Одна из долгоживущих идей — гусеница — водоходный движитель. X. Бэйкер в 1885 г. получил в США патент на гребную гусеницу, составленную из пустотелых цилиндров — кроме движения она должна была еще и обеспечивать судну плавучесть.
Более чем через сто лет после первой конструкции Фултона к использованию вращения гусеницы для движения по воде вернутся уже в машинах-амфибиях.
Ну, а на суше назрело два направления — широкое строительство дорог и создание паровых самоходных гусеничных машин. Область применения последних виделась еще узкой. В 1832 г. англичанин Джон Гиткот решил поставить паровой локомобиль на моногусеницу, рассчитывая использовать его «для осушки и разработки болотистых земель, слишком вязких для возделывания при помощи лошадей и рогатого скота». Паровой локомобиль, построенный в 1837 г., монтировался на раму с колесами большого диаметра, эту конструкцию целиком охватывала замкнутая полотняная лента с наклеенными на нее поперечными деревянными рейками (еще одна древняя идея — гати из циновок). Таким образом, уже на заре появления гусеничных машин определились два типа «гусениц» — гусеничная цепь из отдельных шарнирно соединенных звеньев (траков) и бесшарнирная гусеничная лента. Вопрос поворота, видимо, просто не стоял. Машина Гиткота весила около 30 тонн и на практике работала, как утверждают… один день, пока не увязла в болоте. Часто ее именуют первым гусеничным трактором, но скорее это был именно локомобиль, т. е. перевозимый двигатель.
В 1836 г. во Франции близ Бордо испытаниями гусеничного движителя занимался Доминик Кабарюс — на песчаной местности он возил тачку с деревянными «рельсами». Причем изобретатель признавал, что «подвижные рельсы» лучше делать «из металла» — тогда на той же тележке можно было бы «везти 1200 фунтов» вместо 800, как на деревянных. Гусеничные «экипажи» Кабарюс предлагал использовать для «исследования пустынь», экспедиций в Америке и покорения «снегов, покрывающих север Европы». В те же 1830-е годы свой вариант «бесконечных рельсов» предложил живший во Франции польский математик, бывший артиллерист Юзеф-Мария Хене-Вронский.
Проекты гусеничных ходовых частей: вверху — Дж. Кейли, 1825 г. (обратим внимание на поперечные ролики для поворота); внизу — Дж. Уэлча, 1857 г. (обратим внимание на упругую подвеску ходовой части к платформе повозки).
В 60—80-е годы XIX в. в Европе начинают использовать паровые тягачи для обработки земли, в тот же период исследуют сопротивление движению грунтовых дорог и покрытий. Это побуждает к дальнейшим работам по увеличению проходимости и силы тяги «дорожных локомотивов».
В 1857 г. англичанин Уильям Ньютон взял патент на «усовершенствованное устройство подвижных рельсов для движения паровых машин по обыкновенным дорогам и вовсе без дорог». В это же время Джеймс Уэлч предложил «усовершенствованную переносную рельсовую дорогу» с траками в виде рельсов с массивными опорными «башмаками», причем «башмак» располагался в районе шарнира цепи. Существенная особенность проекта: появление в нем упругой подвески — гусеничный ход крепился к корпусу через полуэллиптическую рессору. В 1858 г. предложен гусеничный движитель Бертона. В том же году Уоррен П. Миллер представил в Калифорнии (США) макет гусеничного трактора с паровым двигателем. Его гусеница, перекинутая через большие колеса в передней и задней частях машины и опорные катки малого диаметра, включала отдельные «башмаки», соединенные продольными звеньями, которые служили рельсами, зацепление гусеницы — цевочное. В 1859-м Миллер запатентовал свою «машину-локомотив» как возможный тягач для сельскохозяйственных орудий (плуга, бороны, сеялки) или грузовых повозок, шасси для цепного экскаватора. Однако реальную машину так и не построил.
Патент У. Миллера 1859 г. (США) на паровой трактор со стальными звеньевыми гусеницами.
Издавна известна возможность увеличить проходимость повозки и усилие при преодолении препятствий увеличением диаметра колеса (достаточно вспомнить арбы Средней Азии или Кавказа). Попытки использовать колеса большого диаметра делались еще в паровых экипажах начала XIX в. — упомянутая повозка Тревитика имела ведущие колеса диаметром 3 м, Гордона — ведущие колеса-барабаны диаметром 2,7 м. Чуть позже высокое колесо решили дополнить опорными «башмаками», уменьшающими удельное давление повозки на грунт. «Башмаки», шарнирно подвешенные по ободу, имелись, например, на ведущих колесах трактора-локомотива «дорожного поезда» братьев Диетц (1835 г.). По сути, те же «башмаки», но только шарнирно соединенные друг с другом, представляла собой звеньевая цепь, надеваемая на одно колесо, предложенная в 1831 г. Льюисом Гомперсом. Размеры звеньев гусеницы — траков — рассчитывались так, чтобы на грунте под колесом всегда находились два трака. В 1846 г. «колесо с бесконечным рельсовым путем» запатентовал англичанин Джеймс Бойделл — по ободу колеса шарнирно крепились длинные «башмаки» («лыжи») с «рельсами». Их крепление и форма рассчитывались так, чтобы два нижних «башмака» образовывали для колеса ровный гладкий путь. Бойделл предложил ставить такие «рельсы» на переднее и задние колеса трехколесного парового «дорожного локомотива». Но распространение получили более простые «локомотивы» с обычными колесами.
А вот более простой вариант «шагающего колеса» с «башмаками» долго использовался, например, в артиллерийских орудиях — оно так и именовалось «артиллерийским колесом». Правда, в артиллерии «башмачный пояс» колеса служил не столько для увеличения проходимости, сколько для уменьшения отката орудия при выстреле. В годы Первой мировой «шагающие колеса» достаточно широко использовались в тяжелой артиллерии — заметим, что позже именно здесь найдут применение и гусеничные несамоходные лафеты.
«Ходячее колесо» Э. Дюнлопа, проект 1861 г.
«Ходячее колесо» Б. Диплока, патент 1900 г.
Идея «башмака» казалась плодотворной и для транспортной машины. В 1861 г. Эндрью Дюнлоп разработал «ходячее колесо» — к колесу большого диаметра на качающихся рычагах крепились опорные рельсы с поперечными «башмаками»-шпалами. Во Франции в 1871–1874 гг. выдано 36 патентов на изобретение «подвижных рельсов» и «шагающих» колес. В 1887 г. патент на «колесо с бесконечными рельсами» сравнительно сложной конструкции получил аргентинец Уильям Фендер. В 1891 г. появилось «ходячее колесо» Кларка — хотя это скорее был стопоходящий движитель. В 1899 г. свой вариант «шагающего колеса» запатентовал в Великобритании инженер Брама Дж. Диплок. Собственно колеса здесь не было — система рычагов удерживала шарнирную цепь с подвешенными к ней «башмаками» так, чтобы при вращении «колеса» на грунт всегда опирались три «башмака». В 1904 г. построен опытный паровой трактор с четырьмя такими приводными колесами. Диплок основал фирму «Педрэйл Трэнспорт Компани» и использовал ту же схему шарнирно подвешенных «башмаков» не только в «шагающих колесах» (конструкция которых менялась от патента к патенту), но и в гусенице. Схемы «шагающих» колес будут предлагаться еще не единожды.
«Аппарат для машин, предназначенных для обработки земли», запатентованный Г. Графтоном в 1860 г., — передние и задние катки каждого борта сделаны поворотными для изменения направления движения. Любопытно, что гусеницы изобретатель предлагал изготавливать «из индийского каучука или же из иного гибкого материала».
Опыты с гусеничным движителем в XIX в. оставались сравнительно малоизвестны, так что гусеницу «изобретали» не однажды. Не остались в стороне и русские изобретатели. Еще в 1785 г. вышла книга профессора земледелия И.М. Комова «О земледельческих орудиях», в которой высказана идея применения для повозок неколесного хода, повышающего проходимость, но типа такого хода знаменитый агроном указать, конечно, не мог. 12 марта (по старому стилю) 1837 г. штабс-капитан артиллерии Дмитрий Загряжский подал в Министерство финансов Российской империи прошение о выдаче ему «привилегии» (как именовался патент) на «экипаж с подвижными колеями». В обычном экипаже колеса заменялись ходами, состоящими из опорного катка и шестигранного направляющего колеса, на которые надевалась звеньевая гусеница, изготовленная из железа. Шаг гусеницы соответствовал грани направляющего колеса. Такой небольшой «гусеничный ход» еще и снабжался винтовым механизмом регулировки натяжения гусеницы. Загряжский писал, что «цепи сии заменяют до некоторой степени железную дорогу, представляя колесу всегда гладкую и твердую поверхность», при этом считал, что «лошадь может везти в таковых повозках двойную тяжесть» и что «они могут быть употребляемы как на шоссе, так и на обыкновенных дорогах, преимущественно же полезны на песчаных и грязных, где цепь, окружающая колесо, не допускает его врезываться в песок или грязь». 13 сентября того же года после внесения пошлины в 1200 рублей Загряжскому выдана запрашиваемая привилегия на введение его изобретения в Российской империи. Привилегия выдавалась «на шесть лет, по 13-е октября 1843 года». Однако изобретение так и не было реализовано, и уже в 1839 г. решением Департамента мануфактур и внутренней торговли действие привилегии прекратилось. Да и вряд ли такой движитель оправдал бы себя — площадь опорной поверхности его была невелика, и небольшое улучшение проходимости не компенсировало бы увеличение веса повозки и сопротивления ее движению. Не говоря уже о том, что при повороте такая повозка на «грязной дороге» начала бы загребать грунт и скорее всего завязла.
В марте 1839 г. Василий Тертер получил привилегию на «переносную подвижную железную дорогу с грузовым снарядом, катящимся по настилающейся подвижной дороге», также оставшуюся нереализованной. В начале 1863 г. выходец из крестьян коллежский асессор Маклаков смог получить десятилетнюю привилегию на «дорожный снаряд „Силач“ с „катковой цепью“», которая должна была обкатываться по внешней гусенице. Согласно описанию, ходовая часть «снаряда» представляла собой систему «катков, подвижносочлененных между собою посредством поводков, представляющая собою бесконечную цепь» и «путевые или наружные рельсы, которые могут быть неподвижные, как на железных дорогах, или подвижные, подкладные, находящиеся на самом аппарате». Еще один движитель для облегчения букси