ИЗОБРЕТАТЕЛИ ВЕЛОСИПЕДОВ

На улице солнечно. На асфальте передо мной блестит двухметровая пластиковая капля на трех колесах.

Бернард Варно, конструктор машины, сдвигает половину корпуса назад. Я залезаю в кабину. Ложусь на горизонтальное сиденье, ставлю ноги на педали. Бернард что-то поворачивает за моей спиной. Подголовник приподнимается.

— Так удобнее? — спрашивает Бернард.

Я киваю. Чувствую себя как в шезлонге. Вытягиваю руки вдоль тела, и в руках оказывается руль.

Бернард задвигает колпак кабины. Передо мной, за прозрачными стеклами кабины, дорога. Бернард что-то негромко говорит с улыбкой и машет рукой — дает старт, и я нажимаю на педали. Какое-то время Бернард бежит рядом, затем отстает. Стрелка спидометра подползает к отметке 30 километров в час… 35… 40. Но кажется, что скорость намного выше. Бернард предупреждал, что в веломобиле человек сидит непривычно близко к земле, отсюда и это ощущение.

На спидометре — 45. А педали веломобиля, который я веду впервые в жизни, вращаются почти без сопротивления.

…Велосипед сегодня модно называть транспортом двадцать первого века. Доводы его поклонников известны: велосипед не требует горючего, а значит, не тянет за собой удушливый шлейф выхлопных газов. Полезен для здоровья, занимает на дороге меньше места, чем автомобиль. Но можно ли рассчитывать, что 31 декабря 1999 года с улиц городов, как по мановению волшебной палочки, исчезнут автомобили и мотоциклы? Чтобы въехать на велосипеде в двадцать первый век, сесть на него нужно уже сегодня. Так ли это просто?

У современного велосипеда два порока — недостаток скорости и отсутствие комфорта. Как избавиться от этих недостатков? Да и есть ли смысл? Может ли сравниться двигатель в одну человеческую силу со сложным мощным механизмом, несущим вперед автомобиль?

— В течение десяти секунд человек может развивать мощность в 1,5 киловатта,— говорит доцент Вильнюсского инженерно-строительного института Витаутас Довиденас. — В течение часа человек может выдавать мощность 200 ватт, восемь часов подряд — 150 ватт. По сравнению с десятками киловатт автомобиля это немного. Но давайте разберемся, на что тратит автомобиль свои десятки «лошадей». При скорости в 10 километров в час примерно треть его мощности уходит на борьбу с сопротивлением воздуха. При 2 километрах в час на это уходит уже половина ресурса. При 30 и более — 90 процентов мощности вылетает буквально на ветер! Кроме того, нельзя забывать, что в основном оставшаяся энергия автомобиля уходит на перевозку самого автомобиля.

Таким образом, при мощности в 50 лошадиных сил автомобиль тратит с пользой, на движение, всего 500 ватт. Человек, как мы сказали, в состоянии свободно развить 150 ватт. Разница не так уж велика.

Чтобы доказать это, нужно было построить удобный быстрый экипаж с мускульным приводом. В 1976 году, когда начиналась работа над ним, Бернард Варно еще не учился в ВИСИ, и Довиденас строил свою «лодку на колесах» без него. Почему лодку?

— Среди моих студентов были энтузиасты гребного спорта,— вспоминает Витаутас.— И однажды уговорили меня покататься на олимпийской «четверке». Я проплавал полтора часа и понял, что более удобного движения для веломобиля не придумать. На обычном велосипеде работают только ноги. На лодке во время гребли работает все тело.

30 процентов энергии дают руки, остальное — спина, плечи, ноги. Хороший гребец во время гребка развивает усилие в 200 килограммов! И, что важно, движение гребца отшлифовано веками плавания.

Размеры посадочной базы взяли один к одному с «четверки», только сиденье развернули на 180 градусов, чтобы веломобилист смотрел вперед, а не назад, как в лодке.

Витаутас Довиденас со студентами подготовили чертежи, потом каждый взял на себя изготовление одного из узлов. Когда узлы были готовы, веломобиль собрали за один день.

Два колеса впереди, заднее— управляющее. Весел, конечно, не было. Вместо них тяга-привод. Тянешь за трос, он раскручивает колесо, затем сам скользит обратно с помощью храпового механизма.

Испытывал новую машину сам «главный конструктор».

— На шоссе отмерили контрольный участок в двести метров длиной,— говорит В. Довиденас.— Один из ребят встал с секундомером. Я разогнался. Удивительно приятное движение. Дыхание синхронизировано с гребками, сила необычайно легко превращается в скорость. Контрольный участок прошел со скоростью 40 километров в час. И еще 500 метров катился по инерции. Это расстояние в два-три раза выше, чем у спортивного велосипеда. Потом наездил на этой машине не одну сотню километров. Даже зимой, по скользкому шоссе, она шла устойчиво. Поэтому мы решили все машины делать трехколесными.

Три колеса — это был вклад первой машины в сегодняшний вариант веломобиля. А вот от движения гребца пришлось отказаться: чтобы уменьшить сопротивление воздуха, пассажира решили «положить», а лежа не погребешь. Аэродинамические расчеты показывали, что голова веломобилиста должна быть впереди. Тогда воздух равномерно, без завихрений обтекает движущуюся машину. А как удобнее лежать? Конечно, на спине. Но тогда веломобилист не увидит дорогу. Лечь на грудь? В таком положении, как показали эксперименты, во время работы неудобно дышать, да и попробуйте-ка, лежа на груди, поднять голову и подержите ее так хотя бы пять минут. Шея отвалится!

Довиденас засел в библиотеке. Изучал антропометрию, физиологию, эргономику… Постепенно понял, что первые модели веломобиля были не более чем поделки любителей. Как ему сразу не пришло в голову, что мощность мышцы тем больше, чем больше ее объем! Тогда она может освоить больше кислорода, который легкие поставляют в организм! Самые крупные мышцы — ножные. Конечно, ноги должны толкать веломобиль.

В следующей модели веломобилист полулежал на спине. Ноги — впереди — одновременно толкают две педали. И хотя модель в отличие от предыдущих поставили на тонкие колеса спортивного велосипеда, сопротивление которых меньше, велосипедист, мастер спорта, сумел развить скорость всего 45 километров час, как на обычном велосипеде. Эту модель признали неудачной.

— Однако строили ее не зря,— говорит Витаутас Довиденас. — На ней мы отработали позу. На ней убедились, что ногам все-таки ближе попеременная работа, как при ходьбе. Все спортсмены, проводившие испытания по нашей просьбе, отмечали, что быстро устают. Это происходило как раз из-за монотонности, «скучности» движений.

На ошибках, как известно, учатся. И на следующей модели спортсмен уже не толкал, а крутил педали. Кроме того, у нее был уменьшен «мидель» — поперечное сечение, создающее сопротивление воздуху, а для лучшего обтекания на веломобиль надели «кабину» из полиэтиленовой пленки. Весила кабина всего 2 килограмма. И это было важно — каждый килограмм веса снижает скорость.

В изготовлении этой модели принимал участие и Бернард Варно.

Работать Бернард любит и умеет. До армии работал мотористом на электростанции, учился в вечерней школе. Отслужив в армии, поступил в вильнюсское профтехучилище и получил специальность сварщика. Таких, как он, окончивших училище с четвертым разрядом, было всего четверо, остальным присвоили третий.

После профтехучилища четыре года подряд завоевывал на республиканских конкурсах звание «Лучший сварщик Литвы». Построил автомобиль для сына. Настоящий автомобиль с бензиновым двигателем, с педалями газа, сцепления, с тормозом. Пятилетний сын с гордостью «гонял» по двору на скорости в десять километров в час, а Бернард смотрел на него и думал, что, знай он больше, машину можно было сделать по-другому, лучше.

На следующую осень он поступил на вечернее отделение ВИСИ. Работа с Довиденасом началась не совсем обычно.

— Однажды шел по коридору и увидел объявление,— вспоминает Бернард.— В объявлении было написано, что зачет по теории механизмов можно сдать практически. Я удивился…

Педагогический прием Довиденаса оказался удачным. Бернард зашел на кафедру, и с этого дня у Довиденаса появился помощник, единомышленник. Бернард Варно так «заболел» веломобилями, что когда проектно-конструкторский технологический институт Министерства местной промышленности Литовской ССР пригласил его для разработки промышленного образца спортивного веломобиля, он не задумываясь оставил прежнюю работу.

Три колеса, горизонтальная поза, вращение педалей, тонкие спортивные колеса, корпус… Все наиболее удачные решения предыдущих моделей предстояло объединить в одной новой.

В институте Бернард работал, как говорится, мастером на все руки. Делал чертежи и эскизы за кульманом, от кульмана шел к станкам — пилил, точил, варил, сверлил. Консультировался с директором института Арунасом Рамонисом, ехал к Витаутасу Довиденасу и вновь становился за кульман… Он решил сделать корпус веломобиля несущим, крепить конструкцию прямо на нем. Для этого Бернард поехал на Пренайский завод спортивной авиации, знаменитый своими планерами.

Там помогли «вписать» корпус будущей машины в аэродинамические кривые, обеспечивающие ей минимальное сопротивление воздуха. Форму для изготовления корпуса — две большие «лодки» из дерева — он делал сам. И своими руками формовал корпус из стеклопластика.

Он сел в машину первым. Пробовал ее на крутых поворотах. Машина шла отлично. Бернарду удалось разогнать ее до 55 километров в час!

Вскоре новый веломобиль испытали в соревнованиях. Стартовали одновременно велосипедисты и веломобилисты. Соревноваться с веломобилем велосипед не смог. Сверкающая капля промчала дистанцию со скоростью 65 километров в час!

— Резерв у веломобиля далеко не исчерпан,— говорит Бернард. — Я сейчас думаю о транспортной модели со скоростью до 90 километров в час.

— Девяносто? За счет чего?!

— За счет отказа от вращения педалей и «двухмоторной системы».

Вращение педалей я собираюсь заменить на толкание. У педалей есть две мертвые точки. Если нарисовать график передачи силы ноги на колесо, получается, что, заменив вращение на поступательное движение, удастся повысить силу в полтора раза. Да еще, как я сказал, два «мотора». А чтобы веломобиль мог набирать скорость так же быстро, как автомобиль, добавим и ручную тягу. В новом веломобиле будет багажник, место для третьего пассажира. Например, муж и жена смогут взять с собой в длительную прогулку ребенка. Может быть, сделаем этот веломобиль амфибией. Тогда два приятеля-рыболова смогут доехать на нем до озера, отплыть на середину, отодвинуть колпак кабины и всласть половить рыбку. Но можно будет ездить и одному…

Кстати, Витаутас Довиденас согласен с Бернардом, что вращение педалей — это не самый эффективный способ передачи, хотя согласился после долгих споров. Но так, наверное, и должно быть. Как говорят, в спорах рождается истина.

А. ФИН, инженер