Между рейсами

КРАТКИЙ КУРС ПАРОВОГО АВТОМОБИЛЯ


Часть 5. Американская инженерная школа

Между рейсами

КРАТКИЙ КУРС ПАРОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Часть 5. Американская инженерная школа

Юрий БУЦКИЙ, фото из архива автора

на заставочной иллюстрации Stanley Mountain Wagon Model 820 (1915 г.в.)

Паровой безрельсовый транспорт развивался по двум направлениям. В майском номере «COMVEX ревю» мы рассказали о британской инженерной школе. Это тяжелые паровые грузовики (waggons), работающие на угле, – Garrett, Foden, Sentinel, Yorkshire и другие. Они хорошо потрудились в первой трети ХХ века, прежде чем уступили дорогу бензиновому мотору и дизелю. Но была и другая школа – американская. О ней и поговорим.
Быстрый пар Леона Серполле
Первое и главное, что отличает американскую школу от британской, – сравнительно небольшой прямоточный котел высокого давления, работающий на жидком топливе. Эти котлы ставили на легковые автомобили и автобусы, реже – на грузовики.

Любопытно, что родоначальником этой технологии был не американец, а француз – талантливый инженер Леон Серполле. Он создал удивительный парогенератор – маленький, легкий, быстро дающий пар и в сравнении с угольными гигантами безопасный. Безопасный потому, что пара там создавалось немного, он не аккумулировался в каком-то объёме, а сразу направлялся в паровой двигатель. Хотя предохранительный клапан в котле всё же был, мало ли…

Котел flash, котел типа Серполле – это всё о нем, изобретении Леона. Если на пальцах, принцип его работы таков: змеевик или набор переплетенных трубок, горелка (форсунка), распыляющая топливо в смеси с воздухом. Топливо воспламеняется от свечи и греет определенную часть трубок. Пар ушёл – вода пришла, пар ушёл – вода пришла. Топливо и вода подаются автоматически. Нагрев быстрый, это вам не уголь жечь. Почти сразу можно ехать. Да, на словах-то просто, но попробуйте реализовать всё это практически! У Леона Серполле получилось.

Почему же эту технологию называют американской, а не французской? А потому что широкое практическое применение ей обеспечили именно американские инженеры и предприниматели – братья Стенли, братья Добль, конструктор Эрик Деллинг, промышленник Оланд Брукс и другие.

Автомобили Locomobile выпускались в 1899-1903 гг.

На фото внизу модель Steam Runabout 1899 года

Наиболее интересные фирмы
Сказать, что американские компании просто копировали Леона Серполле, нельзя. У них были собственные идеи, разработки, патенты, опытные модели и серийное производство. Но все решения базировались на двух столпах: жидкое топливо и быстрый нагрев.
 
Об этом мало говорят и пишут, но в Америке в начале прошлого века паровые автомобили были очень популярны. Достаточно сказать, что их строили более 80 фирм. Это не опечатка – именно более восьмидесяти! Лидеры по объёмам продаж – компании Stanley, Locomobile, White, Brooks. Безусловный чемпион по изяществу инженерных решений – фирма Doble. Дольше всех на рынке продержался Delling – аж до 1934 года.
Автомобили White выпускались в 1901-1910 гг.

На фото автор и Model G steam touring car 1907 г. в музее Генри Форда в Детройте

Когда начинаешь сравнивать компоновочные решения, поражаешься обилию вариантов! Казалось бы, все просто: на шасси парового автомобиля надо разместить котел, паровую машину, конденсатор, баки для горючего и воды. Но смотришь на конкретные модели – паросиловые агрегаты там и сям: под капотом, под сиденьями, на корме. Паропроводы длинные и короткие, трансмиссия цепная и карданная. А вот ещё вариант – паровая машина у ведущей задней оси. И всё это едет и борется за покупателя!

Вот несколько примеров. Паровой легковой автомобиль White. Бойлер (парогенератор) под сиденьями. Паровая машина (двигатель) – под капотом. И карданная передача на задние ведущие колеса. Потребителю нравится, мотор на привычном месте. Знакомый кардан – всё как у бензинового авто. Но гудящая горелка под пятой точкой – насколько комфортно это сознавать?

Паровые агрегаты Doble. На верхнем фото парогенератор с кожухом и без кожуха, на нижнем – паровая машина, объединенная с задним мостом автобуса

Иную компоновку имел автомобиль марки Doble. Бойлер под капотом, а паровая машина совмещена с задним мостом. И никаких карданов! Плохо, что паропроводы длинные, но они изолированы, остыть не успевают.
Doble был красавец с отличной динамикой. Шедевр парового автомобилестроения. Запускался от ключа. Время разогрева парогенератора меньше одной минуты. Разгон бешеный, никакой бензиновый Ford не сравнится с Doble. Одна беда – это был очень дорогой автомобиль. Потому что его конструктор Абнер Добль был перфекционистом и бесконечно улучшал свое детище.

Автомобили Doble выпускались в 1914-1929 гг.

На верхних фото Model E 9 (1923 г.) и Model E 22 (1924 г.). Внизу – шасси, где видна принципиальная компоновка автомобиля

Автомобили Stanley, в отличие от Doble, были попроще. И дешевле, поэтому хорошо продавались. Первые модели напоминали Locomobile, что неудивительно, ведь у компаний были общие патентные решения.
Позже экстерьер Stanley обрел современные черты, а с получением конденсатора и вовсе стал неотличим от бензиновых собратьев. Паровой котел под капотом, паровая машина у задней оси, неторопливый ход, впрочем, не лишенный стремительности…

Автомобили Stanley выпускались в 1897-1925 гг.

На верхних фото Touring Model 71 (1910 г.) и Touring Model 735 (1918 г.) с конденсатором. Внизу – микроавтобус Mountain Wagon Model 820 (1915 г.). Фото Marshall Steam Museum©

Stanley стал популярным, на нем отправлялись на загородные прогулки и пикники. И только Мэгги в «Больших гонках» решилась на Stanley состязаться с Великим Лесли и профессором Фейтом. Пересмотрите фильм – там действительно легкий прогулочный паровичок с узнаваемой эмблемой.

Кстати, братья Стенли занимались и гоночными автомобилями. В 1906 году болид Stanley Rocket достиг скорости 205 км/ч – но это тема отдельной статьи.
Профиль «COMVEX ревю» обязывает поговорить и о коммерческом транспорте. Поэтому переходим к паровым грузовикам и автобусам, построенным американскими фирмами. Здесь технических подробностей будет побольше.

Автобус Эрика Деллинга 1928 года выпуска

Автобус Деллинга
Фирма Delling Motors Company, выпускавшая изящные паровые легковушки, построила в 1928 году городской автобус на 36 пассажиров. Его силовая установка состояла из горизонтального дымогарного котла, расположенного под капотом, и трехцилиндровой паровой машины двойного действия. Цилиндры располагались поперек рамы, ось коленчатого вала совпадала с осью автобуса, что упрощало использование карданного вала для передачи крутящего момента к задней оси. А ещё коленчатый вал приводил в действие насосы для подачи топлива и питательной воды, крутил динамо-машину и масляный насос.

Корпус парогенератора выполнили из жаропрочной стали и обвили пятью слоями фортепианной струны, что придало ему завидную прочность. Состояние пара регулировалось специальным клапаном. Как только давление превышало требуемое, клапан закрывался и подача топлива к форсунке прекращалась. При падении давления клапан открывался и подача топлива с воспламенением от свечи возобновлялась.

Конденсатор состоял из трех секций. Одна располагалась на месте обычного радиатора, а две другие – сзади, на концах лонжеронов. И ещё одна любопытная подробность: отработавший пар использовался для отопления автобуса. Расход топлива у автобуса Деллинга оказался равным расходу бензина у автобуса с ДВС. Но стоимость погонов нефти для парового котла была существенно ниже.

К сожалению, серийным этот автобус так и не стал. Но сам Эрик Деллинг был и остается видной фигурой в истории парового транспорта. Одно время он работал главным инженером в компании Stanley. Сотрудничал Деллинг и с Оландом Бруксом.

Легковой паровой автомобиль и паровой автобус Brooks, оба 1929 года выпуска

Автобусы Брукса
Паровые автомобили Brooks считались вторыми по популярности после Stanley. Многие из них работали в таксомоторных парках. Занималась компания и паровыми автобусами. В 1927 году она построила капотный вариант на 32 пассажира – здесь чувствовалась рука Эрика Деллинга. А в 1929-м появился автобус вагонной компоновки. Парогенератор расположили на корме, паровую машину — в центральной части кузова, крутящий момент на задние колеса передавал карданный вал.

Автобусы получились неплохие – и капотный, и вагонный. Они даже заинтересовали советских инженеров, пристально изучавших зарубежную технику. Автобус вагонной компоновки оснастили быстродействующим водотрубным котлом с рабочим давлением 53 атм. Паровая машина была восьмицилиндровая простого действия с клапанным парораспределением. Она развивала 2000 в мин., что соответствовало скорости автобуса 95 км/ч. Отработавший пар полностью конденсировался. Расход топлива (здесь тоже использовались дешевые погоны нефти) составлял от 48 до 62 л на 100 км пути.

Но технические достижения не спасли фирму от кризиса. В декабре 1931 года завод Brooks выставили на торги. Кто-то приобрел и автобусы. Дальнейшая их судьба неизвестна, а жаль. У них были все шансы стать серийными.

Паровые автобусы Doble – обычный капотный и даблдекер, 1927 год

 

Doble и даблдекер
В конце 1926 года автобусная компания Детройта приобрела у Doble Steam Motors котел и паровую машину. Их адаптировали под большие нагрузки и смонтировали на шасси трехосного бензинового автобуса. Паровая машина заменила ДВС, сцепление, коробку передач и карданный вал. На шасси водрузили двухпалубный кузов, вмещающий 61 пассажира, присвоили автобусу индекс G‑1 и выпустили на оживленные улицы Детройта.

Подопытный автобус прошел 28 000 км. Правда, с перерывами на ремонт и некоторую модернизацию – на то и эксперимент. Автобусная компания обрадовалась и заказала очередной автобус с учетом переделок. Его назвали G‑2 и запустили в эксплуатацию на той же линии. Было это в июне 1927 года.
Бесшумный ход, завидное ускорение и плавный ход говорили в пользу пара.

Автобус G‑2 легко маневрировал в густом потоке автомобилей, а время прохождения маршрута в сравнении с бензиновым «коллегой» сократилось на 20%. Большой расход топлива компенсировался его дешевизной. А вот стоимость обслуживания и ремонта оказалась неожиданно высокой. Да и запчасти были в дефиците. В итоге проект развития не получил. Но опыт оказался полезным – он подсказал пути развития малых транспортных паросиловых установок.

Паровой автобус вагонного типа, построенный компанией Henschel & Son на агрегатах Doble в 1933 г. Задняя часть автобуса на схеме и фото различаются из-за переноса конденсатора.

Doble и немцы
Немецкая компания Henschel & Son выпускала железнодорожную технику – вагоны, дрезины, локомотивы. А ещё троллейбусы, бензиновые автобусы и военные автомобили. Паровыми автомобилями фирма занялась в начале 1930-х годов после переговоров с братьями Добль. Стороны заключили соглашение о производстве грузовиков и автобусов на паровой тяге с использованием патентов Doble.

Нашелся и заказчик – Любек-Бюхенская железная дорога. И вскоре на свет появился опытный паровой грузовик, родоначальник будущей серии. Автомобиль снабдили прямоточным котлом высокого давления и паровой машиной типа «компаунд» мощностью 150 л.с., расположенной у заднего моста. Парогенератор и вспомогательное оборудование разместили за кабиной водителя. Конденсаторы смонтировали сбоку. В итоге силовая установка и сам автомобиль получились удобными в обслуживании. В ранних моделях котельная установка размещалась в отдельном кожухе. Автомобили более позднего выпуска получили обтекаемую кабину, объединённую с котельным агрегатом.

Обычно паровые грузовики Henschel работали в радиусе 150 км от железнодорожного депо Касселя. Но в 1935-м были проведены расширенные зимние испытания в горах, где царили гололед, снег и морозы. И ничего – автомобили справились.

Немецкая фирма строила и паровые автобусы. Расположение агрегатов в них менялось. В капотных моделях котел размещался в передней части шасси, а в более поздних вагонных – в задней. Но паровая машина во всех случаях была у заднего моста. В поисках лучшего решения перемещали и конденсатор – то в переднюю часть автобуса, то в заднюю. Отсюда некоторые разногласия в схемах и фотографиях.

Паровой грузовик, построенный компанией Henschel & Son на агрегатах Doble в 1933 году. На верхнем фото первая модель, на нижних – более поздняя со скругленной кабиной

С 1933-го по 1936 год было продано восемнадцать паровых автобусов и грузовиков. Ходовые качества были безупречны. Автобусы разгонялись быстро, бесшумно и шли по трассе исключительно плавно. Какова судьба этих машин? Сведения о них скудны. Один из грузовиков пережил Вторую мировую войну в гараже в Касселе. А четыре были уничтожены во время сильного авианалёта 22 октября 1943 года. Но довоенный успех проекта был налицо.

Экспериментальный паровой грузовик Sentinel-Doble, построенный в Шрусбери в 1932 году

Грузовик Sentinel-Doble
Создать паровой грузовик нового поколения, объединить преимущества угольных Sentinel и нефтяных стимкаров Doble. Красивая задача, не так ли?
В активе Sentinel было дешёвое топливо, опыт и коммерческий успех. Козыри Doble – современная паросиловая установка высокого давления с быстрым нагревом и конденсацией пара. И вот в 1932 году на фирму Sentinel в Шрусбери прибыл Абнер Добль. Предстояло снизить вес автомобиля для уменьшения дорожного налога и свести к минимуму подготовку холодной машины к рейсу. Это открывало возможности конкуренции с бензиновыми и дизельными грузовиками даже в 1930-е годы.

Было построено два опытных автомобиля Sentinel-Doble. Они не походили на серийные Sentinel. Скорее напоминали грузовики с ДВС – большой конденсатор спереди и кабина, далекая от привычных очертаний Sentinel S4.
Первый опытный автомобиль оснастили парогенератором на жидком топливе. Двухцилиндровый компаунд встроили в заднюю ось, как у классических моделей Doble. Второй Sentinel-Doble получил котел, работающий на коксе, – в эксперименте решили не отказываться от твердого топлива. Оба автомобиля неплохо показали себя на испытаниях. Были проблемы с попаданием масла в пар при конденсации. И всё же перспективы вырисовывались заманчивые.

Альянс двух лидеров парового автомобилестроения – английского и американского – мог дать феноменальные результаты. Но сложности экономического, а позже и политического характера вынудили свернуть работы. После войны возобновить проект не удалось, и в 1946 году оба опытных автомобиля Sentinel-Doble порезали на металлолом.

Автобус Automotive Syndicate, построенный в 1929 году.

На нижних фото его паровые машины – основная (слева) и вспомогательная

Автобус Automotive Syndicate
В 1929 году американская фирма Automotive Syndicate выпустила мощный трехосный паровой автобус на 40 пассажиров. Его паросиловая установка содержала два прямоточных парогенератора типа flash с рабочим давлением 70 атм.

Паровых машин у автобуса тоже было две. Первая, основная, имела восемь цилиндров и развивала мощность 150-160 л.с. Вторая, вспомогательная, выдавала 18 л.с., приводя в движение электрический генератор, воздушный компрессор, насосы и прочее вспомогательное оборудование. Отработавший пар полностью конденсировался.

Что показали дорожные испытания? Во-первых, автобус обладал исключительной приёмистостью, достигая скорости 40 км/ч через семь секунд после старта с места. Это позволяло существенно увеличить среднюю скорость движения при напряженном городском трафике. Во-вторых, максимальная скорость достигла 80 км/ч – для автобуса того времени результат неплохой. Правда, расход топлива получился большим – 78 л на 100 км. Но это был дешёвый мазут.

После дорожных испытаний фирма решила не запускать автобус в серию – и обслуживание у него нестандартное, и инфраструктура неподходящая. Потенциальные заказчики смотрели в сторону дизеля, а без продаж какое производство? И проект по-тихому свернули.

Серийный дизельный автобус GM, переведенный в 1972 году на паровую тягу

Попытка реванша
Есть в Калифорнии крупное агентство пассажирских перевозок «АС Транзит». У него большой парк автобусов и куча обязательств по защите окружающей среды. Автобусы бензиновые, дизельные с обычной и электрической трансмиссией и чисто электрические. А не попробовать ли паровые? Почему нет, если правительство штата выделяет на это деньги?

И вот, получив в 1969 году целевой грант, агентство переоборудовало серийный дизельный автобус GM на паровую тягу. Номер у него был символический – 666. Схему выбрали классическую: парогенератор высокого давления, поршневая паровая машина (не турбина!), замкнутый цикл с полной конденсацией пара. Давление в котле 55 атм, мощность трехцилиндровой паровой машины двойного действия – 203 л.с. при 2100 об/мин. Котельное отделение устроили на месте дизеля, в задней части кузова. Паровой двигатель, конденсаторы и вспомогательные агрегаты разместили в средней части под полом. Внешний вид автобуса не изменился. Привычное для водителя управление также сохранили.

Это был не выставочный образец. Автобус отработал на линии год – с сентября 1971 года по сентябрь 1972-го, пройдя 3403 мили (5477 км). Руководство «АС Транзит» осторожно радовалось: неужели мы стоим на пороге эпохи чистого и тихого городского транспорта?

Нет, опять ничего не вышло. Приемистость в сравнении с дизелем улучшилась, к токсичности претензий не было, но вот расход топлива оказался чрезмерным. Да и обслуживать такой транспорт непросто – надо готовить специалистов и создавать сеть мастерских. Это и решило судьбу парового автобуса. Ему вернули дизель и отправили на линию. Он опять стал как все.
Подведем итоги
Как видно, американские паровые автомобили пережили и взлеты, и падения. Легковые модели были весьма успешными – это доказали продажи. Американский обыватель плохой товар не купит.

Да, ДВС в конце концов победил. Но работы над транспортными паровыми агрегатами стремительно продвинули металлургию, материаловедение и прикладную термодинамику. А конструкторские решения впоследствии использовались в промышленных бойлерах и стационарных паросиловых установках, а также в легких железнодорожных и судовых двигателях.

Напоминаем: предыдущие публикации цикла можно найти на нашем сайте

или в журнале «COMVEX ревю» №№2, 3, 4 и 5 за 2025 год