Началось-то все, если разобраться, с грузовиков и автобусов (точнее, омнибусов). Было бы неправильно, ведя отсчет автомобильного века с изобретения «безлошадного экипажа» К. Бенцем и Г. Даймлером, забывать об их предшественниках — «паровой телеге» Н.-Ж. Кюньо (Франция, 1769 г.), предназначенной для перевозки артиллерийских снарядов, и английских паровых омнибусах первой половины XIX века. Попытки создания легкового автомобиля в то время не увенчались успехом, так как паросиловая установка была слишком громоздкой и тяжелой. Когда же появился сравнительно легкий двигатель внутреннего сгорания, его тотчас приспособили к карете и пролетке (так что и конный экипаж следует отнести к предшественникам автомобиля) и на целое десятилетие настолько им увлеклись, что о замене автомобилями грузовых фур, дилижансов и омнибусов не задумывались. Сказалась и ненадежность ранних автомобилей. Если с ней мирились энтузиасты-спортсмены, то для регулярного коммерческого транспорта она была серьезным препятствием. Грузовыми автомобилями занялись после того, как это препятствие было в какой-то степени устранено. Так в 90-х годах прошлого века появился, вернее возродился, грузовой автомобиль.
Фабриканты чаще всего заменяли заднюю часть пассажирского кузова большой легковой машины ящиком и создавали таким образом фургончики, обладавшие теми же ходовыми свойствами, что и их прототипы.
Но если легковой автомобиль успешно соревновался с конной пролеткой в скорости и экономичности, то фургон на его базе уступал конному. Объем кузова был очень мал. На так называемых «развозных» перевозках (например, почтовых или от складов к магазинам) много энергии расходовалось во время частых остановок. Поэтому именно здесь по-прежнему царил гужевой транспорт, а также электромобили. Тип легкого грузовика поначалу не привился.
Новая волна развития грузовиков была вызвана тем, что военные ведомства нуждались в средствах доставки войск и вооружения к месту военных действий, а железные дороги — грузов к станциям и от них. Автомобилестроители пошли им навстречу, создавая машины все большей грузоподъемности, уже не связанные с легковым прототипом, от которого сохранялась только общая механическая схема и двигатель. Они существенно упрочняли детали и стремились создать безрельсовое самоходное подобие товарного вагона или платформы.
Так грузовики начала XX века приобрели собственный характер. Они резко отличались от легкового автомобиля большей площадью кузова, массивностью ходовой части, двойными скатами задних колес, грузолентами вместо пневматических шин и отсутствием каких-либо удобств на рабочем месте водителя, которое напоминало облучок ломового извозчика. Работа водителя на грузовиках требовала больших физических усилий.
При всей примитивности этих сооружений они превосходили гужевую повозку по скорости и грузоподъемности. Отношение массы полезной нагрузки к массе конструкции у них было в два-три раза выгоднее, чем у легковых автомобилей.
Транспортные возможности автомобиля в полной мере раскрылись в ходе первой мировой войны. Автомобили с их подвижностью, свободой в выборе трассы, высокой средней скоростью, пригодностью к маскировке от нападения с воздуха стали важным средством военного транспорта, а в отдельных случаях и незаменимыми боевыми единицами.
Большим прогрессом в конструкции грузового автомобиля было в 20-х годах введение пневматических шин вместо грузолент, карданной передачи вместо цепной, электрооборудования. Грузовик как бы снова сближался с легковым автомобилем. К тому же многие заводы, выпускавшие и те и другие машины, унифицировали узлы кузова, капота, крыльев.
Грузовой автомобиль окончательно сложился в его классическом виде в 30-х годах. Появились тормоза на всех колесах с гидравлическим или пневматическим приводом, дизели, амортизаторы, закрытые кабины. Но сохранившаяся от легкового автомобиля механическая схема мешала эффективному использованию длины и конструктивной массы грузовика, ибо задняя стенка кабины находилась примерно посередине колесной базы. Полезная площадь кузова составляла лишь около половины всей площади автомобиля.
Незадолго до второй мировой войны у классической конструктивной схемы появилась соперница — схема грузового автомобиля с так называемой передней (то есть смещенной вперед) кабиной. Ее основное преимущество: длина машины хорошо используется по прямому назначению, для груза.
Появление машин этого типа именно в 30-х годах объясняется не одним стремлением автомобильных заводов угодить транспортникам и не одной изобретательностью конструкторов. Ведь передняя кабина встречалась уже на отдельных моделях ранних грузовых автомобилей. Но она смогла получить распространение лишь после существенного улучшения дорог. Дело в том, что при такой кабине неизбежна повышенная нагрузка на передние колеса. Но на хорошей дороге она не препятствует нормальному движению машины. Переходу на новую схему способствовало также усовершенствование шин, подвески и других механизмов.
При проектировании таких машин конструкторы встретились с трудностями. Можно было бы предоставить кабине и двигателю совсем короткий участок длины автомобиля, соответственно увеличить платформу или укоротить и облегчить всю машину. Но тогда передние колеса оказались бы непомерно перегруженными, а задним не хватало бы сцепной массы, особенно когда автомобиль идет порожним. Конструкторам пришлось пойти на компромисс и искусственно удлинить кабину, снабдив ее спальным местом позади сидений. Двигатель в этом случае располагался под задней частью кабины, а платформу несколько отодвинули назад. Несмотря на некоторые потери, компоновка получилась более рациональной, чем прежняя «капотная».
На этом трудности конструкторов не кончились. Как обслуживать упрятанный под кабину двигатель? Как защитить водителя от шума и запаха? Откидной капот внутри кабины не решал этих задач: обслуживать двигатель в тесной и темной кабине неудобно, а через щели по контуру капота в кабину проникали шум и загрязненный воздух. Вывод? Раз уж отказались от капота перед кабиной, то стоит отказаться от него вовсе! Так превратился он в жесткую коробку, слившись в одно целое с кабиной. Для доступа же к двигателю сама кабина откидывается вперед на шарнирах и поддерживается в поднятом положении пружинами и подпоркой.
Это смелое решение вызвало горячие споры. Опасались, что кабина может откинуться во время движения автомобиля или, наоборот, опуститься в момент, когда под ней находится человек, что на него будет стекать грязь с днища кабины. Кроме того, при обслуживании двигателя не только водителю, но и его спутникам нужно непременно выходить из кабины…
Все же откидная кабина сохранилась. Ее самопроизвольное опрокидывание предотвращено особыми фиксаторами, а обслуживание двигателя обычно стали производить в гараже, когда автомобиль помыт, а пассажиры отсутствуют.
Так что теперь грузовой автомобиль с кабиной над двигателем получил полные права гражданства, откидная кабина также.
При создании новых типов грузовых автомобилей конструкторы все реже используют капотную схему. Из советских автозаводов ульяновский, минский, кутаисский, новый камский отказались от нее полностью, горьковский и некоторые другие — для части выпускаемых ими автомобилей.
Развитие автобусов идет теми же путями и даже опережает во многом развитие грузовых автомобилей.
В начале нашего века были сконструированы многоместные (с числом пассажирских мест более девяти) автомобили-омнибусы. Они представляли собой грузовые шасси с установленными на них кузовами каретного типа. Можно себе представить их скорость и удобства! В конструкции кузова широко применялось дерево, оно шло на каркас, внутреннюю обшивку в виде нарядных полированных планок, так называемой «вагонки», на боковые решетчатые фальшборты, подножки, дверные и оконные рамы. Постепенно в узлы кузова внедрялся металл, но автобус оставался производным от грузового автомобиля вплоть до 30-х годов, когда появились городские машины так называемого вагонного типа.
Что такое автобус вагонного типа? Чтобы разместить в прежнем автобусе число пассажиров, соответствующее грузоподъемности базового грузовика, пришлось бы удлинить таковой на два-три метра (пассажиров ведь не упакуешь как груз!). Он стал бы неповоротливым, тяжелым, занимал бы много места на улице. В вагонном же автобусе двигатель устанавливают рядом с сиденьем водителя, под кузовом или сзади, и тогда почти вся длина машины предоставляется пассажирам. Тем самым устраняется несоответствие между вместимостью, длиной и грузоподъемностью машины. Перевозка одного пассажира обходится в вагонном автобусе в полтора раза дешевле, чем в капотном.
Особенность, типичная теперь почти для всех автобусов, — несущий кузов вместо рамы. Прежняя рама весила полтонны-тонну; и было очень обидно возить эти сотни килограммов вместо десяти-пятнадцати пассажиров! Причем никак не удавалось ее облегчить. Даже наоборот, чем мягче выполняли рессоры, чем эластичнее крепили кузов к раме для улучшения комфорта, тем более жесткой приходилось делать раму, чтобы она не прогибалась, не скручивалась и не ломалась. Кроме того, она была помехой для понижения пола кузова. До тех пор пока кузова были каретными, деревянными, казалось, что выхода нет. Он наметился, как только распространились металлические кузова. Их коробчатую конструкцию ведь можно использовать в качестве несущей системы, жестко соединив кузов с рамой и соответственно облегчив ее. А затем и вовсе устранили раму и все механизмы стали крепить непосредственно к кузову (у грузовиков с бортовыми платформами такой жесткой коробчатой конструкции нет, и рама у них до сих пор сохраняется).
В новейших автобусах жесткие металлические рессоры уступили место накачанным воздухом резиновым баллонам. Водитель автобуса находится даже в лучших условиях, чем на легковом автомобиле, — его сиденье регулируется по высоте, по углу наклона и установлено в самой передней части кузова, откуда хорошо видна дорога. Ему не нужно тратить силы и внимание на переключение передач — трансмиссия автоматическая, а рычаг передач и педаль сцепления устранены.
Эти достижения техники не повредили бы и любому иному автомобилю. Но на автобусе их применение объясняется (несмотря на сложность и дороговизну некоторых устройств) тем, что автобус — транспорт общественный, коммерческий. Пусть он стóит дорого; если это позволит перевезти больше пассажиров, то расходы оправдаются. Пусть он по внешности напоминает вагон, лишь бы вмещал больше пассажиров, которым внешность машины гораздо менее важна, чем возможность быстро доехать. Подвеска на баллонах — это тоже забота не только о плавности хода, но и о том, чтобы пассажиры быстро входили и выходили на остановках. Ведь при пневматической подвеске пол кузова всегда находится на одном уровне. А автоматическая трансмиссия — это забота не только о водителе, но и о высокой средней скорости движения, и о безопасности.
У междугородных автобусов двигатель расположен чаще всего сзади. Чтобы сделать сиденья над колесными кожухами удобными, конструкторы подняли боковые части пола, а проход оставили на прежнем уровне. Подъем сидений дал возможность устроить под ними вместительные багажные ящики с доступом к ним снаружи, через запираемые водителем люки. Эта принципиально новая схема междугородного автобуса стала, в свою очередь, типичной.
— А с чего начинали советские конструкторы?
— Почти на голом месте. В сундуке с наследством, которое нам оставила дореволюционная Россия, автомобиля не было.
— Но ведь был Русско-Балтийский завод, АМО в Москве…
— Сегодня мы назвали бы эти заводы слесарными мастерскими.
— И ведь еще страшная послевоенная разруха…
— Да, разруха, и никакого опыта конструирования.
В 1924 году началось производство грузового автомобиля АМО-Ф15, значительно улучшенного советскими специалистами по сравнению с принятым еще до революции фиатовским образцом. Все же его конструкция была рассчитана не столько на требования эксплуатации, сколько на максимальное использование имевшегося производственного оборудования. Транспортники были готовы принять от промышленности любой автомобиль, но они и сами еще не знали, какой нужен. Автостроители заботились об одном: чтобы их машины были надежными. И это стало традицией советского автостроения.
Та же забота лежала в основе проекта первого советского легкового автомобиля НАМИ-1. В его конструкции уже заметна попытка выбрать из множества сложившихся к тому времени в мировой технике типов автомобилей самый подходящий для тогдашних условий нашей страны.
«Выбрать» понимали так: организовать пробег разнообразных автомобилей через всю страну и посмотреть, какие из них лучше справятся с «расейскими» дорогами. С трассой пробега успешно справились лишь немногие машины, среди них маленькая чешская «татра». Ее схему и принял в 1927 году для будущего автомобиля НАМИ-1 молодой конструктор К. Шарапов, но внес поправку в «формулу выбора». Конструкцию не копировали. Сохранили ее принципы — очень жесткую, трубчатую, хребтовидную раму, воздушное охлаждение двигателя, независимую подвеску колес, простой открытый кузов. Конкретные же решения были свои, например усиленные подвеска и шины, принудительный обдув двигателя. Было проявлено творческое, в самом лучшем его виде освоение мирового опыта!
НАМИ-1 — очень непритязательный, подходящий для тяжелых дорожных и климатических условий автомобиль. Но его конструкция еще не предназначалась для массового производства, и выпуск ограничился пятьюстами штук. Одна из машин хранится в Политехническом музее в Москве.
На подступах к первой пятилетке партия и правительство поставили перед автостроителями задачу — создать отечественное массовое автомобильное производство!
Времени и опыта для самостоятельного проектирования массовых моделей у конструкторов не было. Приходилось снова выбирать из готового. Но тут сложились особые обстоятельства, о которых стоит рассказать.
В Соединенных Штатах, главной автомобильной державе, надвигалась «великая депрессия» 1929–1932 годов. Автомобильные фабриканты из кожи лезли вон, чтобы не снижать выпуска машин и удержаться на поверхности. Основная борьба шла между корпорациями — «Форд», «Дженерал моторс» и «Крайслер». Постоянные покупатели их дешевых моделей, миллионы рабочих и служащих, потеряли работу, мелкие предприниматели и фермеры остались без доходов. Какая уж тут покупка автомобиля! За короткий срок выпуск «шевроле» («Дженерал моторс») сократился вдвое, «форда» — втрое, а не входившего в корпорации «уиппета» (фирмы «Виллис») — даже в десять раз!
В этот самый период в СССР было запланировано увеличение выпуска автомобилей за десять лет в сто раз! И было принято мудрое решение: для скорейшей постройки новых заводов-гигантов воспользоваться опытом капиталистов, закупить у них станки и прочее оборудование, конструкцию автомобилей. Тем более что американские фирмы наперебой предлагали Советскому Союзу свои услуги и продукцию.
Вот что писали президенты фирм в только что родившемся в 1928 году (и существующем по сей день) журнале «За рулем».
Форд: «Ясно, что Америка является страной, которая в состоянии снабжать СССР автомобилями…» Виллис: «Соединенные Штаты богаты знаниями, машинами и опытом, чтобы поставлять автотранспорт на весь мир. И нет причин, по которым Америка не пошла бы навстречу автомобильному строительству, необходимому для русских граждан…» Крайслер: «Участие американской индустрии в автомобилизации СССР могло бы выразиться в одной из трех форм — местная (то есть советская. — Ю. Д.) массовая продукция, импорт автомобилей прямо из Соединенных Штатов, местная сборка машин…»
Дальше крайслеровский президент расхваливает вторую и третью формы, а о первой ни слова. Уж очень ему, видно, хотелось продавать готовые автомобили, на худой конец — их части, а не делиться с нами своим опытом.
Однако для Нижегородского (ныне Горьковского) автозавода нужна была одна модель из предложенных четырех, притом лучшая.
«Форд» отличался простотой конструкции (в том числе 4-цилиндровым двигателем), непритязательностью, высокой посадкой, необходимой для езды по плохим дорогам. «Крайслер-плимут» и «уиппет» тоже имели 4-цилиндровые двигатели. У «шевроле» был 6-цилиндровый двигатель, как у «большого» автомобиля! Для пущего сходства с «большой» машина была сделана сравнительно длинной и низкой, но стоила всего на сорок долларов дороже «форда».
Сколько нужно цилиндров? Один-два, как у НАМИ-1 или у ранних автомобилей? Четыре или шесть, как у машин, соревновавшихся за честь носить нижегородскую марку? Или, может быть, восемь, двенадцать, даже шестнадцать, как у некоторых дорогих автомобилей?
Чем больше цилиндров, тем ровнее работает двигатель. Соблюдая умеренные размеры каждого цилиндра и умножив их число, можно увеличить мощность двигателя. Но двигатель усложняется, увеличивается в длине и массе. А рекламные плакаты американских фирм внушали покупателю — чем больше цилиндров, тем лучше!
Чтобы разобраться в этом вопросе, советские специалисты испытали американские автомобили в продолжительном пробеге. По осенней распутице средней России, через городки и деревни, еще никогда не видавшие автомобиля, двинулись элегантные заокеанские машины.
Подвели итоги. Особых преимуществ «шевроле», кроме уже отмеченной плавности работы, не обнаружилось. А на сельских дорогах он часто застревал из-за большой длины и низкой посадки. Производство и эксплуатация его представлялись сложными. Наши конструкторы обратили внимание и на следующее: скорость вращения двигателей неуклонно возрастает, так что и 4-цилиндровый двигатель может работать достаточно плавно. Они оказались правы: все дешевые и многие «средние» автомобили мира снабжены сегодня 4-цилиндровыми двигателями.
Из соревновавшихся «четверок» для производства на Нижегородском заводе выбрали «Форд-А». Его лишь несколько усилили. В первоначальном виде он продержался недолго — открытый кузов недостаточно защищал ездоков от непогоды, требовались массивные шины, более мощный двигатель. Но модель ГАЗ-А послужила хорошей базой для дальнейшего развития. Детали, да и целые узлы этой машины долго встречались в конструкциях автомобилей Горьковского автозавода — легковых, грузовых, военных. Образец «газика» тоже экспонирован в Политехническом музее в Москве.
Первый опыт советских конструкторов по выбору типа автомобиля можно считать удачным.
— Значит, пробег — это сито, через которое просеивают несколько моделей, чтобы выбрать одну.
— Сейчас это уже не сито. Пробег нужен, чтобы уточнить конструкцию машины.
— То есть тип автомобиля уже выбран?
— Да. Причем выбран на основании изучения требований к нему и спроса на автомобиль.
— Как это понимать — изучение спроса? Всесоюзная перепись на тему «Какой вам нужен автомобиль?»?
— Если хотите, всенародная перепись. Но… не нужно спрашивать всех.
По данным современной науки, достаточно получить несколько тысяч ответов, чтобы иметь представление о запросах десятков миллионов людей. Лишь бы отвечающие были, как говорят специалисты, репрезентативными, то есть чтобы каждый из них полноценно представлял большую группу людей. Кроме того, полученные выводы должны быть откорректированы с учетом перспектив развития — ведь заполняющий анкету не всегда может себе эти перспективы представить.
В конце 60-х — начале 70-х годов, в период развертывания массового производства легковых автомобилей для населения, было проведено несколько конкретных социологических исследований. И по узкой программе — применительно к автомобилям, выпускаемым отдельными заводами, или к отдельным районам страны — и по широкой, можно сказать, во всесоюзном масштабе.
Задача исследователей сводилась к тому, чтобы правильно определить требования автомобилистов и на основе этих требований сформулировать характеристику новой модели автомобиля личного пользования.
Едва ли не самой трудоемкой частью работы было составление анкеты. Хотелось задать много вопросов, но так, чтобы ответы на них не были обременительными для опрашиваемого, чтобы он давал их охотно, откровенно и даже с удовольствием, чтобы он, сам того не замечая, снабдил исследователей нужным материалом.
Для этого анкете придали форму иллюстрированной брошюры под названием «27 вопросов автомобилисту» — о его возрасте и профессии, расстоянии от его дома до места работы, его автомобильной практике, марке его автомобиля (если есть), среднем ежегодном пробеге, нагрузке, характере проходимых дорог и т. д. Наконец, о его предложениях по конструкции будущего автомобиля. Тут он как бы сам становился конструктором.
Почти каждому вопросу посвятили целую страничку, причем для ответа ничего не нужно было писать, а только ставить «птичку» в том или ином квадратике. Например, страничка в разделе «О моем автомобиле» выглядела так (см. стр. 40).
Для чего Вам нужен автомобиль?
Автомобиль мне нужен