История электромобилей начала XX века

Когда-то привычные для нас машины с коптящим двигателем внутреннего сгорания считались экзотикой. Например, в 1900 году в крупнейших мегаполисах Востока США Нью-Йорке, Чикаго и Бостоне они едва составляли шестую часть автопарка, проигрывая по численности паровым и электрическим конкурентам. Не говоря уже о гужевом транспорте, который доминировал на рынке вплоть до начала 1920-х.

Королями дорог в те времена были паровики. Мощные, экономичные, всеядные, они за счет ломового крутящего момента демонстрировали отличную динамику и имели простую систему управления. Но совладать с ними могли только крепкие мужчины, не боявшиеся черной работы. Перед поездкой владелец должен был залить в систему несколько ведер воды, раскочегарить бойлер до рабочей температуры и лишь после этого усаживаться за руль. Во время движения нужно было внимательно следить за давлением пара и вручную регулировать подачу моторного масла на поршни.

Первые электромобили проигрывали паровикам и бензиновым автомобилям в цене и скорости. Но их покупателей — преуспевающих юристов, врачей и эмансипированных женщин — это не пугало. Изысканная публика с толстыми чековыми книжками обращала внимание на другое. Неоспоримыми преимуществами электрических экипажей были полная бесшумность, мгновенный запуск двигателя, элементарный алгоритм управления, исключающий переключения тугой кочерги коробки передач, и минимальное периодическое обслуживание при достаточном запасе хода в 40−60 км.

Причиной же относительной медлительности был слишком быстрый разряд свинцовых батарей в моменты пиковых нагрузок на мотор. Но если учесть, что на булыжных мостовых начала ХХ века лихачить было смерти подобно, этот минус считался несущественным.

Впрочем, при необходимости электрические лошадиные силы могли заткнуть за пояс кого угодно: на первых в истории США коммерческих автогонках, состоявшихся в 1896 году в Крэнстоне, электромобиль компании Riker не оставил пяти бензиновым соперникам ни единого шанса. Эта же машина с новым мотором в 1901 году установила первый в истории официальный рекорд скорости, пролетев милю за 63 секунды. Кроме того, электромобили были чертовски надежны — в них просто нечему было ломаться! Модели таких компаний, как Baker Electrics, Detroit Electrics и Rausch & Langs, годами не требовали ремонта силовой установки.

Компания Electric Storage Battery (ESB), производитель свинцовых аккумуляторов Exide, в Нью-Йорке имела собственный парк электротакси из нескольких десятков машин, а в Детройте 100 экипажей было в распоряжении Detroit Taxicab. Муниципальные службы эксплуатировали электрические кареты скорой помощи (в одной из них в свой последний путь отправился смертельно раненный президент Мак-Кинли), электрические пожарные машины и почтовые фургоны.

Всего же в 1899 году в Штатах насчитывалось 12 производителей электромобилей с суммарным объемом продаж свыше 1400 единиц в год. Причем на рынке были представлены даже гибридные модели — их выпускала компания Woods Electric из Чикаго. На скоростях до 25 км/ч они приводились в движение электромотором, а свыше этого — бензиновым двигателем.

Мистер Электричество

Было бы странно, если бы великий изобретатель (или, как утверждали злые языки, великий эксплуататор чужих талантов) Томас Алва Эдисон обошел вниманием столь многообещающий бизнес. В конце XIX века Эдисон искренне считал электричество своей вотчиной и был абсолютно уверен, что все, что крутится в Новом Свете, должно включаться в розетки электросетей постоянного тока Edison Electric Illuminating Company. В том числе и машины.

В 1895 году эксперимента ради он самостоятельно собрал переднеприводный электромобиль, а в последующие годы систематически пополнял свой автопарк электрическими экипажами других компаний. Ощутив на себе все неудобства, связанные с гаражной зарядкой батарей, в 1898 году Эдисон поручил своим инженерам разработать зарядное устройство для общественного пользования — что-то наподобие пожарного уличного гидранта. Эта штуковина размером с телефонную будку имела три розетки различных стандартов.

Отзывы владельцев электрических коней об электранте (так именовалось это устройство) были положительными, но развития идея не получила. Во‑первых, для коммерческого успеха зарядной сети были нужны сотни клиентов в день. Во‑вторых, Эдисон упрямо игнорировал концепцию переменного тока, предложенную Николой Теслой и промышленником Джорджем Вестингаузом. Поэтому для использования в районах, где были развернуты конкурирующие сети Вестингауза, электранты не годились. В-третьих, приборчик оказался «сырым» и частенько приводил к выводу батарей из строя.

Проиграв схватку за зарядную инфраструктуру, Эдисон и не думал сдаваться. Он понимал, что у электромобиля, помимо кучи бесспорных плюсов, имеется один серьезный минус — никудышная «дальнобойность». Поэтому Мистер Электричество решил разработать инновационные батареи, которые могли бы обеспечить электромобилям, считавшимся в то время «женскими игрушками», как минимум 100 миль пробега без подзарядки (тяжеленные пакеты свинцовых элементов Exide, заполонившие рынок в те годы, «тянули» всего на 40−50 км).

В 1900 году Эдисон с головой ушел в процесс создания 100-мильной батареи с щелочным электролитом. Методика поиска материалов для электродов — ключевых компонентов системы — была отражением характера этого человека. Инженеры Эдисона проводили тысячи экспериментов с сотнями сплавов и смесей в надежде отыскать их оптимальное сочетание. Гениальный Тесла называл такой подход блужданием в темноте, но, как ни странно, он давал результаты, и через четыре года на прилавках появилась железоникелевая батарея Edison Electric Illuminating Company, более чем вдвое выигрывавшая у свинцовых аналогов в удельной емкости.

Но уже в 1905 году Эдисону пришлось отозвать батарею с рынка — на разрекламированную новинку посыпались рекламации. Детище Эдисона категорически не желало работать при минусовых температурах, демонстрировало ужасающий уровень саморазряда во время хранения и было склонно к отказам из-за быстрого окисления контактов.

Тем не менее Эдисон продолжал совершенствовать свой щелочной аккумулятор и, наконец, в 1909 году отрапортовал об успешном завершении работы. Новая версия 100-мильной батареи, по заверениям Edison Electric Illuminating Company, была не только лишена прежних недостатков, но стала еще более емкой и могла прослужить в 3−10 раз дольше, чем свинцовые Exide. Для рекламы нового продукта Эдисон организовал автопробег протяженностью 1600 км на нескольких электромобилях популярных марок Bailey и Detroit Electric. В ходе гонки машины легко преодолевали заявленные 160 км без единой остановки, а процесс зарядки батарей «под горлышко» протекал вдвое быстрее, чем прежде.

Первый гибрид

Остается загадкой тот факт, что великий экспериментатор Эдисон не попробовал (или не захотел?) применить на практике известную к тому времени технологию рекуперативного торможения. Ее адаптация к электрической силовой установке могла бы удлинить «короткий поводок» электромобиля на 20−30% даже с обычным свинцовым аккумулятором. Справедливости ради надо сказать, это непросто даже сегодня, в XXI веке. Тем не менее электрические тормоза все-таки были созданы. В 1905 году их воплотил в металле инженер-электрик из Денвера Оливер Фритшле. Кроме того, независимо от Эдисона к 1908 году он построил собственную 100-мильную свинцовую батарею и с ее помощью совершил путешествие на электромобиле из провинциальной Небраски в Нью-Йорк. Даже в условиях дикой осенней распутицы машина Фритшле исправно пробегала по 160 км в сутки на одной зарядке. Первым научился оценивать остаточный километраж батареи тоже Фритшле. Он использовал для этого так называемый Milostat — калиброванный особым способом ареометр, настроенный для измерения плотности электролита.

И все же революции в автоиндустрии не получилось. Проект стоимостью $3,5 млн ($80 млн в нынешних ценах) провалился. Батарея Эдисона была хороша всем, кроме цены. Она стоила в 3,5 раза дороже свинцовой Exide. За эти деньги можно было купить новую «Жестяную Лиззи» и на оставшуюся сдачу полгода заправляться бензином.

Пожар в Уэст-Орандж

В этот момент в нашем электрическом сюжете появляется новый персонаж, долгое время остававшийся за кадром. Это не кто иной, как великий и ужасный Генри Форд. Надо сказать, что до конца своей жизни Форд буквально боготворил Эдисона. Эдисон же, благословивший Форда на разработку автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, в свою очередь относился к нему с огромной теплотой и уважением. Форд умел делать хорошие машины, а Эдисон знал толк в электричестве. Нет ничего удивительного в том, что эти незаурядные личности в один прекрасный день 1912 года приняли решение взорвать авторынок Штатов и наводнить его доступными автомобилями с логотипом Ford на капоте и аккумулятором Edison под ним.

Друзья не стали тянуть время и в обстановке секретности приступили к реализации идеи. Целевыми параметрами будущего бестселлера были выбраны разумная цена в пределах $500−750 и шикарный запас хода от 80 до 160 км. На заводе Форда в Хайленд-Парк инженеры Сэм Уилсон, Фред Аллисон и гуру электротехники Алекс Черчуорд в течение двух лет корпели над шасси и силовой установкой электрического Edison-Ford.

В качестве донора была выбрана неубиваемая рама из ванадиевой стали от Model T. Ее конфигурацию слегка видоизменили и вварили под сиденье подрамник для батареи. Подвеску и рулевое управление решили использовать без всяких изменений. Трансмиссия отсутствовала, а переключение на задний ход осуществлялось сменой полярности контактов. Поток крутящего момента от расположенного в корме электродвигателя постоянного тока (это же Эдисон!) на заднюю ведущую ось передавался посредством металлической цепи.

К 1913 году в Хайленд-Парке имелась как минимум одна экспериментальная машина. Во время дорожных испытаний из-за перегруженной кормы она продемонстрировала весьма посредственную управляемость, и в 1914 году по предложению ведущего инженера Ford Motor Company Юджина Фаркаша, соавтора «Жестяной Лиззи», исходная схема была радикально переделана. Фаркаш перекинул двигатель с кормы на передок, а для привода задней оси вместо цепи была использована схема, «слизанная» у Detroit Electric, — карданный вал и редуктор с червячной передачей. В целях улучшения развесовки шасси батарею пришлось разделить на два блока, один из которых оставили под сиденьем водителя, а другой поместили на подрамник мотора.

В итоге управляемость Edison-Ford стала вполне приемлемой, но в заданные боссами параметры машина все равно не вписывалась. Причиной тому были все те же злополучные железоникелевые батареи Эдисона. С ними происходила какая-то чертовщина. На стендах лаборатории Edison Electric Illuminating Company в Уэст-Орандж они вели себя великолепно, но как только их отправляли в Хайленд-Парк, начинались проблемы. Черчуорд не раз предлагал запустить практически готовую машину в серию со свинцовыми аккумуляторами, оставив Эдисону время для доработки его продукта, но Форда это предложение выводило из себя. Он просто не мог подвести своего кумира.

В конце 1913 года слухи о секретном проекте просочились в прессу, и 11 января 1914 года Форд был вынужден дать интервью по этому поводу влиятельной The New York Times. Он признал, что в союзе с Эдисоном готовит к выводу на рынок доступный электрический автомобиль с батареей нового поколения. Эта батарея уже имеется в наличии, и она перевернет представления публики о возможностях передовых технологий, утверждал Форд.

Вскоре после этого стало известно, что компанией, аффилированной с капиталом сына Форда, Эдсела, тихой сапой были куплены контрольный пакет акций гидроэлектростанции в Ниагара-Фоллз, земельный участок под промстроительство на Вудвард-авеню в Детройте и подготовлен контракт по поставке в адрес Ford Motor Company 100 000 батарей компании Эдисона. В мае 1914 года под натиском репортеров Мистер Электричество заявил буквально следующее: «Терпение, господа! Скоро вы сами все увидите! Форд уже занимается заказом оборудования для завода. Я абсолютно убежден, что в больших городах — таких как Нью-Йорк — в ближайшем будущем электромобили будут доминировать над другими видами транспорта».

Эпилог

Шло время, но обещанный чудо-электромобиль Edison-Ford не появлялся. Форд тем временем взорвал настоящую бомбу, запустив первую в мире линию конвейерной сборки автомобилей и начал штамповать Model T как пуговицы — со скоростью одна машина за полторы минуты. Электрическая тема выдохлась, и лишь в конце декабря 1914 года газетчики пару дней вяло дискутировали о причинах загадочного пожара, уничтожившего лабораторию Эдисона в Уэст-Орандж со всей документацией. Но публика этого не заметила — первые полосы ведущих изданий уже были забиты сводками с Первой мировой…

Финал этой более чем десятилетней эпопеи выглядит скомканным и нелогичным. Сторонники теории заговоров объясняют случившееся давлением со стороны нефтяных компаний, а поджог лаборатории Уэст-Орандж — их последним «китайским» предупреждением Форду и Эдисону. Но, думается, все проще. Сто лет назад электричество не выдержало конкуренции с дешевым бензином, а электромобили с появлением электрического стартера Чарльза Кеттеринга потеряли свое главное преимущество — легкость запуска двигателя.

С ростом дорожной сети и появлением трансамериканских хайвеев покупателям стали нужны машины, способные совершать большие перегоны. Да и электрификация Америки шла неравномерно, в отличие от насыщения ее бензоколонками Standard Oil Company, которые можно было встретить в любой глухомани.

Что же касается Форда и Эдисона, то горевать из-за неудачи им просто не хватало времени. У каждого из них была куча работающих проектов и новых идей. А электромобиль? Электромобиль «притворился мертвым», чтобы воскреснуть на новом витке истории.