«Это красивый, стильный экипаж, – сообщала реклама, – который может быть пущен в ход мгновенно и без трудоемких приготовлений, может быть мгновенно же остановлен, может двигаться с любой скоростью вплоть до 25 миль (40 километров) в час, может полностью контролироваться любым лицом без специального обучения, двигаться по неровным дорогам и на крутой подъем – словом, выполнять все, что выполняет упряжка лошадей с экипажем, и выполнять это более удовлетворительно, с меньшими затратами, и в то же время не имеет дефектов, присущих лошади, и новых собственных дефектов».
Электромобили действительно обладали перечисленными качествами и выгодно отличались от своих бензиновых соперников чистотой, бесшумностью, готовностью к мгновенному пуску и простотой управления. Ни переключения передач, сопровождавшегося операциями с рычагом и двумя педалями, ни повседневных забот о смазке, ни отработавших газов… «Чистые» электромобили особенно нравились автомобилисткам. Некоторые модели аккумуляторных машин так и называли – дамскими.
Что же случилось с этими «идеальными» машинами? Почему они сошли со сцены?
Отвечая на эти вопросы, уместно вспомнить еще об одном виде самодвижущегося экипажа – мускульно- силовом. Изобретатели издавна пытались создать повозку, приводимую в действие самими ездоками. В XIX веке они осознали нереальность многоместной тяжелой «самокатки» и изобрели (Е. Артамонов в 1801 году, К. Дрез – в 1815) новый тип машины – велосипед. Это был не экипаж, а самоходный, так сказать, верховой конь. Он соответствовал физическим возможностям «источника энергии» и применительно к этим возможностям предназначался для определенных поездок. Если бы конструкторы электромобилей следовали этим же принципам, то, возможно, они пришли бы к особому типу городской транспортной машины. Но они пытались создать машину, соперничающую с бензиновыми автомобилями, и добивались кое-чего на раннем этапе, когда всякий автомобиль предназначался в основном для городских и прогулочных поездок. Ведь типичный радиус действия автомобиля не превышал 50 километров; состояние дорожных покрытий в городах было удовлетворительным, а за городом – очень плохим; скорость автомобиля в городах ограничивалась, как указывалось в санкт-петербургских правилах, «скоростью конской рыси». В этих-то условиях наряду с бензиновыми автомобилями успешно использовались и электромобили.
В первой четверти XX века условия изменились: бензиновые автомобили достигали скорости 100 километров в час и больше, и эти скорости были не только достижимы, но и практически возможны благодаря относительной свободе проездов. Вследствие повышения надежности автомобиля стали реальными дальние поездки как по старым (плохим) дорогам, так и по множившимся автомагистралям. У аккумуляторов не было резерва энергоемкости, и электромобиль оказался неспособным конкурировать с бензиновым автомобилем. Пулевидный корпус «Всегда недовольной» был до отказа забит аккумуляторами, а запас хода не превышал нескольких километров. Чтобы еще увеличить скорость или дальность пробега, нужно было умножить число аккумуляторов и массу машины. Если, например, при скорости до 30 километров в час запас хода электромобиля составляет около 60 километров, то с увеличением скорости вдвое расход электроэнергии возрастает также примерно вдвое, а запас хода соответственно сокращается. Заколдованный круг! На десятилетия электромобили выбыли из соревнования с автомобилями.
В наши дни вновь складываются условия, благоприятные для использования электромобилей и вместе с тем требующие (подчеркнем это) их применения. Правда, способности аккумуляторов, несмотря на их усовершенствование, остались, увы, скромными. Энергоемкость щелочных и кислотных аккумуляторных батарей не может превысить 50 ватт-часов (в среднем 30 ватт-часов) на килограмм их массы. Другие более энергоемкие батареи очень дороги и дефицитны. Несложный расчет показывает, что на работающем в городе легковом электромобиле или развозном фургоне с их дневным пробегом не более 100 километров – при мощности двигателя 20-30 киловатт – масса аккумуляторной батареи составит 400-600 (или даже 650-900) килограммов.
Это, конечно, пугающие величины, Нужны меры для их уменьшения или компенсации. Что можно сделать, помимо совершенствования самих батарей?
Облегчить за счет снижения требований к прочности остальные элементы машины, особенно ее кузов, что вполне допустимо; ведь ее, специально городскую, не обязательно рассчитывать на езду с большой скоростью и по плохим дорогам. Уменьшить сопротивление движению, прежде всего за счет характеристики шин. Установить на электромобиле или в ряде пунктов города устройства для ускоренной (не более часа) подзарядки батарей, и тогда не нужен был бы большой запас энергии и соответственно' можно было бы уменьшить массу аккумуляторной батареи. Таким образом, городские автомобили получили бы условия работы, близкие к сегодняшним для бензиновых машин. Водитель электротакси, электрофургона или электробуса смог бы «заправить» свою машину во время обеденного перерыва. Для фургона проблема стоит особенно остро, так как он работает в тесных дворах, складских помещениях, подвалах крупных магазинов. Вместе с тем его малый дневной пробег, частые и продолжительные остановки благоприятствуют его переводу «на электрическую тягу».
Создание электромобиля, пригодного для современных условий, связано с решением и других серьезных конструктивных проблем.
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.
