по 3,5 силы, а также 12-сильного электробуса для обслуживания гостиниц.
Легковой электромобиль «Фрезе», достигший скорости 18 км/ч. 1900 год
Электробус «Дукс», отвозивший гостей гостиницы «Бристоль». 1902 год
Советские грузовые электромобили
Уникальная помесь грузовика Ford с мусоровозом ЛЭТ с двумя электромоторами в пять сил. 1933 год
В 1935-м московский завод «Динамо» представил грузовой электромобиль на базе пятитонки ЯГ-4, у которой под капотом установили тяжёлый реостат, а под кабиной размещался электромотор в 60 киловатт. Подзарядка 1,5-тонной аккумуляторной батареи производилась на остановках при подъёме контактных токосъёмников, похожих на троллейбусные штанги.
Тяжелый электромобиль на шасси ЯГ-4 с токосъёмниками за кабиной, весивший около восьми тонн. 1935 год
Послевоенные электромобили НАМИ
Наиболее известными советскими электромобилями считались развозные фургоны вагонной компоновки НАМИ-010 с единственной фарой на передней панели, которые с 1947 года разрабатывал Научно-исследовательский автомоторный институт (НАМИ). Через год там собрали шесть прототипов – по три машины грузоподъёмностью 500 кг и полторы тонны с маркировками НАМИ-750 и НАМИ-751 соответственно. Когда же в 1951-м их выпуск был освоен на Львовском автобусном заводе, они получили индексы ЛАЗ-НАМИ-750 и НАМИ-751.
Первый электрический фургон НАМИ-750 с двухметровой базой, развивавший скорость 33 км/ч. 1948 год
На московских машинах применялись свинцово-кислотные аккумуляторы, на львовских – щелочные железоникелевые, а также электромоторы в 3,9 и 5,4 сил соответственно. Внешне друг от друга электромобили отличались габаритами и деталями кузовов.
Второй 1,5-тонный почтовый электромобиль НАМИ-751 с увеличенными габаритами и колёсной базой 2,5 метра
Основой электрофургонов была пространственная рама из алюминиевых профилей для установки двух продольных ящиков для батарей и лёгкого кузова с фанерными панелями и двухместной кабиной с контроллерным управлением. Задние ведущие колеса посредством зубчатых передач и карданов приводили два поперечных мотора постоянного тока.
Схема расположения основных агрегатов компактного городского электромобиля НАМИ-750
Во Львове собрали по 10 фургонов каждой модели, которые поступили в распоряжение ленинградского почтамта, где трудились до 1958 года, деловито жужжа своими электрическими «внутренностями» по Исаакиевской площади и Невскому проспекту.
Электромобильный бум 1970-х
О достоинствах электромобилей вспомнили лишь в середине 60-х, когда на Западе развернулось судорожное проектирование экономичных городских машин. В СССР эта эпопея незаметно началась летом 1969-го, когда в Московском автомеханическом институте (МАМИ) совместно с дизайнерами и инженерами Всесоюзного института технической эстетики (ВНИИТЭ) автор этой статьи разработал проект перспективного электромобиля индивидуального пользования.
Эскиз двухдверного электромобиля будущего, разработанного в МАМИ и ВНИИТЭ. 1969 год (рисунок Л.Кузьмичёва)
Схема расположения основных узлов на машине МАМИ-ВНИИТЭ: 1 – блок из шести аккумуляторов и двух электромоторов, 2 – оригинальная передняя подвеска с разнесёнными торсионами
Эта лёгкая, эффектная и быстроходная машина с числом мест 2+2 (для двух взрослых и двух детей) могла бы оснащаться сдвижными дверями и недорогими свинцовыми батареями, выдвигавшимися в разные стороны на салазках. Два поперечных электромотора приводили задние колёса через ременные редукторы. Её скорость оценивалась в 65 км/ч, запас хода – 95 километров. В те времена продолжение этих работ посчитали преждевременным.
Гибрид ЭТ-800 с бензиновым мотором и электрогенератором. 1972 год
Компактный городской электрофургон ЭМ-0466 разгонялся до 40 км/ч. 1970 год
В 70-е по Москве разъезжали два скромных фургона ЭМ-0466 из Калининграда с пластиковыми кузовами и «навороченными» агрегатами. На них использовали дорогие серебряно-цинковые батареи, двигатель переменного тока с обмоткой из алюминиевых сплавов и тиристорную систему регулирования тягового усилия, обеспечивавшие запас хода 100 километров.
Достаточно совершенный фургон А923 с левосторонними органами управления и батареями массой 690 кг
Тяжелые свинцовые батареи находились под полом грузового отсека в двух блоках, которые легко выкатывали на роликах и заменяли новыми. Между ними продольно размещался электромотор с карданом для привода заднего моста от «Волги» ГАЗ-24. При участии известного конструктора и дизайнера Юрия Долматовского был создан лёгкий каркасный кузов с внешними алюминиевыми панелями и розеткой, левым или правым расположением руля, боковыми сдвижными дверями и задним трапом.
Первые семь машин, которые в 1971-1974 годах собрал опытный завод НИИАТ в Орле, оказались слишком тяжёлыми: весили 2,2 тонны, имели запас хода 80 километров при часовой заправке и развивали скорость 60 км/ч.
Тем временем Апшеронский завод Минавтотранса РСФСР изготовил партию из 10 облегченных и упрощенных фургонов А925.01. С 1975-го восемь из них эксплуатировались в Подольске в составе автоколонны № 1127 Главмособлавтотранса. В отличие от предшественников они снабжались тиристорным блоком управления и 21-киловаттным мотором постоянного тока, имели массу около двух тонн, те же 80 километров запаса хода и достигали скорости 70 км/ч.
Доработанные электромобили НИИАТ А925.01 на испытаниях в подмосковном регионе близ Подольска. 1975 год
На откровенно плохих дорогах при полном отсутствии зарядных станций электромобили специальной конструкции оказались беспомощными.
Электромобиль НАМИ-0189Э – последняя научная разработка автоматического выбора мощности электродвигателя. 1976 год
Ереванский электромобиль ЕрАЗ-3731 грузоподъёмностью 350 кг с железоникелевыми батареями. Фото 1977 года
Ульяновские электрические грузовички
В 1974-м на УАЗе совместно с ВНИИЭМ на базе однотонного УАЗа-452 было собрано несколько полутонных электрофургонов У-131, у которых переднюю часть кузова занимали громоздкие свинцовые батареи для привода 15-киловаттного электромотора задних колёс. При собственной массе 2,4 тонны машины оказались слишком тяжёлыми для экономной эксплуатации.
Электромобиль У-131 с аккумуляторами внутри кузова конструкции КБ комбината Главмосавтотранса. 1974 год
Выдвижной блок из четырех свинцовых аккумуляторов с зарядной вилкой
Через несколько лет в Ульяновске собрали 10 собственных фургонов УАЗ-451МИ с двигателями переменного тока и бортовым зарядным устройством от сети. Их поместили в контейнеры под рамой шасси, не затронув полезного объёма фургонов, но наличие тяжёлого цельнометаллического кузова привело к увеличению массы машин до трех тонн и возврату к прежней конструкции.
Испытания фургона УАЗ-451МИ с блоком аккумуляторов под рамой в пределах колесной базы. 1975 год
Развозной фургон УАЗ-451МИ в процессе эксплуатации в автокомбинате № 34 Главмосавтотранса. 1978 год
В начале 80-х было собрано 65 наиболее удачных советских электромобилей УАЗ-3801 с полезной нагрузкой 800 кг и мотором переменного тока в 15 киловатт. На них аккумуляторы разместили в специальном отсеке кузова с боковыми дверками для их замены, что привело к сокращению полезного объёма фургона и неудобствам при входе, выходе и перегрузке машины.
Развозной электромобиль УАЗ-3801 с системой рекуперации и запасом хода до 75 километров. 1983 год
Прибалтийские электробусы
Укороченный девятиместный переднеприводный RAF-2204 для работы в качестве маршрутного такси. 1974 год
Рижский автобусный завод собрал 35 электрических микробусов марки RAF, выполненных на базе серийных машин и внешне отличавшихся мелкими деталями кузовов и облицовкой. Их создавали совместно с ВНИИЭТ и Рижским электромашиностроительным заводом, собиравшими электромоторы, работавшие на постоянном или переменном токе и развивавшие мощность от 15 до 23 киловатт. Сменные блоки свинцовых или никель-цинковых аккумуляторов монтировали в изолированных отсеках в средней или задней частях салона.
Один из девяти построенных электробусов RAF-2207 с моторами переменного тока в задней части салона. 1976 год
Судейский электромобиль Московской олимпиады RAF-2910 с радиостанцией, рабочим столом, креслами и холодильником. 1980 год
Последний рижский прототип электробуса RAF-2803, собранный в нескольких образцах. 1986 год
Союз электричества и дизайна
В советские времена самым важным достижением Волжского автозавода в электромобильной области были развозные машины на базе универсала ВАЗ-2102. Первым в 1976-м появился фургон ВАЗ-2102Э, который через три года был преобразован в более мощный вариант ВАЗ-21029. В начале 80-х его заменил электромобиль ВАЗ-2801 с внешностью от «двойки», но без задних боковых дверей и стёкол, двигателем в 25 киловатт и облегченной алюминиевой рамой. В общей сложности электрических «универсалов» собрали 47 единиц.
Многоцелевой развозной электромобиль ВАЗ-2801 с люками вместо задних дверей для замены аккумуляторов. 1980 год
В дальнейшем ВАЗ довольствовался созданием опытных образцов лёгких электромобилей семейства «Пони» в многоцелевом и нескольких грузовых исполнениях различной компоновки с полезной нагрузкой 450-500 кг, передовыми никель-цинковыми батареями, электромоторами мощностью до 25 киловатт и оригинальным дизайном.
Опытный электромобиль ВАЗ-1801 «Пони» для обслуживания выставок, стадионов и парковых зон. 1979 год
Пробный пикап ВАЗ-2802-01 с одноместной алюминиевый кабиной и полезной нагрузкой 450 килограммов. 1980 год
Опытные электромобили «Пони» 1980-1982 годов: ВАЗ-2702 с хребтовой алюминиевой рамой (слева) и полутонный ВАЗ-2802-02
С момента развала СССР в 1991 году и до появления на улицах новой России американских легковушек Tesla оставалось 22 года.
Tesla по-русски
В 2019 году российский электромобиль отметит свое 130-летие. Мы попробовали вспомнить, как все начиналось.
Якорь мне в двигатель
Отправной точкой истории российского электрокара можно считать 1834 год, когда российский изобретатель Борис Якоби создал первый в мире электродвигатель с вращающимся якорем (это такой тип подвижной части), который был пригоден к практическому применению. Главным его отличием от других устройств было вращение рабочего вала, а не возвратно-поступательные движения, которые было сложно применить на практике.
Тем временем в 1896-м инженер Евгений Яковлев и предприниматель Петр Фрезе представили на Нижегородской промышленной выставке автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, что вызвало неоднозначную реакцию и могло похоронить идею российского самодвижущегося экипажа как таковую.
Рев мотора не на шутку пугал лошадей: однажды в Москве кони, встретившие на своем пути автомобиль, сорвали с рельс конку из ворот Шереметьевской больницы, ринулись прямо в торговые ряды у Сухаревой башни и снесли городской туалет.
Запрет на автомобиль, принятый и в Москве, и в Санкт-Петербурге, мог поставить будущее любых самобеглых экипажей под угрозу. Однако.
Первый российский
Однако уже в 1889 году инженер-железнодорожник Ипполит Романов создал первый русский электромобиль. По его чертежам, вдохновленным электрическим кэбом, на фабрике Петра Фрезе было собрано два прототипа, открытого и закрытого типа (с отапливаемым салоном).
Располагавшиеся вертикально, а не горизонтально аккумуляторы отличались более тонкими пластинами и были гораздо легче аналогов. Аккумуляторный отсек находился позади салона под местом водителя. Два независимых двигателя конструкции Романова развивали мощность по 4,4 кВт или 6 лошадиных сил.
Ведущие передние колеса приводились в движение цепной передачей. Заряд батареи держался четверо суток, автомобиль развивал скорость до 39 км/ч, а запас хода составлял около 65 километров. Все колеса были деревянными и подрессоривались оригинальной подвеской с пружинами, обеспечивая достойную плавность хода.
Весил автомобиль 720 кг, из которых 350 кг приходилось только на аккумуляторы! Для сравнения: аналогичный французский электромобиль «Жанто» имел массу 1440 кг (из них 410 кг аккумуляторов).
Наладить массовое производство первого русского электромобиля оказалось невозможным — свою роль сыграли пожарные, которые запрещали электрификацию сараев, в которых хранились экипажи.
Первые омнибусы
В 1899 году был построен электрический омнибус вместимостью до 15 человек. Два двигателя совокупной мощностью 12 лошадиных сил получали энергию от 44 аккумуляторных батарей. Запас хода составлял порядка 60 километров, скорость 19 км/ч, снаряженная масса 1600 кг.
На передней площадке располагался водитель и приборы управления, на задней – кондуктор. Вдоль боковых стен остекленного кузова шли скамейки для пассажиров, которые входили через двери задней площадки.
Плавность хода обеспечивала подвеска с эллиптическими рессорами и винтовыми пружинами, а также колеса с резиновыми шинами, которые вращались на шарикоподшипниках. Омнибус был оснащен электрическим прожектором, сигнальными фонарями и звуковым сигналом.
Дальше — больше: уже в 1902 году на московской фабрике «Дукс» собрали уже 20-местный электрический омнибус, предназначенный для обслуживания гостиниц. Особенностью конструкции ходовой части стали пневматические шины.
Первый советский
В 1935 году на базе автомобиля ГАЗ-А был построен первый советский электромобиль. В том же году под руководством профессора Резенфорда и инженера Галкина в лаборатории электрической тяги Московского энергетического института (ЛЭТ МЭИ) был создан аккумуляторный электромобиль-мусоровоз на базе автомобиля ЗИС-5.
Электродвигатель мощностью 13 кВт размещался под кабиной водителя. Он получал энергию от 40 аккумуляторов суммарной емкостью 168 А-ч, размещенных в деревянных ящиках позади кабины на грузовой платформе
Снаряженная масса ЗИС5-ЛЭТ составляла 4200 кг, в том числе аккумуляторов 1400 кг. Он мог перевозить два контейнера с мусором массой 1800 кг. Наибольшая скорость машины (24 км/ч) регулировалась семидиапазонным педальным контроллером, а запас хода составлял 40 км.
Тем временем в Киеве в 1935 году специалисты автоотдела республиканского Главдортранса построили четырехместный легковой электромобиль. Электромобиль был оснащен двумя электромоторами мощностью по 3 кВт, которые питались от семи аккумуляторов совокупной емкостью 112 А-ч.
У электромобиля не было дифференциала, так как каждое ведущее колесо приводилось в движение своим электродвигателем. Модель имела инновационную полностью независимую подвеску на пневмобаллонах. Кузов и трубчатая рама были полностью алюминиевые.
Почтовые фургоны и электробус ВДНХ
Первого июня 1948 года под руководством сотрудника НАМИ А. С. Резникова были построены электромобили НАМИ-750 с грузоподъемностью 500 кг и НАМИ-751 с грузоподъёмностью 1500 кг. Каждая модель оснащалась двумя электродвигателями: НАМИ-750 по 2,85 кВт, а НАМИ-751 по 4,0 кВт.
В качестве источника электроэнергии использовались свинцовые аккумуляторы. Привод колес осуществлялся отдельным двигателем через редуктор. Запас хода составлял 55-70 км, а наибольшая скорость — 30-36 км/ч. Рама была выполнена в виде пространственной фермы, каркас кузова из алюминиевых профилей.
Четыре образца НАМИ использовались для перевозки почты в Москве. Десять опытных образцов электромобилей НАМИ, изготовленных Львовским автобусным заводом, имели железоникелевые аккумуляторы, с 1952 до 1958 гг. использовались для перевозки почтовых грузов в Ленинграде.
Погрузка-выгрузка почты осуществлялась через два боковых подъемных люка с правой стороны, которые в открытом положении уходили под крышу. У НАМИ-751 была дополнительная задняя дверь.
Внешние отличия НАМИ-750 и НАМИ-751 состояли в разном количестве панелей передних дверей. У НАМИ 751 было три панели между элементами каркаса, а у НАМИ-750 — две. Также отличались колесные ниши: у НАМИ-751 дверь доходила до колесной ниши, а нижняя часть двери НАМИ 750 значительно отстояла от верха колесной ниши.
В 1957 году НАМИ создал первый советский электробус на базе троллейбуса СВАРЗ с целью переоснащения ВДНХ новым транспортом, соответствующим духу выставочного комплекса. В один электроавтобус могло поместиться 70–80 человек. Запас хода автобуса составлял 55-70 км, а скорость 36 км/ч. Партия была довольна: в эксплуатацию СВАРЗ принимал лично Хрущев.
Поздний советский период
В 70-е предпринимались первые попытки сделать электромобиль на базе продукции ВАЗа и множество экспериментов. НИИ автомобильного транспорта (НИИАТ), Всесоюзный НИИ электромеханики (ВНИИЭМ), Всесоюзный НИИ электротранспорта (ВНИИЭТ), а также автомобильные заводы ВАЗ, ЕрАЗ, РАФ и УАЗ изучали батареи и системы управления, которые способствовали более экономному расходованию энергии. Камнем преткновения становились существенные энергозатраты на обогрев салона в зимний период.
Первые электромобили в России (Часть 1)
«Первые отечественные электромобили НАМИ-750 и НАМИ-751» – под таким заголовком вышла статья в нашем журнале № 5 за 2009 год. А начиналась она со слов: «Шёл 1947 год». Не верится, что автор не знал, что эти машины были не первыми отечественными электромобилями. Очевидно, сработал стереотип – многие коллеги по-прежнему начинают историю российского автомобилестроения с эпохи СССР, как будто до 1917 года у нас Отечества не было… Подзаголовком невольно омолодили отечественный электромобиль почти на 50 лет, а может быть, и более.
В советские годы многие исследователи уходили в крайности. Одни начинали историю автомобиля в России с повозок, приводившихся в действие мускульной силой человека – «самобеглой коляски» Л. Л. Шашмуренкова 1752 года и «самокатки» И. П. Кулибина 1771 года. Эти оригинальные и интересные транспортные средства действительно были построены в России, но вправе ли мы считать их автомобилями в полном смысле этого слова?
C электромобилем получилось с точностью до наоборот – его родословную стали забывать. Сейчас, когда мир охватила очередная волна «электромобильной лихорадки», мало кто задумывается о том, что история самодвижущегося экипажа на электрической тяге гораздо «древнее», чем история бензиновых машин. Она имеет свои взлёты и падения, а ажиотаж – явление далеко не новое. Стоит рассказать о самых первых электромобилях в России и рассмотреть различные аспекты развития этого вида транспорта через призму почти двух столетий, а также упомянуть крайности развития альтернативного автотранспорта.
Электромобиль, первые опыты
История электромобиля начинается в первой половине XIX века с создания в 1821 году английским учёным Майклом Фарадеем электродвигателя. Дату постройки первого самодвижущегося экипажа на электрической тяге история не сохранила. Известно только, что между 1832 и 1839 годом шотландец Роберт Андерсон, вероятно, впервые в мире испытал работоспособный электромобиль. Нечто подобное построили в 1834 году американец Томас Дэвенпорт и через год голландцы Стратин Гронинген и Кристофер Беккер. В 1838 году в Шотландии увидела свет электрическая повозка Роберта Дэвидсона. А в 1842 году эмигрировавший за океан Андерсон и Дэвенпорт изготовили уже вполне совершенные электромобили с питанием от перезаряжающихся батарей – аккумуляторов. Через десять лет появились аналогичные конструкции Чарльза Пэйджа и братьев Студебекер – Генри и Клема.
Альтернативный транспорт постепенно приобретал свои характерные черты. Во времена, когда автомобилей с двигателями внутреннего сгорания ещё не было, электромобиль рассматривался в качестве альтернативы к приводимым в действие силой пара самоходам. Однако конкуренции тяжёлым дорожным локомотивам и громоздким паровым дилижансам, уже колесившим по дорогам Англии, Франции и некоторых других стран, электромобиль не создал. Области применения обеих новаторских идей были разными и ограниченными, их развитие шло черепашьими темпами. Безрельсовые паровозы десятилетиями не меняли своей конструкции, а создатели электромобилей решались только на робкие попытки внедрения своих разработок.
И вдруг в конце XIX века, после триумфального пришествия бензинового автомобиля, всё изменилось. Многочисленные изобретатели неожиданно вспомнили про альтернативные силовые агрегаты, появились новые самые разнообразные конструкции самоходов, вплоть до таких курьёзов как движитель посредством сжатого воздуха. Изобретатели паровых машин создали многочисленные конструкции компактных двигателей и относительно лёгких колясок. «Альтернативщики» успешно вмешались даже в зарождающий автоспорт – 29 апреля 1899 года бельгиец Камиль Женатци на электромобиле своей конструкции впервые в мире преодолел скоростной рубеж в 100 км / ч. Любопытно, что скорость 200 км / ч впервые покорилась паровому автомобилю в 1906 году.
На рубеже XIX и ХХ веков в развитие электромобилестроения вмешались политики и общественность. Эксперты, журналисты и даже правозащитники вспомнили про экологию, началась чуть ли не глобальная критика «чадящих бензиновым угаром» автомобилей. Досталось и паровым коляскам – с подачи общественности местами вступали в силу запреты на выпуск пара в атмосферу. Странно, тысячи промышленных паровых двигателей, паровозов и пароходов защитникам окружающей среды почему-то не мешали… Продвижению электрической тяги способствовали политики, её пропагандировали в своих научных работах учёные и даже власти некоторых городов частично субсидировали внедрение электромобилей для общественных перевозок. Например, таксомоторный промысел в крупнейших городах Европы – Лондоне, Париже и Берлине – начался именно с электромобилей.
Однако первенство в идее электрификации извозного дела принадлежит Североамериканским Соединённым Штатам – в Филадельфии прокатные электромобили появились в 1894 году, а через три года и в Нью-Йорке. В начале ХХ века в американских городах наблюдался настоящий бум электрической тяги и даже её победное шествие.
Самые первые отечественные
Российская империя с самого начала отставала в развитии автомобилизма, но и мимо неё «электромобильная лихорадка» не прошла, правда, затронула она её скоротечно. Подтолкнули русских изобретателей на электрическую тягу для самоходных экипажей не поощрения властей, а притеснения. Поскольку пугливые лошади шарахались от проезжавших мимо грохочущих бензиновых моторов, безопасность движения на улицах Петербурга и Москвы в конце XIX века оставляла желать лучшего.
Немногочисленные автомобили стали одним из любимых объектов жёсткой критики журналистов бульварных изданий и простых обывателей. Дошло даже до требований о запрете эксплуатации моторов в городской черте. Бесшумный и не дымящий электромобиль казался панацеей от возможных бед технического прогресса. Кроме того, он был проще в изготовлении и эксплуатации и не страдал такими «детскими болезнями», как ещё несовершенный капризный бензиновый самоход. Заводился электромобиль без физических усилий, переключать скорости не надо, педали сцепления не было – сел, включил тумблер и поехал. Все преимущества налицо, а на такие существенные недостатки как тяжесть, малый запас хода, длительная подзарядка и кислотные пары аккумуляторов старались не обращать внимания. Главное – управлять им было значительно легче. Водителю нужно было, как правило, уметь обращаться только с простым рулевым механизмом и реостатом.
О первом русском электромобиле история точных сведений не сохранила. Возможно, он был построен тоже раньше, чем первый отечественный автомобиль с ДВС. Согласно скупым заметкам из старой прессы инженер-электрик Г. А. Щавинский, владелец мастерской «Сила и Свет» в Санкт-Петербурге и отделения в Варшаве, построил в 1885 году один электрический автомобиль. Тип конструкции неизвестен. Поиски информации о петербургской фирме результата пока не дали, но варшавский завод Siła i Światło, по сведениям польских историков, был основан только в 1918 году. В Риге существовало до революции акционерное общество «Свет и Сила» (Licht & Kraft) – генеральный представитель ревельского завода «Вольта» и ряда немецких электротехнических фабрик в Лифляндской губернии, возможно, оно имело отношение к компании Щавинского.
Электротехник А. Р-х (полное имя и место жительства не установлено) построил в 1898 году «двухместную электрическую карету весом 22 пуда». Электромотор был установлен под сиденьем, аккумуляторы располагались под днищем машины.
Это сообщение также нуждается в уточнении.
Популярный журнал «Велосипед» в феврале 1898 года писал: «В Департаменте торговли и мануфактур Министерства финансов […] в настоящее время находится изобретённая русским техником И-вым электрическая карета. Расход на содержание и езду в карете в три раза меньше, чем на лошадях. Машина устроена под сиденьем. Весь механизм сделан внутри кареты. Аккумуляторы заряжаются на четверо суток. В такой карете очень удобно совершать путешествия по просёлочным дорогам. Изобретатель ходатайствует в Департаменте торговли и мануфактур Министерства финансов о выдаче ему десятилетней привилегии». Похожие заметки появлялись и в других изданиях.
К сожалению, информация о самых первых российских электромобилях отрывочная и скупая, её забыли ещё в дореволюционное время. Не исключено, что никто кроме журналистов описанных выше машин не видел. А могло быть и так, что они сами их не видели, а только подхватили наводнившие Петербург слухи. Поэтому отдавать им безоговорочный приоритет пока не следует.
Инициатива И. В. Романова
Дальнейшие события уже достоверные. Ещё в 1895 году в Одессе публика увидела небольшой «подвесной трамвай», перевозивший мелкие грузы по территории местного ломбарда. Автором изобретения был инженер Ипполит Владимирович Романов. Через год было основано и Высочайше утверждено Общество электрического машиностроительного завода «Ипполит Романов». В 1897 году диво появилось в столице – на выставке в петербургском Сельскохозяйственном музее Русское Императорское техническое общество продемонстрировало действующую модель подвесной монорельсовой электрической железной дороги. Модель вызвала интерес специалистов и публики, изобретатель приступил к разработке проекта дороги. Романов подал на имя вдовствующей императрицы Марии Фёдоровны прошение о дозволении построить в Гатчине для демонстрации опытный участок дороги длиной в 100 сажень на территории между Балтийским вокзалом и Большим Гатчинским дворцом. Вскоре закипела работа – к своему проекту Романов привлёк различные предприятия, и в 1899 году сооружение было готово. К установленной на кронштейнах «в форме буквы Г» массивной металлической ферме подвесили «вагон открытый, летнего типа, весом до 100 пудов», рассчитанный для перевозки 20 пассажиров.
В грандиозные планы предпринимателя входила постройка окружной подвесной дороги для Петербурга, по которой могли двигаться со скоростью до 200 вёрст в час до 2000 пассажирских, товарных и почтовых вагонов в сутки. Увы, планам талантливого инженера не суждено было осуществиться, а об уникальной подвесной дороге в Гатчине со временем забыли.
Разработкой самодвижущихся экипажей на электрический тяге Романов заинтересовался ещё в конце 80-х годов, в его планы входили постройка и эксплуатация электромобилей. Через десять лет за ним уже числилось несколько изобретений в этой области. Не последнее место среди них занимали ёмкие «гораздо легче обычных» аккумуляторы и лёгкие, но достаточно мощные электромоторы. Пока строилась подвесная дорога, инженер не сидел без дела. Он обратился к одному из изобретателей первого отечественного автомобиля Петру Александровичу Фрезе с просьбой о содействии в постройке нескольких экземпляров электрических самоходов своей конструкции.
В 1899 году из ворот петербургской фабрики Акционерного общества постройки и эксплуатации автомобилей «Фрезе и К°» выехал первый электромобиль конструкции И. В. Романова. Компоновку машины конструктор заимствовал у английских кэбов – место водителя установили сзади на высоких козлах позади полузакрытого пассажирского отсека на двух человек. Своим видом электрокэб напоминал «старинные портшезы 18 столетия». Ведущими были передние колёса, а управлялись задние значительно меньшего диаметра, чем передние. По такой схеме уже строились некоторые электромобили в Северной Америке, но аппарат Романова не копировал ни один из них, хотя сходство с одной из показанных выше конструкций очевидно.
Масса электромобиля составляла 44 пуда (750 кг), из которых половина приходилась на элементы питания. Зарядки аккумуляторов системы Бари, усовершенствованных Романовым, хватало на 60 вёрст пути при расчётной скорости движения 15 вёрст в час – согласно действующих в то время требований городской управы Петербурга, допускавших движение самоходов не быстрее 13 вёрст в час. Максимальная же скорость могла доходить до 35 вёрст в час.
Силовая установка располагалась в средней части экипажа, каждый двигатель передавал вращение на одно из передних колёс при помощи роликовой цепи по принципу раздельного привода. Отсек для батарей располагался за салоном, над ним находилось место «кэбвожатого». Для замедления и остановки экипажа служили два тормоза – механический и электрический рекуперационный. При торможении он принуждал двигатель работать как генератор и вырабатывать энергию, идущую на подзарядку аккумуляторов. Предусматривалось и экстренное торможение при помощи «стоп-крана», который прерывал ток в главной цепи и мог быть приведён в действие как водителем, так и пассажирами. Регулирование скорости движения осуществлялось девятиступенчатым реостатом-контроллером. Предназначался электромобиль для извоза в качестве прокатной машины.
Технические характеристики этой машины были опубликованы в журнале «Электротехника» № 23 / 1899 г. и «Техническом Сборнике и Вестнике Промышленности» № 10 / 1899 г., причём в обеих публикациях они немного отличались. Позднее, в 1901 году, Собрание инженеров путей сообщения издало книгу В. Мелентьева «Электрические автомобили системы И. В. Романова», в которой подробно описывались конструкции всех машин русского инженера в сравнении с некоторыми заграничными разработками, описаны их преимущества, рассмотрены все аспекты электрификации автотранспорта. Данные в книге не во всём совпадали с другими источниками, а в поздних публикациях появились неизвестно откуда и другие цифры. Так, мощность двух электромоторов конструкции Романова, построенных по образцу немецкой фирмы Siemens & Halske, согласно разным источникам, составляла суммарно от четырёх до шести л.с. А в книге Мелентьева утверждалось, что мощность была всего лишь 1,4 л.с.
В 1900 году увидела свет вторая модификация электрокэба Романова. Эту машину снабдили великолепно выполненным по передовой технологии экипажного дела фирмой «Фрезе и К°» изящным закрытым застеклённым, снабжённым системой отопления кузовом. Панели многослойного кузова собрали из соединённых при помощи органического клея листов спрессованной фанеры и холста, а боковые стёкла сделали гнутыми – впервые в практике российского автомобилестроения. На второй электрокэб установили новые облегчённые аккумуляторы системы Романова.
Первый отечественный автобус
Чуть позже жители Петербурга и Гатчины увидели ещё одно воплощение идей И. В. Романова – электрический омнибус. Он был не только первым электрическим, но и вообще самым первым отечественным автобусом.
Внешне похожая на трамвайный вагон машина вмещала 16 пассажиров в закрытом и остеклённом салоне и четверых на прикрытой навесом задней площадке. Стоя на такой же передней площадке управлял ею вагоновожатый, а на задней мог стоять кондуктор. Вход пассажиров устроили только с задней площадки, вдоль боковых стенок вагона установили скамейки для сидения.
Согласно другим ранним источникам омнибус имел 14 мест внутри и два на площадке – всего, включая водителя, 17. Вероятно, разногласия свидетелей возникли на основании того, что И. В. Романов планировал постройку трёх разных моделей электрических омнибусов: на 10, 20 и 30 пассажирских мест. Суммарная мощность двух электромоторов для каждой из моделей по расчётам Мелентьева предполагалась соответственно 3,374; 4,9 и 7,02 л.с. А в поздних публикациях встречается опять-таки неизвестно откуда взятая цифра в повторяемой многими авторами фразе: «На электрическом прообразе автобуса стояли два двигателя по 6 л.с. каждый».
Общая схема ходовой части машины повторяла опробованную на кэбах конструкцию, но теперь поворотными колёсами стали малого диаметра передние, а цепь приводила в движение большие задние. Масса машины с батареями достигала 100 пудов. Единственный построенный на фабрике П. А. Фрезе экземпляр оснастили изготовленным по описанной выше технологии изящным кузовом с верхним освещением в «фонаре» – под этим термином подразумевалось возвышение части крыши. Оно имело небольшие застеклённые окна, шедшие вдоль всей верхней части машины и служило для возможности прохода пассажиров по салону во весь рост. Максимальная скорость экипажа колебалась по разным данным от 10 вёрст в час (наиболее вероятная цифра) до 20. Запас хода на одной подзарядке – 60 вёрст.
Свои электромобили изобретатель разрабатывал в качестве общественного городского транспорта. Скрупулёзно рассчитав смету себестоимости кэба в 4000 рублей и омнибуса в 7000 рублей (немалые деньги в то время), при условии постройки машин партиями не менее 15 штук, он мечтал об открытии в столице автомобильно-извозного промысла и автомобильно-омнибусного сообщения. Все предпосылки к тому имелись. На проведённом собрании Электротехнического отдела Императорского Русского электро-технического общества инженер М. М. Курбанов прочёл доклад «Об электрических кэбах и омнибусах системы Ипполита Романова». Собрание поблагодарило докладчика и сделало заключение: «Отдел признаёт, что электрические кэбы и омнибусы имеют широкую будущность […] Выработанная фирмой «И. Романов» конструкция электродвигателей и механических деталей кэба, испытанных на пробеге, по заявлению докладчика, в 3000 вёрст, и омнибуса надо считать шагом вперёд в этой области электротехники». 3000 вёрст? Маловероятно, но поверим на слово. Однако испытания действительно проводились в Гатчине и Петербурге до февраля 1901 года. Затем омнибус был осмотрен Технической экспертной комиссией и признан годным к пассажирским перевозкам в столице.
Годом ранее конструктор заявлял о намерениях учредить «общество, которое в течение трёх лет предполагает выпустить для общественного пользования 400 кэбов на 2 пассажирских места каждый, 200 карет на 4 пассажирских места каждая и 15 омнибусов на 15 мест внутри и 2 снаружи». А 19 января 1901 года в Санкт-Петербургскую Городскую Думу поступило прошение от потомственного дворянина Ипполита Владимировича Романова о разрешении ему организовать десять маршрутов электрического омнибуса. Предполагалось задействовать на них 80 машин. 27 июня Дума выдала разрешение на открытие в столице регулярного движения омнибусов. Казалось бы, успех обеспечен, но несмотря на лестные отзывы разных комиссий и моральную поддержку некоторых высокопоставленных лиц, внедрение электрических автобусов и прокатных кэбов в столице не состоялось. Условия, поставленные городскими властями, были весьма жёсткими, они отпугнули потенциальных акционеров и не позволили Романову воспользоваться решением Думы. Вероятно, определённую роль в неудаче инициативы сыграло лобби владельцев конки и извозопромышленников, были и другие субъективные причины. На этом всё и закончилось – мечта изобретателя не сбылась.
За 100 лет до Илона Маска: как в России делали электромобили
Еще раньше начали экспериментировать с паром – причем гораздо более успешно. Пусть эксплуатировать подобные «самобеглые повозки» было не всегда удобно. Зато можно было получить весьма серьезную тягловую силу – что потом пригодилось в ряде паровых тракторов и «шоссейных паровозов».
Но все эти варианты были по-своему специфичны и не давали людям полноценного автомобиля, работающего по принципу «сел в любую секунду и сразу поехал». Для тех, кто не хотел разводить пар в котле и поддерживать температуру горения, оставалось два варианта – двигатель внутреннего сгорания или электромотор. И последнему на первых порах уделяли ничуть не меньше внимания.
Романов, но не тот
В России электромобилями первым занялся Ипполит Романов – железнодорожный инженер. Несмотря на созвучие фамилии с царским родом, человек это был, хоть и не бедствующий, но отнюдь не богатый – по крайней мере, не настолько, чтобы иметь деньги на запуск своих изобретений в дело. Зато с разработкой у Романова проблем не было.
Для начала он сконструировал собственный электромотор. А затем принялся работать над главной проблемой электромобилей – весом аккумуляторов. Используя более легкие пластины и экспериментируя с их расположением, он довел их вес до 30% от общего – отличный, по своим временам, результат, сокративший это соотношение более чем в 2 раза.
Первые электромобили Романова больше походили на небольшие кареты. Рассчитаны они были всего на двух пассажиров. Водитель, подобно кучеру, находился «сверху-сзади», на ящике с увесистыми аккумуляторами.
Электроавтобусы
Дело, конечно, не ограничилось двухместными электромобилями. Тот же Романов активно разрабатывал и общественный транспорт – например, электрические омнибусы на 17 и 24 места. И первый из них (как и двухместный электромобиль ранее) был воплощен в реальности.
«Топливный бак» электроомнибуса составляли 44 аккумулятора – их хватало почти на 65 км пути. Двигалось изобретение с помощью спарки электродвигателей Романова, выдававшей максимальную скорость в 11 км/ч.
Романов попытался найди инвесторов, основать акционерное общество, но потерпел неудачу. И дело кончилось ничем – а так, быть может, электробусы массово забегали бы по улицам Петербурга еще до Первой мировой войны.
Романов был, к слову, не единственным – помимо него создать электрический автобус пытались на московском заводе «Дукс». Там даже изготовили небольшую партию, которая использовалась для обслуживания гостиниц. Но дальше дело не пошло.
Грузовики с гибридными двигателями
В использовании электричества для перевозки грузов проявила себя петербургская экипажная фабрика «Фрезе». Там уже мелкими сериями делали электромобили, и вовсю экспериментировали с троллейбусами собственной разработки.
Но намного интереснее было другое детище «Фрезе» – гибридный бензино-электрический поезд. Состоял он из, ни много ни мало, шести платформ-тележек 4,5х2 метра. Первую питал 35-сильный бензиновый двигатель, а на каждой последующей тележке находился свой электромотор. Двигалось это чудо техники, правда, по рельсам – но до весьма интересного гибридного автопоезда было недалеко.
К сожалению, проект в итоге свернули.
Что пошло не так?
Во-первых, немалый вес самих аккумуляторов – с этим, конечно, можно было бороться, но у ДВС тут дела шли эффективнее, и, что немаловажно, дешевле.
И самое главное – небольшой запас хода. Сам по себе он был еще терпим – те же ДВС позволяли проехать не многим больше. Но радикально отличался процесс заправки. Одно дело – залить бензин, и совсем другое – зарядить аккумулятор. Это не всегда просто и быстро даже сейчас. А в начале XX века для такой зарядки требовался еще один мотор – что только делало все более сложным и громоздким. А учитывая, что процесс не происходил одномоментно, дело становилось совсем уж муторным.
В хозяйстве и коммерции эта сложность и задержка описывалась формулой «время – деньги». В случае гипотетического военного применения все звучало еще суровее: «время – жизни». Поэтому реального массового применения электромобили в начале XX века не нашли – ни в России, ни где-либо еще.