Выяснить, кто изобрёл автомобиль, — долгий и тернистый путь, и определить, кто именно за это ответственен, — непростая задача. Если вы вернётесь в прошлое, когда ещё не было GPS, антиблокировочной системы тормозов и автоматической коробки передач и даже Model T, то в конце концов дойдёте до Benz Motor Car № 1 — недостающего звена между автомобилями и конными повозками.
В 1886 году Карл Бенц запатентовал трёхколёсный автомобиль, известный как «Моторваген». Это был первый настоящий современный автомобиль, поэтому Бенца чаще всего называют изобретателем автомобиля. Бенц также запатентовал собственную систему дроссельной заслонки, свечи зажигания, переключатели передач, водяной радиатор, карбюратор и другие основные элементы автомобиля. В итоге Бенц основал автомобильную компанию, которая существует и по сей день под названием Daimler Group.
Первый автомобиль: кто на самом деле его изобрел?
«Обычно мы считаем Benz Patent-Motorwagen 1886 года первым настоящим автомобилем», — сказал Том Стэндэйдж, автор книги «Краткая история движения: от колеса к автомобилю и к тому, что будет дальше» (Bloomsbury Publishing, 2021) журналу All About History. Стэндэйдж сказал, что Бенц использовал детали велосипеда для создания транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. «Эта инновация требовала, чтобы множество людей пробовали разные вещи, и, хотя в ретроспективе это кажется очевидным, в то время это было не так», — сказал он.
Бенц запатентовал первый автомобиль с бензиновым двигателем, но он не был первопроходцем в области самоходных транспортных средств. Даже значение слова «автомобиль» со временем изменилось.
«В конце XIX века автомобиль был «трамваем», то есть ходил по рельсам», — сказал Стэндэйдж. «До этого трамваи были «конными экипажами», то есть омнибусами, которые тянули лошади по рельсам. Слово «автомобиль» стало обозначать то, что раньше называлось «безлошадным экипажем» или, возможно, моторным автомобилем. «Автомобиль», как его называют в, сам по себе был завезён из Франции.
Вот несколько важных нововведений, которые проложили путь автомобилестроению:
- Леонардо да Винчи в начале 1500-х годов нарисовал безлошадную механизированную повозку. Как и многие другие его проекты, она не была построена при его жизни. Однако её копия выставлена в замке Кло-Люсе, последнем доме Леонардо, который сейчас является музеем.
- Парусные колесницы, приводимые в движение ветром, использовались в Китае, когда туда прибыли первые европейцы. В 1600 году Саймон Стивен из Голландии построил колесницу, которая вмещала 28 человек и преодолевала 39 миль (63 км) за два часа.
- В 1769 году французский изобретатель Николя-Жозеф Кюньо построил самоходное транспортное средство с паровым двигателем. Повозка, предназначенная для перевозки артиллерийских орудий, двигалась со скоростью пешехода (2 мили в час или 3,2 км/ч) и каждые 20 минут останавливалась, чтобы набрать новую порцию пара.
Двигатели внутреннего сгорания: ключ к современным автомобилям
В современном автомобиле важнейшую роль играет двигатель внутреннего сгорания. В этом типе двигателя топливо воспламеняется и толкает поршень внутри цилиндра. Движение поршня вращает коленчатый вал, который соединён с колёсами автомобиля приводным валом. Как и сам автомобиль, двигатель внутреннего сгорания имеет долгую историю. Benz Patent Motorwagen был первым успешным автомобилем, в котором использовался двигатель внутреннего сгорания, но он опирался на многие другие инновации в области двигателей внутреннего сгорания:
- Христиан Гюйгенс 1680:, более известный своим вкладом в физику и астрономию, спроектировал, но так и не построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на порохе.
- 1824: Англичанин Сэмюэл Браун переделал паровой двигатель для сжигания бензина и установил его на карету, но этот прообраз автомобиля также не получил широкого распространения.
- Жан Жозеф-Этьен Ленуар 1858: запатентовал двигатель внутреннего сгорания двойного действия с электрическим искровым зажиганием, работающий на угольном газе. Он усовершенствовал этот двигатель, чтобы он работал на нефти, прикрепил его к трёхколёсному фургону и проехал 50 миль.
- 1873 год: американский инженер Джордж Брайтон разработал двухтактный керосиновый двигатель. Он считается первым безопасным и практичным двигателем внутреннего сгорания.
- Николаус Август Отто1876: запатентовал первый четырёхтактный двигатель в Германии.
- Готлиб Даймлер 1885: из Германии изобрёл прототип современного бензинового двигателя.
- Рудольф Дизель1895: , французский изобретатель, запатентовал дизельный двигатель, который представлял собой эффективный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.
Карл Бенц: Пионер, совершивший революцию в автомобилестроении
Карл Бенц считается изобретателем автомобиля, потому что его машина была практичной, использовала бензиновый двигатель внутреннего сгорания и работала так же, как современные автомобили. Бенц родился в 1844 году в Германии. В 15 лет он поступил в Карлсруэский университет и в 1864 году получил диплом инженера-механика.
Первое предприятие Бенца — литейный цех и мастерская по производству листового металла — провалилось. Однако его новая жена, Берта Рингер, использовала своё приданое, чтобы профинансировать новый завод по производству газовых двигателей. Благодаря прибыли Бенц смог начать строительство безлошадной повозки с газовым двигателем.
К 1888 году Бенц построил три прототипа своего автомобиля в частном порядке, и Берта решила, что пришло время для прессы. Берта взяла последнюю модель и рано утром отвезла двух своих сыновей-подростков на 66 миль (106 километров) к дому своей матери. По пути ей пришлось импровизировать с ремонтом с помощью обувной кожи, заколки для волос и подвязки.
Успешная поездка показала Бенцу, как усовершенствовать автомобиль, и продемонстрировала сомневающейся публике, что автомобили полезны. В следующем году Бенц представил Model 3 Motorwagen на Всемирной выставке в Париже.
Бенц умер в 1929 году, всего через два года после того, как его компания объединилась с компанией Готлиба Даймлера, чтобы сформировать то, что сегодня называется Daimler Group, производителем автомобилей Mercedes-Benz.
Эволюция электромобилей
Электромобили были доступны в середине XIX века, но вышли из моды после того, как Генри Форд разработал свою модель «Т», согласно данным Министерства энергетики США. Однако в последние годы электромобили вернулись на рынок. По данным Международного совета по экологическому транспорту, в 2023 году в США было продано около 1,4 миллиона электромобилей. Эта технология, как и двигатель внутреннего сгорания, имеет долгую историю, и трудно назвать одного изобретателя.
Роберт Андерсон, шотландский изобретатель, и Томас Давенпорт, американский изобретатель, независимо друг от друга сконструировали первые электрические автомобили в 1830-х годах. В этих ранних моделях использовались не перезаряжаемые аккумуляторы; первый перезаряжаемый аккумулятор был изобретён в 1865 году французским физиком Гастоном Планте. Более подробная хронология истории электромобилей, составленная Министерством энергетики США, включает:
- 1891: Уильям Моррисон из Де-Мойна, штат Айова, первым успешно построил электромобиль в Соединённых Штатах.
- 1895 год: в первой автомобильной гонке в Соединённых Штатах — 52-мильном «рейсе» из Чикаго в Вокеган, штат Иллинойс, и обратно, который победитель преодолел за 10 часов 23 минуты (средняя скорость 5 миль в час / 8 км/ч), — участвовали два электромобиля, согласно журналу Smithsonian.
- 1899: Камиль Женаци, бельгийский автогонщик, сконструировал и испытал электромобиль, установив новый рекорд скорости на суше — 62 мили в час (100 км/ч). Его автомобиль назывался La Jamais Contente («Никогда не удовлетворённый»).
- 1900 год: Фердинанд Порше, немецкий инженер-автомобилестроитель, изобрёл первый гибридный автомобиль, согласно официальному сайту Porsche. В службе такси Нью-Йорка было около 60 электромобилей, и, по данным Министерства энергетики, примерно треть автомобилей в Соединённых Штатах были электрическими.
- 1907 год: Томас Эдисон разработал никель-щелочную батарею, которая была более долговечной и менее опасной, чем свинцово-кислотная батарея, используемая в автомобилях, согласно данным Университета Рутгерса. Батарея не понравилась большинству потребителей, потому что стоила дороже, но использовалась в грузовиках нескольких компаний из-за своей долговечности и большей дальности хода.
«В начале XX века электромобили в Америке какое-то время были популярнее, чем автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Однако у них были очень плохие аккумуляторы, — сказал Стэндэйдж. — Электромобили хороши только сегодня благодаря аккумуляторам, которые изначально разрабатывались для ноутбуков и видеокамер».
Когда Генри Форд представил модель T в 1908 году, недорогой и качественный автомобиль с бензиновым двигателем стал очень популярным, и начался закат эры электромобилей, согласно данным Министерства энергетики. К 1920-м годам бензин стал дешевле и доступнее, и всё больше американцев путешествовали на большие расстояния. Электромобили не могли проехать такое же расстояние, как автомобили с бензиновым двигателем, а электричество всё ещё было недоступно во многих сельских городах, поэтому люди предпочитали автомобили с бензиновым двигателем.
В 1976 году Конгресс принял Закон об исследованиях, разработках и демонстрации электрических и гибридных транспортных средств из-за роста цен на нефть, дефицита бензина и зависимости от импорта нефти. Toyota Prius, разработанная и выпущенная в Японии в 1997 году, стала первым в мире серийным гибридным автомобилем и к 2000 году была доступна по всему миру. Гибридный автомобиль Honda Insight был выпущен в США в 1999 году.
Компания Tesla Motors начала разработку и производство роскошного полностью электрического автомобиля, который мог проехать более 320 километров на одной зарядке, в 2003 году, а первая модель была выпущена в 2008 году.Chevrolet Volt, выпущенный в 2010 году, был первым доступным подключаемым гибридом, который использовал бензиновый двигатель для увеличения запаса хода автомобиля при разрядке аккумулятора.Nissan LEAF также был выпущен в 2010 году и был более доступен для широкой публики, чем Tesla Model S.
Будущее автомобилей: Электрические и автономные транспортные средства
В то время как популярность электромобилей снижалась на протяжении большей части XX века, рынок электромобилей вступил в новый период роста и развития. Достижения в области аккумуляторных технологий сделали электромобили дешевле и более эффективными при поездках на большие расстояния, и всё больше автопроизводителей добавляют в свои линейки полностью электрические и гибридные автомобили. По данным Международного энергетического агентства, с 2020 по 2023 год общая доля электромобилей выросла примерно с 4% до 18%.
Хотя переход на электромобили отчасти обусловлен климатическим кризисом, у них всё же есть некоторые недостатки с точки зрения экологичности. Электромобили производят меньше выбросов от сжигания ископаемого топлива и имеют меньший углеродный след, чем автомобили с бензиновым двигателем, но воздействие производства аккумуляторов на окружающую среду по-прежнему вызывает беспокойство.
Область автономных или беспилотных транспортных средств также стремительно развивается. Такие компании, как Waymo, расширяют границы возможного, и полностью беспилотные автомобили уже работают в некоторых городских районах. Однако остаются нерешённые проблемы, в том числе сложность передвижения в непредсказуемых условиях, нормативные препятствия и общественное доверие.