Первый легковой автомобиль появился менее чем 100 лет назад, а сегодня численность мирового парка уже превысила 200 миллионов автомобилей. Количество их продолжает расти. Растут и трудности, связанные с этим стремительно развивающимся процессом. В этой статье автор на зарубежном опыте рассказывает о проблемах, с которыми приходится сталкиваться при высоком уровне автомобилизации, и о технических возможностях их преодоления.
Без преувеличения текущее столетие могло бы быть названо и веком легковых автомобилей. Наряду с другими крупнейшими достижениями науки и техники, такими, как телефон, радио, телевидение, авиация, полимерные материалы и многое другое, легковой автомобиль занял важное место в жизни человека и существенно преобразил ее. Достоинства автомобиля наиболее очевидны человеку, который сам практически познал их. Это главным образом огромная экономия времени на всех видах поездок, при минимальном утомлении благодаря комфорту', который обеспечивается в современном легковом автомобиле. Особенно ощутимы преимущества легкового автомобиля при пользовании им во время отдыха. Это не только удовольствие, которое доставляет поездка в автомобиле. Его использование резко расширяет возможности общения между людьми, туризма. Автомобиль постепенно становится неотъемлемым элементом нашего быта.
Среднее мировое насыщение легковыми автомобилями достигло уже значительной величины около 60 единиц на 1 000 человек населения. Распространены автомобили по территории земного шара крайне неравномерно. Высокое насыщение - более 200 машин на 1 000 человек - характерно для отдельных государств, в которых автомобилизация начала развиваться давно. Наряду с этим имеется много стран, главным образом в Азии, Африке и Южной Америке, в которых количество автомобилей еще ничтожно мало. Однако насыщение автомобилями неуклонно и быстро растет во всех странах.
Происходящая в этом столетии широкая автомобилизация стала закономерностью технического прогресса. Поэтому ее проблемы актуальны для любой страны, вне зависимости от уже достигнутого в ней уровня насыщения автомобилями.
Ясное представление об особенностях мирового развития автомобилизации, и о сути сопутствующих проблем необходимо, чтобы наиболее рационально использовать все преимущества автомобилизации, и к минимуму свести ее «издержки»
СТАНОВЛЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ
Первые автомобили с бензиновым двигателем внутреннего сгорания появились в конце прошлого столетия, в 1885 году. Их создание связано с именами инженеров Карла Бенца и Готлиба Даймлера. Эти автомобили были на трех узких колесах велосипедного типа, без пневматических шин. Одноцилиндровый двигатель, развивавший 300 оборотов в минуту, располагался позади двухместного сиденья. Рулем служил рычаг с рукояткой, которым поворачивалось переднее колесо. Скорость движения составляла около 12 километров в час. Своим внешним видом они скорее напоминали открытую коляску, легкий экипаж того времени, только без лошади.
Автомобили сразу привлекли к себе большое внимание. Их постройкой и совершенствованием конструкции стали заниматься во многих странах.
Первоначально автомобиль рассматривался, как интересная техническая новинка, предмет спортивного увеселения. Во Франции начинают проводиться автомобильные состязания - гонки.
В 1895 году на первой в мире автомобильной выставке (в Париже) было представлено уже 46 разных конструкций.
Постепенно на автомобиль начинают смотреть, как на средство сообщения, хотя и очень дорогое, по зато удобное и быстрое. Автомобиль становится модным, увлечение им быстро растет, он получает все большее распространение.
Развивающаяся технология машиностроения дает возможность, используя принцип поточного, конвейерного производства, резко снизить стоимость изготовления автомобиля. На этой основе в США в конце прошлого столетия родилось массовое производство легковых автомобилей.
В начале этого века легковой автомобиль в своем конструктивном развитии уже принял тот вид, который по основной схеме сохранился до настоящего времени он стал четырехколесным, с бензиновым двигателем, установленным в передней его части, с силовой передачей на задние колеса, рессорной подвеской кузова, с тормозными механизмами и рулевым приводом на передние колеса.
МИРОВОЕ ПРОИЗВОДСТВО
С начала текущего столетия спрос на легковые автомобили неуклонно растет и производство их быстро развивается. Если в 1900 году во всем мире было произведено около 5 000 легковых автомобилей, то уже в 1925 году выпуск их составил почти 4 миллиона штук, а в 1972 году - около 28 миллионов.
Для ежегодного выпуска такого количества новых автомобилей и, кроме того, для обеспечения эксплуатации уже имеющегося более чем двухсотмиллионного парка машин образовалось грандиозное промышленное производство. Заводы, выпускающие автомобили, в значительной мере определяют деятельность ряда крупных отраслей промышленности металлургической, станкостроительной, приборостроительной, электротехнической, химической, резинотехнической, лакокрасочной, текстильной, стекольной и др. Автомобилизация вызвала бурное развитие нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Ведь для работы всего парка только легковых автомобилей ежегодно требуется свыше 250 миллионов тонн бензина, не говоря уже о маслах и других нефтепродуктах. Громадное развитие получила шинная промышленность, высоких мощностей достигло производство запасных частей, гаражного оборудования, контрольно-измерительной аппаратуры, широкий размах приобрело строительство дорог, гаражей, станций обслуживания, заправочных и ремонтных пунктов и многого другого.
Автомобилестроение превратилось в одну из крупнейших отраслей машиностроения, потребляющей и перерабатывающей ежегодно десятки миллионов тонн металла и всевозможных других высококачественных конструкционных материалов.
Современное производство легковых автомобилей состоит из большого количества заводов, специализированных на изготовлении определенных деталей, узлов или агрегатов и в конечном итоге на выпуске готовых автомобилей. Все эти заводы тесно кооперированы между собой, а высокий уровень их специализации обеспечивает возможность применения наиболее прогрессивных методов массового поточного, высокоавтоматизированного производства, что сводит к минимуму - себестоимость изготовления автомобиля и обеспечивает наиболее высокое качество всех его деталей.
На первом месте по выпуску легковых автомобилей - более 8,8 миллиона в год - стоят США. На второе место недавно вышла Япония, в которой автомобилестроение развивается чрезвычайно быстро за последние 10 лет выпуск легковых автомобилей увеличился более чем в 20 раз и уже превысил 3,7 миллиона штук в год.
ФРГ, и Франция, занимающие соответственно третье и четвертое места, большую часть выпускаемых автомобилей (около 60 процентов) продают в другие страны. С ними начинает успешно конкурировать Япония, из которой экспорт автомобилей быстро растет благодаря более низкой себестоимости их производства (что определяется более низким уровнем оплаты труда в этой стране).
Международные торговые связи в легковом автомобилестроении с каждым годом расширяются. Экспортируются автомобили в огромном количестве, как в собранном виде, так и в полусобранном или просто отдельными частями.
Характерная особенность автомобилестроения - концентрация производства. Первоначально существовавшие многочисленные отдельные фирмы или объединились в крупные концерны, или, не выдержав конкуренции с ними, перестали существовать.
Производство легковых автомобилей наиболее крупными концернами капиталистических стран в 1972 г. в млн. штук.
«Дженерал моторе» (США) 4,85
«Форд мотор» (США) 2,18
«Фольксвагенверк» (ФРГ) 1,62
«Тойота мотор» (Япония) 1,40
«ФИАТ» (Италия) 1,37
«Крайслер» (США) 1,31
«Ниссан мотор» (Япония) 1,10
«Рено» (Франция) 1,07
МИРОВОЙ ПАРК И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Численность мирового парка легковых автомобилей особенно быстро увеличивалась в последнее десятилетие. К началу 1973 года она составила около 218 миллионов. Если прирост парка сохранится на среднем уровне последнего десятилетия - около 10 миллионов в год,-то к концу текущего столетия количество автомобилей может достигнуть 500 миллионов. Существуют и другие прогнозы на 2000 год от 400 до 600 миллионов и даже до 750 миллионов. Будут ли это автомобили с современным бензиновым двигателем или с, каким-либо другим, более совершенным преобразователем энергии, возможно, электрохимическим, пока говорить преждевременно. На * количественных прогнозах это, очевидно, не отразится.
На 1 января 1972 года в США было почти 93 миллиона автомобилей; в Канаде - 7 миллионов; в ФРГ - 15,5 миллиона; во Франции - 13,0; в Англии - 12,4, и в Италии - 11,3 миллиона. В Японии количество легковых автомобилей уже превысило 10,5 миллиона.
В капиталистических странах подавляющая часть легковых автомобилей - более 98 процентов находится в личной собственности. Тем не менее существенное значение имеют и другие виды использования автомобиля - такси, прокатные, ведомственные.
Автомобили-такси стали привычным, очень удобным и часто крайне необходимым видом транспорта общего пользования для самых разнообразных поездок не только в городах и густонаселенных пунктах, но также в сельской местности.
Расширяется применение прокатных автомобилей. Этому способствует достигнутая во многих странах простота и удобство пользования ими.
Получение и возврат автомобиля прокатным фирмам производятся в достаточно разветвленной сети пунктов. В некоторых странах технический осмотр автомобиля при этом не производится. Такая система доверия, конечно, не исключает злоупотреблений, но вероятность их учтена статистикой и предусмотрена при определении стоимости проката, так же, как и страхование автомобиля.
Численность парка прокатных автомобилей во всех странах колеблется по месяцам года в больших пределах летом, в период наибольшего спроса, она максимальная, а в осенне-зимние месяцы, когда спрос падает, значительная часть автомобилей продается.
Предоставление легковых автомобилей в прокат - удобная и,' вероятно, очень перспективная форма их использования, особенно для многих жителей больших городов, у которых потребность в автомобиле возникает главным образом лишь в отпускное или свободное от работы время, а также в периоды пребывания в деловых поездках в отдаленных районах (командировках).
Небольшая часть мирового парка легковых автомобилей принадлежит организациям, предприятиям и используется с наемными водителями. Но количество ведомственных автомобилей постепенно уменьшается - труд водителя на них малопроизводителен, а оплата его довольно высокая.
На । долю легковых автомобилей (индивидуальных, такси, прокатных и ведомственных) приходится свыше 60 процентов общего ежегодного мирового пассажирооборота всех видов транспорта. Использование легковых автомобилей уменьшает количество поездок на других видах транспорта, в частности на железнодорожном. Это влияние особенно ощущается в странах, в которых легковые автомобили уже получили очень широкое применение. Например, в США пассажирские перевозки на железнодорожном транспорте сократились до практически ничтожной величины и составляют менее 2 процентов от общего пассажирооборота.
НЕДОСТАТКИ АВТОМОБИЛИЗАЦИИ
Известно, что широкое использование легковых автомобилей имеет ряд теневых сторон. Это возрастающая теснота движения на улицах и дорогах; нехватка стоячок; загрязнение окружающей среды; несчастные случаи от автомобильных происшествий.
Недостатки эти весьма существенные и они становятся тем ощутимее, тем серьезнее, чем больше насчитывается автомобилей. Они уже в полной мере проявляются в крупных городах с наиболее высоким уровнем насыщения автомобилями.
Вот почему развитие автомобилизации находится в прямой зависимости от проблем, успешное решение которых должны свести к минимуму все эти недостатки.
Какие же это проблемы?
Первая - устранение «тесноты» движения. Когда количество автомобилей, одновременно движущихся по улице или дороге, превышает определенную оптимальную величину, пропускная способность транспортной магистрали снижается, затрудняется вождение автомобиля, уменьшается скорость движения и, естественно, при этом исчезает одно из основных преимуществ автомобиля - быстрота поездки.
Этот недостаток в полной мере дает себя знать во всех крупных городах США, Западной Европы и ряда других стран, особенно в часы «пик». На улицах и на подъездных дорогах к большим городам скапливается огромное количество автомобилей, образуются заторы движения, «пробки». Заторы затрудняют движение не только легковых автомобилей. Резко снижаются скорости автобусов и грузовых автомобилей, что уменьшает их производительность, повышает стоимость перевозок.
Причина тесноты на дорогах в том, что численность автомобильного парка и интенсивность движения растут гораздо быстрее, чем строительство новых и реконструкция существующих дорог. Так, например, если в 1950 году в странах Западной Европы на 100 километров дорог с твердым покрытием приходилось около 411 автомобилей, то уже в 1965 году их стало почти 1930, то есть в 4,7 раза больше!
Радикально решить эту проблему можно лишь коренной реконструкцией старинной дорожно-уличной сети, унаследованной от эпохи гужевого транспорта. Требуются совершенно новые принципы ее формирования, определяемые появившимся автомобилем. Местное движение должно быть отделено от более скоростного дальнего. С другими дорогами магистрали дальних сообщений не должны иметь никаких пересечений на одном уровне и прокладывать их надо через самые центральные районы всех крупных городов, но в обход всех мелких населенных пунктов и небольших городов. Это подтверждается уже имеющимся опытом. Необходима полная изоляция магистральных дорог, чтобы на их проезжую часть не могли попасть пешеходы, велосипедисты и тихоходные виды транспорта. Количество полос движения на всех дорогах и улицах, их ширина должны обеспечивать пропускную способность, требуемую в часы и дни наибольшего ее значения.
Но реконструкция дорожной сети, особенно на застроенных территориях старых городов, связана с большими капитальными затратами. Хотя экономически они оправданы, осуществлять их далеко не просто.
Теперь о второй проблеме, проблеме стоянок.
Улицы, переулки, всевозможные проезды и дворы больших городов загромождены миллионами стоящих автомобилей. Нередко автомобили стоят на улицах так плотно один за другим, что невозможно подъехать в нужном месте к тротуару, чтобы высадить или принять пассажира. Поиск свободного места для стоянки автомобиля порой превращается в непростую задачу.
Из-за стоящих вдоль тротуаров автомобилей сужается проезжая часть улиц. Значит, ограничивается и без того крайне недостаточная их пропускная способность. Автомобили, «колесящие» в поисках места стоянки, дополнительно загромождают улицы своим движением.
Во многих городах часто запрещают стоянки автомобилей на улицах центральных районов. Такие запреты - лишь полумера; проблему они не решают, а удобство пользования автомобилем снижается.
Проблема радикально может решаться и частично решается сооружением гаражей-стоянок самых разнообразных типов многоэтажных высотных, подземных, встроенных в подвальные помещения жилых домов, индивидуальных, коллективных и др.
В последние годы технический прогресс в гаражном строительстве позволил найти достаточно эффективные решения проблемы стоянок. Одно из них заключается в сооружении многоэтажных гаражей-стоянок легкого, дешевого типа с полностью автоматизированным перемещением автомобилей.
Очевидно, многоярусные гаражи-стоянки с автоматизированным перемещением автомобилей станут повсеместно распространенными внутриквартальными сооружениями. Они позволят хранить автомобили всех проживающих в данном квартале и тем самым сократить до минимума расстояние до них от места жительства владельцев.
Перспективным представляется и широкое развитие полностью автоматизированных небольших внеуличных стоянок вертикального типа.
Третья проблема - обеспечение безвредности автомобилей для окружающей среды.
Опаснейшим спутником автомобилизации в больших городах становится отравление воздуха выхлопными газами, двигателей. В среднем каждый легковой автомобиль при годовом пробеге 15 тысяч километров «вдыхает» около 4 350 килограммов кислорода, а «выдыхает» примерно 3 250 килограммов углекислого газа, около 530 килограммов отравляющего атмосферу угарного газа, 93 килограмма не менее ядовитых углеводородов, и 27 килограммов окислов азота.
. Запасы кислорода в атмосфере настолько велики и восстановление их растительным миром из углекислоты происходит настолько интенсивно, что «дыхание» отдельного автомобиля практического влияния на состав воздуха не оказывает. Но, когда автомобили начинают исчисляться миллионами и появляются зоны высокой их концентрации (большие города), это «дыхание» становится не только заметным, но, и угрожающим для здоровья людей. Во многих городах количество автомобилей уже настолько велико, что в часы наиболее интенсивного движения людям на улицах становится трудно дышать, особенно в летние, жаркие, безветренные дни. Например, на улицах Токио чистый воздух продается в специальных автоматах!
Борьба за оздоровление воздуха в городах ведется повсеместно. Изыскиваются пути уменьшения токсичности выхлопных газов улучшением системы питания и рабочего процесса в двигателе, дожиганием или нейтрализацией газов в выпускной системе и другими способами. Несмотря на широкий размах проводимых работ и отдельные положительные результаты, радикального решения этой проблемы пока еще не найдено.
При большой концентрации движения становится все сильнее шум от легковых автомобилей, особенно в старых европейских городах с узкими улицами и переулками, застроенными высокими домами.
Сейчас для наиболее массовых автомобилей ведутся работы по уменьшению шума двигателя, зубчатых передач трансмиссии, стука закрывания дверей, вибраций панелей кузова, изыскивается наименее шумный рисунок протектора шин и др. Многое уже в этих направлениях достигнуто.
Можно полагать, что проблема борьбы с загрязнением атмосферного воздуха автомобилями и их шумностью будет радикально решена, когда появится возможность заменить бензиновый двигатель внутреннего сгорания, например, на электродвигатель с электрохимическим источником тока - аккумуляторной батареей или топливными элементами. Работы над их созданием, как известно, интенсивно ведутся в ряде стран.
Четвертая проблема - обеспечение безопасности автомобильного движения - самая крупная и наиболее ответственная.
По данным ООН, в результате автомобильных катастроф и дорожных происшествий во всем мире в 1971 году погибло около 250 тысяч человек и около 7,5 миллиона ранено; среди жертв около 12 процентов - дети в возрасте от 7 до 12 лет.
Ущерб от дорожно-транспортных происшествий, по подсчетам экономистов, например, в США достигает ежегодно 16,7 миллиарда долларов!
Борьба с автомобильными происшествиями ведется во всех странах мира всеми возможными средствами. Улицы и дороги реконструируются, приспосабливаются к автомобильному движению, регламентируются правила движения и требования к безопасному техническому состоянию автомобиля, совершенствуются методы и системы регулирования движения, вводится обучение детей правилам движения, широко используются печать, радио, телевидение, кино для пропаганды правил безопасности движения, ведется воспитательная работа среди водителей и населения, используются системы штрафования нарушителей и ужесточается контроль за соблюдением требований безопасности. Все эти меры не только целесообразны, но, и совершенно необходимы. Но, как свидетельствуют приведенные цифры, они недостаточны. Опасность, создаваемая автомобильным движением, продолжает расти.
Наиболее действенный путь решения проблемы обеспечения безопасности - капитальная реконструкция существующей дорожно-уличной сети и осуществление всего нового строительства применительно к условиям современной эпохи. Это убедительно подтверждено на практике. В США на реконструированной части дорог количество происшествий уменьшилось в 2,5 раза.
Основная причина названных недостатков заключается в том, что автомобильные фирмы в погоне за прибылями безудержно увеличивали выпуск автомобилей, не согласовывая его с темпами реконструкции дорожной сети и строительства стоянок. Такое положение характерно для бесплановой капиталистической системы развития хозяйства.
Недостатки, сопутствующие развитию автомобилизации, требуют к себе чрезвычайно ответственного отношения. Но все они вполне преодолимы. Наиболее успешно это может быть осуществлено в социалистических странах и в частности в СССР. Плановая система народного хозяйства позволяет согласовать, как выпуск автомобилей, так и развитие дорожной сети и гаражного строительства.
ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ ЛЕГКОВОГО АВТОМОБИЛЯ
Легковой автомобиль достиг в своем развитии высокого совершенства. Но, конечно, процесс улучшения его конструкции будет продолжаться.
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания, вероятно, сохранится на автомобилях еще достаточно долго. Конечно, он будет улучшаться. Взамен карбюратора все шире будет применяться впрыск топлива с автоматической электронно-управляемой дозировкой состава смеси. Опыт показывает, что это обеспечивает более равномерную работу всех цилиндров, несколько уменьшает расход топлива и значительно снижает токсичность выхлопных газов. Реально ожидать снижения относительной мощности двигателей при одновременном введении кратковременной их форсировки (наддува) на периоды разгонов. Роторные двигатели (типа Ванкеля) смогут получить распространение в случае успешного решения проблемы износостойкости уплотнителей (их долговечности) и снижения расхода топлива. В дальнейшем по мере улучшения весовых и мощностных параметров электрохимических источников энергии - аккумуляторных батарей и топливных элементов они, очевидно, будут вытеснять двигатель внутреннего сгорания.
В современном автомобиле много энергии теряется при его торможении и движении под уклон. Не исключено, что в будущем на автомобилях будут применяться механические «накопители» этой энергии (принципы их использования были описаны в статье Н. Гулиа «Маховик и транспорт будущего», «Наука и жизнь» № 4, 1973).
Создание автомобиля с полностью автоматизированным управлением, то есть практически без водителя, с широким использованием радиолокационной и электронной вычислительной техники, относится к отдаленному будущему. В ближайшее время следует ожидать дальнейшего расширения использования уже применяемых усилителей тормозного и рулевого привода; все больше машин будет с автоматическим переключением передач. Должны получить существенное развитие контрольно-измерительные приборы. В отличие от других видов транспорта на автомобиле они пока все еще сохраняются в том зачаточном состоянии, в котором появились полвека тому назад. На щитке приборов должны стоять указатели необходимости замены или доливки масла в двигателе, указатели состояния аккумуляторной батареи, состояния регулировки и исправности действия системы питания, системы зажигания, электрооборудования, отопления и вентиляции.
Хотя в современном автомобиле пассажирам обеспечены большие удобства, закономерно полагать, что в дальнейшем они будут увеличены. Общепринятым станет кондиционирование воздуха в кузове. Заводами должны выпускаться специализированные конструкции автомобилей для сурового, холодного климата северных районов и жаркого, тропического климата.
Будет возрастать количество специализированных видов легковых автомобилей. Так, например, крайне необходим специализированный автомобиль-такси городского типа, с изолированным местом водителя, просторным кузовом, максимально удобным для перевозки мелкого багажа. Необходимы специализированные автомобили, максимально приспособленные для дальнего туризма.
Одно из основных направлений технического прогресса в автомобилестроении - широкое использование полимерных материалов. В частности, большие преимущества у кузова из полимерных материалов в сравнении с металлическим вес его на 60 процентов меньше, он не подвержен коррозии, прочность его в аварийных ситуациях высокая, повреждения ремонтируются просто. Автомобили с пластмассовым кузовом («Трабант») выпускаются в ГДР уже 18 лет. Массовому применению таких кузовов пока препятствует продолжительность технологического процесса их производства. В дальнейшем это препятствие, очевидно, удастся преодолеть.
Важнейшее направление развития конструкции автомобиля - уменьшение, а в дальнейшем полное устранение потребности в его техническом обслуживании и ремонте. Должны сохраниться лишь процессы мойки, уборки и заправки топливом, выполнение которых надо максимально механизировать и упростить. Уже сейчас конструкции автомобилей быстро прогрессируют в этом направлении устраняется необходимость смазки узлов шасси, необходимость в крепежных и регулировочных работах, уменьшается возможность появления неисправностей. Первые автомобили с увеличенным «запасом хода» между техническими обслуживаниями до 20 тысяч километров, а потом и до 50 тысяч стали появляться в 1960 году («Вангуард», «Форд», и др.). С того времени внимание к снижению трудоемкости обслуживания и ремонтов автомобилей непрерывно растет. На выставке «Автосервис-73» в Москве демонстрировался автомобиль фирмы «ФИАТ» со штекерным датчиком для экспресс-днагностирования его технического состояния. Это пока только опытный образец. Но, конечно, такое устройство перспективно.
Технический прогресс, естественно, приведет к дальнейшему повышению всех потребительских качеств автомобиля, снижению его стоимости.
Легковые автомобили, которые уже получили столь широкое распространение, несомненно, будут завоевывать все новые и новые позиции и навсегда, останутся крупнейшим достоянием цивилизованного человечества.
