Затея с паромобилями
Экспериментальные паровые автомобили НАМИ-012 и НАМИ-018

Дмитрий Дашко, фото из архива ГУП НАМИ и автора

В 1948 году впервые в мире был изготовлен автомобиль, который заправляли… дровами. Разработчик и изготовитель – Центральный научный автомоторный институт, СССР.

Предшественники

Паровой автомобиль был предшественником не только привычного нам бензинового автомобиля, но и паровоза. Первая самоходная «паровая телега» была построена Николя-Жозефом Кюньо в 1769 году. После изобретения двигателя внутреннего сгорания паровые автомобили начали быстро вытесняться конкурентами. Однако в 1927 году вновь ненадолго возрос интерес к автомобилям парового типа благодаря освоению парового двигателя высокого давления. Это позволило продержаться паромобилям как грузовым, так и легковым в производстве до конца 30-х годов.

Россия познакомилась с машинами на паровом ходу еще в 1870–1878 годах, во время Русско-турецкой войны. В русской армии применялись локомобили английского и отечественного производства, по сути, дорожные паровозы-тягачи.

В 1902 году в Санкт-Петербурге в Ремесленном училище принца Ольденбургского был изготовлен паровой легковой автомобиль по типу французского Gardner-Serpolett. В 1902–1903 годах по лицензии американской фирмы Locomobile, изготавливающей простые легковые паромобили, была организована сборка семисильных малюток «Локомобилей» петербургским заводом «Дукс» и ростовским «Аксай». Таких автомобилей в общей сложности собрали несколько десятков.

Советские инженеры впервые обратились к автомобилям с паровыми двигателями в середине тридцатых годов прошлого века. НИИ Механизации лесного хозяйства в 1935 году предложил проект парового трехосного грузовика на базе ЯГ-10. Опытный экземпляр не был построен ввиду сложности изготовления конструкции – в конструкцию ЯГ-10 вносилось слишком много изменений. В том же году в Научном автотракторном институте (НАТИ) было создано Бюро паросиловых установок, которое занималось испытаниями всевозможной техники с паровыми двигателями. В 1936 году там испытали легковой паромобиль Double; в 1938 – шеститонный грузовой Sentinel S4 с котлом низкого давления. Британский Sentinel топили углем и, несмотря на все минусы такой заправки, эксплуатация оказалась выгоднее, чем обычной бензиновой машины. Литр бензина тогда стоил девяносто пять копеек, а килограмм угля всего четыре копейки.

К концу 1930-х автомобили, работающие с газогенераторными установками, прочно обосновались в лесной промышленности нашей страны, однако грузоподъёмность таких машин была невелика, а установка сложна в эксплуатации. Газогенераторные автомобили работали на приспособленных бензиновых двигателях, а в умах конструкторов созрела идея устройства машины, работающей по типу паровоза, – только и успевай кидать в топку горючее, а давление пара в котле будет крутить колеса.

В 1940 году спецбюро под руководством И.С. Скиридова приступило к постройке парового грузовика МП-28. В СССР впервые решили применить компоновку «кабина перед двигателем», так как это позволяло выдвинуть вперед кабину, а паровой двигатель и котел установить между кабиной и грузовой платформой. Для грузового автомобиля спроектировали паросиловую установку с прямоточным котлом высокого давления, конденсатор, турбины вентилятора и парогенератора. Вся эта установка должна была базироваться на шасси ЯГ-6. Пятитонный автомобиль должен был оснащаться 4-цилиндровым двигателем двухстороннего действия мощностью 120 л.с. при 1500 об/мин. Котловое давление паросиловой установки – 100 атм; топливо – любое жидкое. Машина должна была развивать скорость 40 км/ч. Был разработан паровой котел – парогенератор ПТ1 для работы на твердом топливе – антраците. Он имел котловое давление 100 атм и поверхность нагрева 12 м². Паросиловая установка работала по замкнутому циклу с двухсторонним расширением. Цилиндры имели диаметр 75 мм, а низкого – 130 мм. Однако в 1941 году тему сняли с плана института – завод НАМИ переквалифицировался под выпуск военной продукции. Машину бросили недостроенной, но идею не оставили.

В 1946 г. были проведены испытания парового тягача «Саксенберг», проведённые под руководством Ю.А. Шебалина и консультанта С.В. Татищева. Немецкий магистральный паровой тягач Sachsenberg DW-60 был изготовлен в 1944 г. Вес автопоезда с двумя прицепами составлял 15 000 кг. С таким весом автопоезд развивал скорость до 35 км/ч. На тягаче размещались бункеры для 450 кг топлива и водяные баки ёмкостью 400 л. Автомобиль с такими параметрами инженерам понравился. В том же году, 2 июля, на научно-техническом совете Минавтопрома обсуждались результаты этих испытаний, после которых Министерство лесной промышленности пролоббировало постройку отечественных паровых автомобилей.

Собственный автомобиль

Отмашкой для начала работ по созданию отечественных образцов паровых автомобилей стало Постановление Совета Министров СССР от 07.08.1947 г. «О механизации лесозаготовок и освоении новых лесных районов». Указанным постановлением НАМИ было поручено разработать конструкцию и построить лесовозный паровой автомобиль, работающий на дровах. Такого в мировом автомобилестроении точно еще не было – чтобы заправить машину, достаточно было подбросить в нее дровишек… Удалённые районы страны нуждались в повышении качества перевозок и их удешевлении. Работай автомобиль на местном топливе, экономический эффект увеличился бы в разы.

За альтернативный проект взялось и Министерство автомобильной и тракторной промышленности (МАТП), которое заказало разработку паромобиля… в Берлине в своем местном техническом бюро. В основу работ легло предложение фирмы Buttentut, находившейся в английском оккупационном секторе Берлина, о создании паровой силовой установки для автомобиля с минимальными переделками базового двигателя внутреннего сгорания. Изменялась головка цилиндров, трубопроводы, система управления. Подобный паромобиль был создан еще до войны на шасси грузовика, переделанного из Ford-Koeln. В том же 1947 году в НАМИ были направлены описание и чертеж паровой машины.

По соглашению с советской стороной фирме Buttentut должны были поставить свежеизготовленное шасси ЯАЗ-200 в комплекте с дизелем ЯМЗ-204, однако по невыясненным причинам ярославцы к 1948 году так ничего в Германию и не прислали. Техническое бюро в Германии решило закупить 85-сильный дизель Ka..mper, который, по заверениям представителей Buttentut, после переделки должен был выдавать 125 л.с. Было закуплено шасси пятитонного грузовика Büssing для установки на него этого двигателя. Пар производился в водотрубном котле с пароперегревателем и экономайзером, построенном по лицензии фирмы Le Mont. По расчетам производительность котла должна была быть на уровне 800 кг пара в час при перегреве до 400 °С и давлении 40 атмосфер. Расчёты эти не оправдались. В конце 1948 года Buttentut по договору поставила советской стороне двигатель и два некомплектных паровых котла. Работа была выполнена некачественно, и к фирме осталось много претензий. На испытательной базе в Берлине двигатель на стенде смог развить только 50 л.с. при 20 атм давления пара. Причины столь низкого показателя банальны – котел был изготовлен из некачественной стали, отсутствовал насос высокого давления и т. д.

В Buttentut отказались исправлять дефекты, и дальнейшие переговоры с немецкой стороной оказались безрезультатными. Надавить на фирму тоже не удавалось, она располагалась в английской зоне Берлина. Ряд неисправностей установки устранили своими силами и отправили ее в СССР. Неизвестно, что случилось с этим комплектом, возможно, его частично использовали для постройки первого советского паромобиля НАМИ-012, который параллельно создавался в НАМИ с весны 1948 года, но это лишь предположение.

НАМИ-012

Построенный осенью 1948 года первый образец не имел своего обозначения (назовем его условно № 0). Его назначение было простым – понять, как вообще работает в целом весь механизм паровой установки и в каком направлении нужно доводить паровой двигатель и агрегаты. Автомобиль мог работать на швырках (неколотых дровах размерами до полуметра) с рабочей влажностью 35%. В мае 1949 года группа создателей из НАМИ – Ю. Шебалин, Н. Коротконошко, Г. Терзибашьян, А. Аникеев и др. – получила авторское свидетельство на свой паровой двигатель, который работал на низкокалорийном топливе. На малых оборотах двигатель развивал крутящий момент до 240 кг.м, т. е. в пять раз больше своего дизельного прототипа МАЗ-200. Паросиловая установка повышенного давления была снабжена водотрубным котлом с естественной циркуляцией и паровым двигателем однократного расширения. Котловое давление составляло 25 атм, температура перегретого пара – 420 °С. Цикл всей установки был замкнутым с конденсацией отработавшего пара через трубу через вверх кабины. Пар, выдаваемый котлом, через дроссельный клапан поступал в 3-цилиндровый паровой двигатель. Затем отработавший пар направлялся во вспомогательную турбину мятого пара, а оттуда в верхний конденсатор (выхлопная труба на крыше). Основная часть воздуха, необходимого для горения, подавалась под специальную чугунную решётку, расположенную на дне топливных бункеров. Дрова загружались в топливный бункер и самотеком поступали в зону горения, т. е. проваливались под собственным весом по мере выжига. Одной заправки дровами было достаточно, чтобы проехать 80 км пути, а при наличии воды – в два раза больше. Влажность некоторых швырков доходила до 50%. Котел без проблем съедал и такие дрова. С помощью эжекторов автомобиль легко и быстро заправлялся водой прямо из естественных водоемов. Какая при полном нагреве котлов была температура в кабине, не уточнялось.

В конце 1949-го и в середине 1950 года были изготовлены официальные образцы НАМИ-012 под № 1 и № 2. Первый представлял собой классический грузовик с бортовой платформой, или, как тогда говорили, «транспортный вариант», второй – со снятой платформой в виде тягача-лесовоза с прицепом-коником. Обе машины получили обтекаемые цельнометаллические кабины, которые были более плоскими и смещёнными вперед, чем у прототипа НАМИ-012. Вместо коробки передач в кабине был установлен рычаг переключения отсечек парораспределительного механизма. Предусматривались три положения передачи: при 25, 40 и 75% наполнения цилиндра и одна задняя. Педалей в кабине было три, как обычно, но сцепление требовалось выжимать только для включения понижающей передачи. НАМИ-012 работал очень тихо и плавно.

Государственные испытания автомобилей НАМИ-012 начались 2 ноября 1950 года и закончились 25 августа 1951 года. Состав наблюдательной комиссии был весьма солидным, её членами были представители практически всех автомобильных организаций. Кстати, к 1950 году в мире давно уже прекратили выпускать какие-либо автомобили с паровыми двигателями.

На основании испытаний комиссия выдвинула заключение о том, что у машины хорошая проходимость в гружёном состоянии, но возникают проблемы, когда она порожняя. Проходимость автомобиля затруднялась из-за перегрузки передней оси. Комиссия постановила продолжить работы, но автомобиль сделать полноприводным либо трёхосным с задней ведущей тележкой. После испытаний 1951 года направления по дальнейшей модернизации паромобилей разделились. Лесовозы и бортовые автомобили были разведены по разным классам.

НАМИ-018

В 1952 году приступили к постройке модификации НАМИ-012 с колёсной формулой 4x4. Изменения коснулись не только переднего моста, который был взят от опытного автомобиля ЯАЗ-214, на машину установили двухступенчатую раздаточную коробку, в которой были встроены муфты свободного хода, автоматически включающие привод на передние колеса при начале буксования задних. Паровой двигатель был форсирован и мог выдавать уже 125 л.с.

Междуведомственные эксплуатационные испытания новой машины начались в 1953 году и проводились вплоть до конца 1954 года в Первомайском и Червенском леспромхозах. Как и НАМИ-012, автомобиль имел два варианта исполнения – бортовой грузовик и лесовозный тягач с прицепом-коником. По данным НАМИ, была построена всего одна полноприводная машина этого семейства. В 1953 году изготовлен бортовой вариант, а затем на этом шасси была демонтирована платформа, и НАМИ-018 превратился в лесовозный тягач.

Несмотря на многие преимущества, «минусов» в конструкции паромобиля было больше, чем «плюсов». На сто километров пути уходило от 350 до 450 кг дров (это не опечатка). Их надо было с собой везти, а до этого дрова надо было напилить, наколоть, загрузить, разжечь котел. В холода еще и сливать воду (200 литров!) на ночь, чтобы она не превратилась в лед, а утром опять заливать.

Как видно из таблицы, по стоимости перевозок паромобили немного уступали бензиновым автомобилям, но были в три раза дороже, чем дизельные автомобили. Фактически они смогли побороть только газогенераторные автомобили.

НАМИ-0125

В институте всё-таки замахнулись на то, чтобы привести показатели парового и дизельного автомобилей к одному знаменателю. Я имею ввиду неизвестный даже в узких кругах автомобиль НАМИ-0125.

В 1951 году под руководством В. Лялина группа инженеров трудилась над перспективной версией парового автомобиля, работающего как на твердом, так и на жидком топливе. Под индексом НАМИ-0125 был изготовлен паровой грузовик, представляющий собой модернизацию бортового НАМИ-012. Как я уже сказал, задачей опытного образца было приближение по всем показателям к стандартному дизельному грузовику МАЗ-200. На первом этапе с этой задачей автомобиль справился. Грузоподъёмность автомобиля была увеличена до семи тонн. Этому способствовала установка новой форсированной паровой установки НАМИ-012А. Если при 30%-ной загруженности двигатель выдавал 100 л.с., то при 60%-ной загрузке мощность возрастала до 160 л.с., а это уже давало значительное превосходство перед семитонными дизельными аналогами. Динамика разгона и скорость на трудных участках у НАМИ-12А была на 35% выше, чем у МАЗ-200. Все остальные показатели у семитонных автомобилей были равными. Автомобилю вернули сцепление и коробку передач для более гибкого управления автомобилем, увеличили высоту платформы. На данном этапе не решили одну важную задачу – снижение расхода топлива. Для этого нужно было поднять давление в котле до 41 атм, что сделано не было по ряду технологических причин.

На втором этапе автомобиль с другой установкой НАМИ-012Б должен был работать уже не на твердом топливе (дровах), а на жидких продуктах (мазут), что позволило бы автоматизировать процесс в условиях движения автомобиля, избавиться от езды с большим запасом дров и постоянно водителю отвлекаться на управление паросиловых агрегатов. В общем, вопрос о простоте обслуживания автомобиля был ключевым в судьбе паровых автомобилей. Машину освободили от ряда агрегатов, а главное, от котла и топливных бункеров. Вес паросиловой установки вместе с кабиной равнялся 1635 кг, а высвобожденное место в кабине отдали под второй ряд сидений. Первый ряд сделали двухместным, чтобы удобнее было проходить на задний ряд. При успешной реализации второго этапа автомобиль имел полное право на крупносерийный выпуск и составил бы в первую очередь экономическую конкуренцию семитонным грузовикам с ДВС. НАМИ-012Б так и не вышел из стадии ходового макета. Довести до ума комплекс паровой установки для работы на тяжёлых погонах нефти конструкторам не удалось.

В 1954 году закончились испытания автомобилей НАМИ-012 и НАМИ-018. Заключительный вердикт комиссии был такой: «Паровой автомобиль НАМИ-018 отвечает всем параметрам лесной промышленности, но может быть использован только в районах, куда доставка жидкого топлива затруднена или высока по стоимости». Несмотря на лестные выводы комиссии, у этих нестандартных автомобилей не было шансов стать серийными. В это же время в Советском Союзе свернули окончательно выпуск газогенераторных автомобилей. Начался нефтяной бум, и в стране наступила эра дешевого бензина. Автомобили, работающие на альтернативном топливе, оказались невостребованными.