Калифорнийская компания Lit Motors обещает уже в 2014 году запустить в серийное производство настоящий гирокар. Модель C-1 продемонстрировали в виде полноразмерного макета и приоткрыли завесу тайны над некоторыми техническими подробностями. Имеет ли идея гирокара прикладное значение?
Генеральный директор Lit Motors Дэниел Ким всегда любил транспорт. «Техника развивается по Дарвину, — говорит он. — Действует такой же естественный отбор, как и в живой природе. Сильный ест слабого, одни разновидности выживают, другие исчезают». Он объездил полмира, изучая транспортные средства, передвигаясь на «Синкансенах» и велорикшах, — чтобы понять, чего в технической «экосреде» не хватает. В 2003 году Ким вернулся в Штаты и основал Lit Motors, задавшись целью построить идеальный Sport Utility Vehicle. Сложно сказать, как у него получаются SUV’ы, но в 2011 году Ким продемонстрировал миру C-1, названный «первым гироскопически стабилизируемым смартфоном на колесах». Правда, слово «первый» — это преувеличение.
Что такое гирокар
Некогда мы писали об однорельсовых гировагонах Луи Бреннана («ПМ» №6'2009), где подробно осветили принцип работы гиростабилизатора, в том числе и установленного на легендарном гиромобиле графа Петра Петровича Шиловского, построенном на заводе Wolseley в 1914 году. Чтобы не заставлять читателя поднимать архивы, кратко повторим основные принципы.
Гироскоп — это устройство, работающее по принципу юлы (точнее, наоборот, юла работает по принципу гироскопа). Когда маховик гироскопа вращается в некой плоскости, а мы пытаемся сдвинуть его в плоскости, перпендикулярной указанной, гироскоп будет «сопротивляться» усилию, восстанавливая исходное положение оси вращения. Гироскоп, установленный на гирокаре Шиловского, использовал для стабилизации 600-килограммовый маховик диаметром около метра. Были проведены опыты: несколько взрослых мужчин так и не смогли опрокинуть гирокар — его устойчивость была значительно лучше устойчивости обыкновенных четырехколесных машин. Но с выключенным двигателем гирокар заваливался набок (для стоянки выдвигались боковые колесики) — и это было серьезным техническим недостатком.
Колесо истории
Про гирокар Шиловского мы писали достаточно подробно. Но между ним и конструкцией Кима имел место некий эволюционный ряд. Гирокар Шиловского закончил свое существование печальным образом. По бюрократическому недосмотру в 1948 году он был признан не имеющим ценности экспонатом, изъят из музея Wolseley и разрезан на металл. Но еще до того, в 1929 году, был построен второй гирокар — на этот раз пионером гироскопической техники Луи Бреннаном. Если над одноколейными железными дорогами австралиец работал серьезно, то гирокар стал его поздней игрушкой. На тот момент Бреннану было уже 77 лет. Пожилой инженер хотел заручиться финансовой поддержкой армии, но в итоге был вынужден искать спонсоров на «гражданке», так как ни австралийские, ни английские, ни американские военные оригинальной идеей не заинтересовались и преимуществ в ней не увидели.
Под передними сиденьями гирокара Бреннана располагались два гироскопа, вращающихся навстречу друг другу; они раскручивались до 3500 об/мин от 24-вольтовых электромоторов. Бреннан исправил некоторые недочеты Шиловского: водитель мог отключить двигатель и уйти — поддерживающие ролики выдвигались автоматически, и лишь потом двигатель самостоятельно прекращал работу. После разочарования в армейских ведомствах Бреннан демонстрировал гирокар руководителям компаний «Остин», «Моррис», «Ровер», но никто не хотел вкладывать средства в малопонятную технологию, не имеющую явственных преимуществ. В 1932 году Бреннан погиб под колесами автомобиля (не гирокара — вполне обычного), а его машина была разобрана.
Существовал и еще один действующий гирокар — Gyro-X, появившийся «в металле» в 1967 году. Над ним работала очень сильная команда: разработал гироскоп признанный авторитет в этой области Томас Саммерс, а кузов нарисовал великий и ужасный Алекс Тримулис, икона американского автодизайна. Создатели планировали целое семейство гирокаров — от семейных автомобилей до военных тягачей, а продемонстрировать систему решили на примере спорткара. Их работа была продолжением разработанного пятью годами ранее проекта гировагона изобретателей Гарри Феррейры, Эрнеста и Луиса Суинни.
Gyro-X был маленьким и прекрасно управляемым. Его аэродинамические качества были намного лучше, чем у спортивных автомобилей и мотоциклов того времени, а на крутых поворотах овальных треков он, не теряя скорости, поддерживал вертикальное положение. В отличие от предшественников, Gyro-X имел очень легкий маховик, всего 12 кг, но это компенсировалось скоростью его вращения (6000 об/мин). Инерции хватало на то, чтобы поддерживать машину в вертикальном положении в течение чуть ли не получаса после остановки двигателя. Минусом была сложность пуска Gyro-X: для раскрутки гироскопа требовалось около трех минут. В любом случае рекламную войну Саммерс и Тримулис проиграли. Демонстрации ни к чему не привели, и замечательная машина канула в Лету.
Больше работавших дорожных гирокаров в классическом понимании термина не существовало. Правда, в разное время появлялись конструкции-«имитаторы» и близкие по духу системы. Например, на многих снимках запечатлен Ford Gyron 1961 года — но это лишь полноразмерный макет, шоу-кар без двигателя и гироскопа. Стоит еще добавить, что специалисты американского института National Robotics Engineering Center разработали и продемонстрировали гироробот-моноцикл Gyrover — в виде большого колеса. Теоретически его можно использовать, например, для движения по лунной поверхности. В разное время было запатентовано, а порой и изготовлено в виде макетов около двух десятков различных гирокаров, но «в металле» они воплощения не получили.
Lit Motors
Преимущества гироскопической системы в какой-то мере «взаимокомпенсируются» ее недостатками. На железной дороге одним из важнейших плюсов является уменьшение собственной стоимости путей — примерно в два раза. Кроме того, гиропоезд предъявляет значительно меньшие требования к качеству дороги. Но для гирокаров строить специальные пути не нужно, и сэкономить на строительстве не получится. Соответственно, все свои преимущества гирокар должен продемонстрировать независимо от дороги, так сказать, самостоятельно.
Дэниел Ким пришел к выводу, что «дарвиновский отбор» несправедливо обошелся с гироскопическим транспортом, и что недостатки гирокаров не мешают сделать еще одну попытку. Соответственно, важнейшим фактором при разработке модели C-1 было максимальное использование преимуществ гироскопа.
В первую очередь, два колеса в линию позволяют сделать гирокар сколь угодно узким — как мотоцикл. Из трех предшественников Кима этим воспользовался только Алекс Тримулис при создании Gyro-X. Ким же пошел еще дальше и спроектировал машину, ничем, кроме гироскопа, не отличающуюся от мотоцикла. Его Lit C-1 узкий, он может спокойно преодолевать пробки, проезжая между полос. При этом он сильно выигрывает у мотоцикла в устойчивости и, соответственно, может преодолевать повороты на значительно большей скорости почти без наклона кузова. Кстати, именно на прохождение поворотов Ким обратил особенное внимание. Чтобы избежать ошибок предшественников, он обеспечил маховикам дополнительную степень свободы, разместив их на подвижной подвесной раме, контролируемой электроникой.
Маховиков в C-1 два, они небольшие и имеют высокую скорость вращения (привет Тому Саммерсу). Правда, точные цифры Lit Motors пока держит в секрете, что наводит на определенные сомнения. Оглашается только развиваемый суммарный крутящий момент — 1950 кг/м.
К слову, в какой-то мере Ким использовал в C-1 принцип легендарных швейцарских гиробусов — автобусов, движущихся за счет энергии вращающегося маховика. Конечно, в движение С-1 приводится электродвигателем (точнее, двумя мотор-колесами общей мощностью 40 кВт), но его маховики все-таки выполняют задачу накопления энергии, излишки которой отдают через посредство генератора в бортовую сеть машины.