Три периода истории развития автомобиля (по ф.Пикару): инженерный (до 1940-х годов).
Видный французский конструктор Фернан Пикар, в своем исследовании «Концепция автомобиля» (1957), делит историю конструирования на три периода.
Период ориентировочно до 20-х годов прошлого столетия называется изобретательским, когда главной задачей была материализация идеи, создания действующих машин, накопление и обобщение опыта.
Следующий период (до 40-х годов) – инженерный. В это время были разработаны основы теории и расчета автомобиля, появились более мощные и скоростные машины, началось их серийное производство.
Третий период, с перерывом на вторую мировую войну, начался с 50-х годов, его называли «дизайнерским»: на первый план выдвинулись проблемы соответствия машин требованиям эргономики, эстетики, их безопасность.
Пожарный автомобиль – транспортное средство, создаваемое на автомобильном шасси, и на него в полной мере распространяется приведенная периодизация. Но с некоторым смещением по времени, поскольку первый советский пожарный автомобиль был построен только в 1925 году. Именно с этого времени начинается активный изобретательский период, формирование отечественной школы в создании пожарных машин, построение первых образцов и модельных рядов ПА. Активное участие в этой работе принимает пожарная охрана, прежде всего технические подразделения Московского и Ленинградского гарнизонов.
Изобретательский продолжался до начала 40-х годов, но уже в середине 30-х на него наложился второй период, инженерный: начали разрабатываться методы расчета элементов пожарного автомобиля – насосов, башенного механизма и систем автолестниц, системы подогрева воды в цистерне выхлопными газами двигателя, методы испытаний ПА и пр.
30-е годы были наиболее продуктивным периодом становления отечественного пожарного машиностроения. Этот процесс происходил без какой-либо внятной концепции развития ПА, при отсутствии теории и методов расчета конструкции (они создавались в процессе конструирования), без опыта конструирования. Все делалось впервые, однако каждое техническое решение рождалось в результате активной дискуссии инженеров и специалистов пожарной охраны и принималось на уровне изобретения. Каждая последующая модернизация была связана с успехами в отечественном автомобилестроении или радикальными изменениями в технологии производства.
Постепенно формировалась технология производства пожарных автомобилей в Советском Союзе. Можно сказать, что принятые в то время принципиальные технические решения на многие годы определили развитие ПА в стране и в какой-то мере использовались до 90-х годов прошлого века. А некоторые оригинальные идеи были забыты, но вполне могут быть востребованы в начале наступившего нового столетия.
Именно в 30-е годы появилось понятие «пожарный автомобиль первой помощи», о котором в последние годы основательно забыли и вновь вернулись лишь спустя полвека, в середине 90-х годов.
В те годы конкурировали между собой две концепции автомобилей первой помощи: американская и французская.
Американская «машина тройной комбинации» предусматривала установку на шасси насоса, баков первой помощи, баллонов со сжатым газом для пневматической подаче воды из баков под давлением газов, и контейнера с рукавами.
Французский вариант («пассажирская модель») базировался на использовании выезда на пожар одного легкого автомобиля первой помощи с командой численностью 6 человек, снабженного баком первой помощи, причем две другие машины (основной автонасос и автолестница) должны были оставаться в депо и использоваться в случае необходимости (по вызову передового автомобиля). Отрицательной стороной парижского метода, по мнению советских специалистов, неоднотипность обоих автомобилей в пожарной части.
В нашей стране был предложен и реализован третий, альтернативный путь внедрения принципа «первой помощи». Заключается он в том, что автонасос снабжается баком для первой помощи и может выполнять как эту функцию, так и свое основное назначение на пожаре. Этот принцип оказался самым рациональным, придавая автонасосам универсальность, тактическую самостоятельность и оперативную гибкость. Безусловно, такое решение еще будет востребовано практикой.
Разновидностью автомобилей первой помощи является автомобиль химического тушения с оригинальным названием «Автогазовка ВАТО», созданный в те же годы для защиты специальных объектов. На автомобиле установлен бак первой помощи емкостью 400-800 литров, заполненный одним из огнетушащих растворов (пенообразователя или иных веществ, в зависимости от характера защищаемого объекта).
Раствор подается из бака под давлением 3-4 атм. сжатым воздухом, находящимся под давлением до 110 атм. В специальном баллоне с редуктором. Расход воздуха из баллона пополняется воздушным компрессором, приводимым от двигателя шасси. На этом автомобиле вывозится также 140 м резиновых рукавов диаметром 19 мм.
Другое оригинальное техническое решение, реализованное в «золотой» изобретательский период 30-х годов, — это «сверхмощный» автонасос НАТИ, изготовленный Московским заводом пожарных машин на 10-тонном шасси ЯГ-10 и предназначенный для ликвидации пожаров на нефтепромыслах, а также для ПВО городов: война была уже не за горами.
На автомобиле применены два двигателя мощностью по 114 л.с. каждый, установленных по концам шасси, а также два центробежных трехступенчатых пожарных насоса, смонтированных в центре автонасоса (скрыты в кузове) и снабженных водокольцевыми вакуумаппаратами. Параметры насосов: подача 3000 л/мин. при напоре 60 м вод. ст.
Передний двигатель может работать или как тяговый на задний ведущий мост, или на насос через дополнительную трансмиссию. Задний двигатель работает лишь на насос, с которым он соединен непосредственно.
От каждого насоса по обе стороны выпущено по одному всасывающему штуцеру диаметром 125 мм и по 2 напорных диаметром 75 мм.
В зависимости от оперативной обстановки на пожаре насосы могли работать в параллельном или последовательном режиме.
При параллельной работе обоих насосов с двумя всасывающими рукавами автомобиль работает в режиме насосной станции ПНС, обеспечивая двойную подачу (6000 л/мин.) при номинальном напоре (60 м вод. ст.).
При последовательной работе насосов со всасывающим рукавом у одного из насосов можно было обеспечить три режима работы автомобиля со следующими выходными параметрами:
подача (номинальная) – 3000 л/мин., напор 120 м вод. ст. – работа в режиме обычного автонасоса;
подача 2500 л/мин., напор 200 м вод. ст. – работа в режиме современного пожарного автомобиля типа «Высота-Н» для подачи воды в верхние этажи горящих высотных зданий;
подача 1450 л/мин., напор 300 м вод. ст. – работа в режиме подачи распыленной воды, например, для охлаждения резервуарных парков при тушении пожаров.
Применительно к современным условиям можно сказать, что в данной машине реализован принцип «4 в 1», т.е. один двухнасосный автомобиль может выполнять функции четырех автомобилей тушения, а именно:
обычного автонасоса (насосно-рукавного автомобиля) для ординарных пожаров;
пожарной насосной станции (ПНС) для тушения крупных пожаров;
пожарного автомобиля для тушения пожаров в высотных зданиях;
пожарного автомобиля высокого давления (АВД) для тушения нефтепродуктов.
В 50-е годы этот автомобиль исчез из производства, но видимо, напрасно: через 50 лет, после создания прототипа, в конце 70-х годов двухнасосный автомобиль был запатентован в США, правда, с одним приводным двигателем.
Можно предположить, что эта оригинальная техническая идея будет востребована в наступившем веке, но уже на новом качественном уровне.
В 40-е годы острые дискуссии шли по двум проблемам, оказывающим решающее влияние на компоновку ПА: по типу кабины для личного состава и по размещению насосного агрегата.
После проведения подконтрольной эксплуатации было признано, что оптимальным является кузов закрытого типа с поперечным размещением боевого расчета над ланжеронами рамы. Одновременно допускалось и продольно-поперечное размещение — для некоторых специальных пожарных машин.
Как правило, в головной кабине находились водитель и командир отделения, в пристроенном к ней помещении – личный состав отделения. Такая схема сохранилась до конца 90-х годов. А вот в середине 50-х годов был создан автомобиль химического пенного тушения. Его боевой расчет – 5 чел., но размещался он оригинальным способом: 2 чел. в кабине водителя, 3 чел. – в задней кабине для личного состава, но эта схема просуществовала недолго.
По расположению насоса все автонасосы и автоцистерны подразделялись на три типа:
с задним расположением;
со средним расположением;
с передним расположением.
Каждое из расположений имеет свои преимущества и недостатки.
Наиболее распространенным способом компоновки было и остается заднее расположение насоса. Он обеспечивает наибольшее компоновочное пространство для монтажа надстройки и кабины для личного состава, доступен для обслуживания.
Недостатки способа: наличие длинной и сложной трансмиссии между двигателем и насосом, системы длинных труб для подогрева насоса (были и такие в те времена), дополнительных тяг для управления двигателем и сцеплением. Кроме того, насос занимает значительное место в кабине, при этом возникают неудобства подъезда к водоему и гидранту.
Автомобили со средним расположением насоса имеют короткую и наиболее удобную трансмиссию и систему управления насосом. Однако подъезжать к водоему и обслуживать насос неудобно, так как патрубки выведены сбоку по обе стороны автомобиля. Кроме того, насос занимает значительное место в кабине, при этом возникают проблемы с обеспечением пассивной (послеаварийной) безопасности личного состава.
Переднее расположение насоса долгое время считалось наиболее предпочтительным из-за ряда преимуществ (удобство подъезда к водоисточнику, простота монтажа, отсутствие трансмиссии, удобство обслуживания и пр.). Однако проблемы, связанные с эксплуатацией насоса в зимний период, сводят на нет все названные преимущества: такая компоновка сейчас применяется редко.
На автомобилях 30-40 годов был применен ряд частных технических решений, которые остаются актуальными и для современных ПА.
К числу таких решений можно отнести:
подогрев воды в цистерне выхлопными газами двигателя с помощью жаровых труб, проложенных внутри цистерны (была даже разработана методика расчета теплоотдачи жаровых труб);
установка внутри цистерны перфорированных волноломов для снижения интенсивности колебаний воды при движении автомобиля;
размещение пенобака внутри цистерны для поддержания теплового режима пенообразователя;
установка цистерны в ложементы с креплением последних на лонжеронах через деревянные проставки; это исключительно грамотное инженерное решение, направленное на повышение долговечности цистерны, впоследствии, при очередной смене поколений (машин и конструкторов), было основательно забыто;
применение цистерны с поперечным сечением прямоугольной формы, но с эллиптическим (или полукруглым) днищем, облегчающим установку цистерны в ложементы;
дополнительное охлаждение двигателя шасси (при тушении пожара) водой, отбираемой от насоса, или за счет увеличения числа лопастей вентилятора системы охлаждения с 4 до 6 (в летний период);
применение на автоцистернах бака первой помощи для подачи первого ствола или для заливки насоса при неисправности вакуумной системы;
применение системы забора воды из водоисточника с использованием штатного компрессора базового шасси;
подогрев пожарного насоса в зимнее время за счет: отбора части охлаждающей жидкости от двигателя шасси и подачи ее в рубашку насоса (такую рубашку имели некоторые насосы, например насос Д-20) и установки коллектора (регистра), работающего от выхлопных газов двигателя, в утепленном насосном отсеке;
применение подогреваемой катушки первой помощи со шлангом диаметром 25 мм, располагаемой в утепленном правом заднем отсеке кузова;
подогрев отсека (кабины) для личного состава путем установки в нем регистра, работающего от выхлопной системы двигателя.
Представленный далеко неполный перечень оригинальных технических решений на автомобилях «ветеранах» показывает, сколь плодотворными были изобретательский и сменивший его инженерный периоды развития отечественных пожарных автомобилей.
Заключение В представленном выше кратком экскурсе в дореволюционную историю русского автомобиля, конечно, были упомянуты далеко не все имена отечественных изобретателей, внесших свою лепту в создание и становление автомобильного производства в России. И хотя дореволюционная Россия не имела высокоразвитой автомобильной промышленности, русские инженеры совершили ряд успешных попыток по разработке и изготовлению собственных конструкций. Остается лишь сожалеть, что ситуация, существовавшая российском автомобилестроении в начале века, когда русские автомобили - несмотря на их ограниченное количество - по своим ходовым качествам и качеству отделки не уступали импортным образцам, не сохранилась до наших дней.