Одна из них — зарядка. Следует ли заряжать батареи, не снимая их с электромобиля, или снимать? Или же заменять отработавшие свежезаряженными?
Опыт показывает, что последний способ наиболее удобный и эффективный. Сменить упакованные в контейнеры батареи можно за считанные минуты. Необходимо так крепить батареи в электромобиле, чтобы был хороший к ним доступ вилочного погрузчика или особых тележек, и наличие таких погрузчиков или тележек в пунктах замены. Организация разветвленной сети зарядных или сменных пунктов — дело непростое. Но ведь и бензозаправочных колонок когда-то не было. Сейчас электромобили эксплуатируются в обстановке, напоминающей зарю автомобилизма, когда, например, бензин покупали… в аптеках, да еще при этом приглашали пожарных для поливки улицы около аптеки. Так же как распространение автомобилей вызвало к жизни целую систему заправочных станций, так и электромобиль потребует системы зарядных станций, особых розеток в соответствующих местах, пунктов смены батарей, заводов по регенерации свинца.
Есть и другие проблемы. Например, отопление кабины водителя тоже требует расхода энергии, а ее запас на электромобиле и без того ограничен!
Из сказанного следует, что конструкция электромобиля в корне отличается от обычной автомобильной. Отсюда вывод: нецелесообразно просто переоборудовать автомобиль в электромобиль, заменяя двигатель внутреннего сгорания и бензобак электросиловой установкой, как это представляют себе многие. На деле просто не получается. Чтобы переоборудовать знакомый всем фургон Ульяновского автозавода в хороший электромобиль, нужно полностью переделать его кузов и раму, причем машина получится неоправданно тяжелой. Вероятно, придется удлинить колесную базу для размещения батарей, изменить конструкцию подвески колес.
Как только становится ясным, что постройка электромобиля не переоборудование некоего автомобиля, а создание совершенно новой конструкции и что предназначена она не для всяких видов перевозок, а для определенных городских, тотчас же возникает желание как можно лучше приспособить ее к данному виду перевозок. На обычных автомобилях это не всегда удается, и именно вследствие их универсальности.
Сколько новых интересных задач стоит перед конструктором! А решение их будет иметь огромное значение для человечества.
Надо сказать, что в нынешних условиях выгоды от эксплуатации электромобилей не сводятся только к чистоте атмосферы и тишине. Электромобили компактнее и маневреннее, чем автомобиль. Тормоза электромобиля могут быть значительно эффективнее механических, а управление им намного проще, значит, меньше ошибок водителя. Электромобиль и более устойчив, чем автомобиль; здесь большая масса аккумуляторных батарей идет на пользу — уменьшается высота центра тяжести.
Особый вопрос — экономия жидкого топлива. Раньше ее считали одним из достоинств электромобиля. Теперь острота городских проблем выдвинула на передний план другие, уже нами отмеченные достоинства. Кроме того, переход авиации на тяжелые сорта нефтяного топлива и открытие новых месторождений нефти ослабили угрозу бензинового голода. Но о ней не следует вовсе забывать. Если автомобили не могут существовать без жидкого или газообразного топлива, запасы которого имеют предел, то запасы электроэнергии разнообразны и в принципе неисчерпаемы. К тому же зарядка аккумуляторов на электромобилях происходит в основном в ночные часы, когда потребление электроэнергии горожанами и предприятиями спадает.
Многие конструкторы, особенно на Западе и в Японии, работают над двухместными электромобилями, которые, по замыслу, должны быть прокатными каретками (такси без водителя) и заменить в городах личные автомобили.
С электрическими автобусами и такси обстоит дело сложнее (хотя и над ними работают), так как дневной пробег этих машин в три-четыре раза превышает пробег развозных фургонов и городских прокатных легковых автомобилей. Предполагается, что здесь важную роль должна сыграть скоростная промежуточная подзарядка аккумуляторов, которая уже испробована, в частности, на одном из советских электромобилей.
Может возникнуть вопрос, почему речь идет только о замене электромобилями городских автомобилей, а не всех вообще? Если бы даже возникла нужда в «тотальном» переходе на электромобили, то он в зримом будущем не представляется возможным. Запаса идущих на аккумуляторы материалов на Земле в случае замены всех или большинства автомобилей электромобилями хватило бы всего лишь на десяток-другой лет. Для обеспечения зарядки батарей потребовалась бы ежесуточно такая мощность электростанций, которая в несколько раз превышает имеющуюся на сегодня и планируемую на ближайшие годы.
При специализации же нет нужды избавляться от загородных автомобилей, нужно заменять только городские. Последних сравнительно немного, их максимальная скорость ограничена, суточные пробеги невелики. В случае замены их электрическими не потребуется астрономического количества электроэнергии, а также материалов для производства аккумуляторов. Так что перспектива замены становится реальной.
В Советском Союзе ряд организаций автомобильного транспорта, автомобильной и электротехнической промышленности ведет работы по электромобилям. Проектируются, строятся и эксплуатируются образцы и партии машин. Другое изучаемое направление — гибридные автомобили, у которых двигатель внутреннего сгорания, работая на постоянном нетоксичном и нешумном режиме, все время подзаряжает аккумуляторную батарею, а она, в свою очередь, питает электродвигатели, вращающие колеса.
— Вы все время говорите о городских, главным образом — пассажирских автомобилях. А междугородные грузовые автопоезда? Не отжили ли они свой век?
— Скорее наоборот. Автомобильные перевозки постепенно вытесняют железнодорожные, по крайней мере на ближних (до 300 километров), а во многих случаях — и на дальних маршрутах.
— Значит, и автомобили для междугородных перевозок тоже совершенствуются?
— Конечно.
На любой нашей автомобильной магистрали много общего с дорогами других стран — знаки, пестрые бензоколонки, гигантские TIRовские автопоезда международных перевозок, заметное количество легковых машин с характерным коротконосым профилем — продукция Волжского автозавода, которую издали не отличишь от продукции Туринского.
Есть, однако, и различия. Они не только в русской, кавказской, карпатской, сибирской или среднеазиатской природе, привлекающей сюда автомобили с номерными знаками всех стран мира. И не только в танках, установленных на пьедесталы около шоссе в память о героических советских воинах. И не в указателях с русскими текстами.
Главное различие в том, что основную массу автомобилей составляют грузовые. До недавнего времени их выпуск в СССР в пять и более раз превышал выпуск легковых автомобилей, и только теперь они меняются местами, но на дорогах все еще долго будут доминировать грузовые. Смысл этой пропорции известен: в годы индустриализации страны, в годы войн, а затем восстановления и развития народного хозяйства были необходимы миллионы грузовых машин. Теперь, когда главным девизом стало повышение уровня благосостояния людей, пришло время легковых, но значение общественного, как пассажирского, так и грузового автотранспорта остается крайне важным в наших социально-экономических и географических условиях.
Поэтому грузовые автомобили всегда были и остаются предметом пристального внимания советских конструкторов, эксплуатационников и планирующих организаций.
Особенность грузовых автомобилей в СССР — их высокая грузоподъемность. Она диктуется масштабами и характером перевозок при социалистическом хозяйстве. По выпуску автомобилей грузоподъемности выше двух тонн СССР занимает первое место в мире. Средняя грузоподъемность наших автомобилей возросла с 3,3 тонны в 1959 году до 5,0 тонны в 1975-м. Дальнейшему росту способствует пуск величайшего в мире завода грузовых автомобилей и автопоездов КамАЗ в городе Набережные Челны на берегу реки Камы. Он строит трехосные машины и многоосные автопоезда грузоподъемностью 16–22 тонны.
Другая важная особенность советских грузовых автомобилей — их осевая масса, то есть нагрузка, приходящаяся на дорогу от одной пары колес. Наибольший объем транспортной работы приходится не на магистрали общесоюзного и международного значения, а на дороги местные и сельские, где осевая масса не должна превышать шести тонн, чтобы дороги не разрушались. Именно поэтому камские машины — многоосные, именно поэтому так много на наших трассах автомобилей с прицепами и полуприцепами, именно поэтому наиболее распространенные в сельском хозяйстве автомобили Горьковского автозавода по сие время строятся с капотной компоновкой, казалось бы устаревшей, но обеспечивающей равномерное распределение массы по колесам.
Но вернемся на автомагистраль. При езде по ней у конструктора (да и не только у конструктора) невольно возникает мысль, что он участвует в исторически сложившемся, но очень противоречивом и нерациональном процессе. Пассажиры легковых автомобилей не столько транспортируются, сколько путешествуют, их не так интересует прибытие в кратчайший срок в намеченный пункт, как само управление машиной, ландшафты, произвольное изменение маршрута. У организации, эксплуатирующей грузовые автомобили, совсем иная задача: скорее и дешевле доставить груз в определенный пункт. И вот автомобили двух категорий движутся в одном потоке, мешая друг другу, подвергая друг друга опасности. Испорчено настроение туристов, снижен эффект грузовых перевозок.
От размышлений на эту тему — один шаг до вывода о необходимости специализации дорог для пассажирского и грузового транспорта. За этим выводом следует другой, относящийся к самим грузовым автомобилям. Как только упомянутая специализация дорог произойдет, появится возможность пересмотра конструкции грузового автомобиля. Если маршрут строго запланирован, скорость задана, дорога приспособлена для движения машин данного типа, а любование ландшафтами не входит в задачи водителя, то в чем заключается его роль? Нет сомнений насчет того, что грузовые автомобили будущего станут автоматическими.
Для такого заключения есть и другие, не только технические основания.
Вот несложный расчет. Возьмем отнюдь не фантастическое для конца XX века число грузовых автомобилей в СССР, скажем 15 миллионов. Учтем, что интенсивность использования каждого автомобиля неуклонно растет, а рабочий день водителя сокращается. Не забудем обслуживающий персонал. И мы придем к невероятному результату: наступит день, когда добрая половина трудоспособного населения должна будет стать автотранспортниками-профессионалами!
Автоматическое управление магистральным маршрутным автомобилем уже сейчас технически возможно. Оно изменит облик грузового автомобиля. Это будет моторный (каким бы ни был двигатель) вагон без кабины, с расположенными под кузовом механизмами и электронными устройствами. Нетрудно себе представить, что такой вагон станет особенно удобным объектом для получающих все большее распространение комбинированных автомобильно-железнодорожно-водных перевозок. Размеры платформ автоматизированных автомобилей и прицепов к ним будут согласованы с размерами железнодорожных вагонов, корабельных трюмов и палубных площадок. Кузов грузового автомобиля окончательно превратится в унифицированный контейнер.
Конечно, это картина сравнительно далекая. Ей будут предшествовать переходные стадии. Проблемы эффективного использования длины машины, оптимального распределения массы по колесам, повышения удобства управления будут, наверное, разрешены перекомпоновкой автомобиля. Сравнительно тяжелый двигатель переместится ближе к задним ведущим колесам, а кабина, наоборот, окажется впереди передних; она будет установлена ниже, доступ к ней станет удобным, улучшатся ее климат и акустика. Над крышей кабины появится перископ для обзора назад, ограниченного из-за кузова и груза. Все достижения техники легкового автомобилестроения будут применены и на грузовиках. Прежняя точка зрения, согласно которой грузовик мог быть значительно более тихоходным и менее удобным в управлении, чем легковой автомобиль, потерпит поражение.
Ведь удобства для водителя грузового автомобиля имеют еще большее значение, чем для владельца индивидуальной машины или водителя служебной. Первый работает обязательно несколько часов подряд и управляет большой, так или иначе сравнительно неповоротливой машиной.
Возможно, что переднюю часть грузового кузова удастся разместить над кабиной. Такая схема представляется наиболее вероятной, но не отвергаются и другие, например с поднятой над кузовом кабиной и дистанционным управлением механизмами.
Существенное влияние на компоновку машины может оказать введение одноместных кабин, как это уже сделано на многих моделях автосамосвалов, что, однако, не помешало некоторым заводам в погоне за унификацией кабин выпускать самосвалы даже со спальным местом! Действительно, для кого предназначено второе и тем более третье место в кабине? Ведь на локомотивах давно не возят с собой сменную бригаду. Зачем же возить сменного водителя на автомобиле? К тому же роль экспедитора уже теперь выполняет сам водитель. Если погрузка и разгрузка механизированы, грузчиков тоже возить не надо. Не лучше ли использовать имеющееся пространство для увеличения грузовой платформы? И уж, во всяком случае, не стоит расходовать материалы и средства на изготовление большого корпуса кабины, дополнительных сидений и дверей.
Могут возразить, что грузовой автомобиль применяется не только на дальних трассах. Но универсальное применение любых автомобилей — явление отживающее. Процесс специализации машин идет все дальше, и неотвратим момент, когда она полностью распространится на все грузовые автомобили. Окончательному разделению их на магистральные и городские будут способствовать многие обстоятельства, в том числе и такое, как различие в типах двигателей. Городским автомобилям, как уже сказано, придется расстаться с токсичным двигателем внутреннего сгорания.
— Я сам горожанин, и у меня есть свой автомобиль…
— Понятно. Вы хотите узнать о перспективах развития автомобиля индивидуального пользования.
— Да. Вы знаете, он для нас все равно что член семьи.
— Потерпите немного. Нам нужно затронуть еще одну область работы автомобилей общественного назначения.
Автомобили составляют часть так называемой «второй природы» — искусственной среды, создаваемой человеком. Они почти всегда взаимодействуют с другими элементами этой среды — дорогами, строениями, городами. Даже когда автомобиль вырывается из города, он остается связанным с дорогой.
Но есть такая сфера использования автомобилей, в которой влияние «второй природы» ничтожно. Тут развитие автомобильной техники чуть ли не противоречит общим тенденциям. В «большом» автомобильном мире круто идет вверх нарастание мощности двигателей, за мощностью поспевает скорость, происходит все большая специализация типов машин, все большее внимание уделяется их эстетике. В сфере же, о которой пойдет речь, мощность не главное, что требуется от двигателя; скорость и эстетика тоже не причислены к первостепенным качествам машины, да и традиционные автомобили здесь не эффективны. Эта сфера — назовем ее внедорожной — в Советском Союзе особенно велика; она охватывает все более отдаленные края земли, обживаемые человеком, все большие миллионы квадратных километров. Несмотря на их интенсивное освоение, пройдут десятки лет, прежде чем они будут заселены настолько, чтобы оправдалась густая сеть автомобильных дорог. Но автомобиль здесь необходим. Здесь он служит единственным механическим сухопутным транспортным средством. Очень велика его роль именно в процессе освоения новых территорий. Легко понять, что от него требуются и сравнительная быстроходность на немногих пустынных трассах, на песчаных равнинах, в тундре, и способность преодолевать самые неровные и вязкие участки, иногда даже плавучесть, и стойкость к переменам температуры, и пригодность к использованию в качестве источника энергии для различных нужд. Отсюда универсальность внедорожных машин в отличие от специализации прочих. Сельское хозяйство тоже требует от автомобиля контактов с природой, тоже требует его универсальности, но в другом плане. Наше сельское производство характеризуется огромными масштабами. Соответственно велика протяженность пробегов сельских автомобилей, разнообразие дорожных и климатических условий, в которых они работают.