В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики - Мацак Олег (читаем книги .TXT) 📗
Не исключено, что появятся новые транспортные системы, меняющие нынешние представления о способах перемещения. Это может быть реакцией на неизбежные автомобильные пробки в большинстве мегаполисов мира.
Вместе с тем понятно, что изменения в мировом автомобильном парке произойдут не скоро. Он слишком велик, и его обновление происходит медленно – срок службы автомобиля составляет в среднем 12–15 лет. Это относится прежде всего к развитым странам. В быстрорастущих развивающихся странах ответ будет несколько, а может быть, совершенно иным, поскольку там нет крупного парка автомобилей, который необходимо обновлять.
Соперничество возобновилось по целому ряду причин – усиление беспокойства относительно энергетической безопасности, конфликт на Ближнем Востоке, риски глобальной системы поставок и нестабильность цен на нефть. Еще одна причина – устойчивое развитие. Когда более 100 лет назад появился автомобиль, он сразу же стал решением такой проблемы, как устойчивое развитие быстрорастущих крупных городов и загрязнение, которое грозило задушить крупные города и причинить вред здоровью людей. Источником проблемы был навоз от увеличивавшегося числа лошадей, которые тянули повозки, телеги, кареты и вагоны. Благодаря автомобилю лошади ушли с городских улиц.
Сегодня мы значительно лучше очищаем выхлопные газы автомобилей. Вместе с тем вредные выбросы по-прежнему являются проблемой многих городов по всему миру. К тому же при сгорании бензина или дизельного топлива выделяется углекислый газ. Тревога, связанная с изменением климата, заставляет искать двигатель, который не повышает содержания углекислого газа в атмосфере. Еще одна причина нового соперничества – масштабы, опасения относительно способности мира удовлетворять растущий спрос на нефть, подпитываемый экономическим ростом развивающихся стран.
Амбиции велики: трансформировать автомобильный парк и автодорожную инфраструктуру, а также предоставить транспортные средства, имеющие необходимые водителям функциональные возможности, по цене, которую они – и общество – готовы платить. На это требуется много времени и усилий. Ставки здесь огромны: топливо будущего для автомобиля, облик транспорта завтрашнего дня и глобальная политическая и экономическая власть. В этот раз суммарный выигрыш победителей будет измеряться триллионами долларов.
В 1712 г. Томас Ньюкомен изобрел первый паровой двигатель, при помощи которого из угольных шахт откачивали воду. Много десятилетий спустя шотландский изобретатель Джеймс Уатт усовершенствовал конструкцию и повысил эффективность парового двигателя, сделав его, как писал один историк, «доступным для всех отраслей экономики». Как результат, наступила «паровая эпоха».
Примерно в это же время швейцарский инженер Никола Жозеф Кюньо на средства французского короля Людовика XV создал транспортное средство на паровой тяге, которое буксировало пушку на поле боя со скоростью около 8 км/ч и вмещало четырех пассажиров. Механическое чудовище Кюньо с трудом передвигалось по сельской местности Франции. В конце концов король разочаровался в Кюньо и перестал давать ему деньги3.
В XIX в. паровой двигатель существенно усовершенствовали, он приводил в действие не только мельницы и заводы, но также локомотивы и суда. В конце XIX в. паровой двигатель был современной машиной, которая связывала весь мир. Однако уже тогда у него появился конкурент.
Герр отто
Как-то в 1864 г. 31-летний предприниматель Ойген Ланген, направляясь в мастерскую по улице Гереонсвалль в Кельне (Германия), услышал «странные удары». Войдя в мастерскую, Ланген обнаружил, что там Николаус Отто экспериментирует со своим газовым двигателем. Лангену сказали, что Отто занимается чем-то интересным, и ему захотелось встретиться с Отто, который, как и ряд других немецких изобретателей, хотел, чтобы энергия сгорания использовалась более эффективно, чем в паровом двигателе.
Николаус Отто не имел технического образования, но обладал интуицией и был «одержим двигателями». Ему требовался прорыв ввиду кучи долгов. У Лангена с Отто было мало общего. Лангена, который был инвестором, заинтересовали эксперименты Отто, и он решил вложить в них немного денег.
Через три года Отто добился прорыва – разработал гораздо более эффективный двигатель. Двигатель получил золотую медаль на Парижской выставке 1867 г. и вскоре стал пользоваться большим спросом. Ланген и Отто создали компанию и взяли на работу ряд специалистов, в том числе двух блестящих инженеров: Готтлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха. Однако перспективы новой компании были туманными. Как они ни старались, им не удавалось превзойти казавшийся в то время непреодолимым барьер – три лошадиные силы.
Среди инженеров компании не было единства. Отто хотел заняться разработкой нового типа двигателя – двигателя внутреннего сгорания. Даймлер же был настроен скептически в его отношении. Их конкуренты, однако, не дремали. Механизм Отто всасывал воздух и топливо в цилиндр через клапан, сжимал его, воспламенял и выпускал отработавшие газы, т. е. совершал четыре такта. Даймлер, теперь главный технолог крошечной компании, по-прежнему был настроен скептически. Он называл идеи Отто «напрасной тратой времени».
Но Ланген все же поставил на Отто. За полгода они создали опытный образец двигателя, который не только превосходил по техническим характеристикам другие двигатели, но и развивал мощность больше трех лошадиных сил. Это был коммерческий успех4.
Двигатель с «циклом Отто», созданный в 1876 г., стал прообразом современного двигателя внутреннего сгорания. Клапаны, коленчатый вал, свечи зажигания и цилиндр позволяли ему значительно полнее использовать энергию сгорания топлива. К тому же он был более надежным.
К 1890 г. зародилась немецкая автомобильная индустрия, основу которой составлял двигатель внутреннего сгорания. Ее пионерами были Отто и Карл Бенц, который воспользовался патентом Отто при создании своего первого трехколесного автомобиля. А также Готтлиб Даймлер, который отделился от Отто и основал свою компанию. В XX в. фирмы Даймлера и Бенца объединились в компанию Daimler-Benz, но сами Даймлер и Бенц так и не встретились.
Соперничество
Не меньше десятилетия Германия, а также Франция благодаря таким инженерам, как Арман Пежо и Луи Рено, были мировыми лидерами в сфере автомобильного транспорта.
В Великобритании автомобильная индустрия развивалась гораздо медленнее, несмотря на ее превосходство в инженерном искусстве. Все дело в том, что «друзья» железнодорожной индустрии провели через парламент «закон о красном флажке», который должен был сохранить за железными дорогами привилегию в сфере перевозок. В соответствии с законом «дорожные локомотивы», т. е. автомобили, в крупных городах могли ездить со скоростью, не превышающей 3 км/ч. (При том что скорость пешехода составляет 5 км/ч.) В сельской местности машины могли развивать скорость до 6,5 км/ч. К тому же в целях безопасности в 50 м перед автомобилем должен был идти человек с красным флажком в дневное время и с фонарем в ночное. «Закон о красном флажке» делал автомобили неинтересными, поскольку их скорость и полезность жестко ограничивались.
По другую сторону Атлантического океана, в США, автомобили стали появляться на улицах городов, но они в основном были на паровой или электрической тяге. В 1892 г. одна газета сообщила, что «вчера на улицах Чикаго видели новинку – экипаж на электрической тяге… Ресурса у него хватило на 22 минуты. Владельцы нашли это время приемлемым, принимая во внимание уличное движение и то, как непросто было проехать через толпу людей, собравшихся поглазеть на транспортное средство»5.
Только в 1893 г. в США был построен первый успешный автомобиль на бензине благодаря статье в Scientific American, где описывался один из автомобилей Даймлера. После этого двигатель внутреннего сгорания стал привлекать все большее число новаторов, особенно в Детройте. Среди них был сын фермера из Дирборна, штат Мичиган, которого тянуло к технике и который понимал, как работает тот или иной механизм и как он может работать. Это был тот самый молодой главный инженер Detroit Edison Company – Генри Форд6.
