суббота, 7 февраля 2015 г.

Неизвестный отечественный монорельс (часть 1)


...Почему отечественный монорельс можно назвать "неизвестным"? Когда говорят о монорельсовом транспорте, обычно приводят в качестве примера зарубежные конструкции в Германии, Франции, Англии, США, Японии...

Об истории же отечественного монорельса - не промышленного транспорта, а предназначенного для перевозки людей и грузов, к сожалению, мало кто слышал не только за рубежом, но и в нашей стране. И это - при том, что решения отечественных монорельсов на протяжении почти двухвековой его истории были на уровне зарубежных, а иногда идеи на десятилетия опережали свое время. 

Эти статьи - попытка хотя бы в общих чертах поведать читателям "историю забытых побед" этого перспективного, но до сих пор не нашедшего своего места в экономике нашей страны вида транспорта.

Впереди паровоза


Действительно, первый монорельс был создан в России на целых 15 лет раньше первого паровоза. В 1820 году в подмосковном селе Мячкове, Иван Кириллович Эльманов (по другим источникам - Ельманов) построил "дорогу на столбах": по верхнему продольному брусу катились вагонетки, которые тянули лошади.

В монорельсе Эльманова повозка катилась на специальном полозе по укрепленным на эстакаде колесам. К данной конструкции проявили интерес и в торгово-промышленных кругах; например, был проект использовать ее в Крыму для перевозки соли.

Вскоре, 22 ноября 1821 года, монорельсовый путь был запатентован в Англии Пальмером - он додумался до той же идеи самостоятельно и о Мячкове никогда не слышал. Пальмер построил свой монорельс в 1825 году, и именно с этого года за рубежом отсчитывают историю монорельсового транспорта, т.к о дороге Эльманова в Европе практически было неизвестно.

Поскольку Эльманов не сумел найти инвесторов для строительства дорог его системы, он впоследствии прекратил работы над своей идеей. В 1836 году князь Э.А. Белосельский-Белозерский сделал заявку на проект "самокатной дороги", которая отличалась от дороги Эльманова тем, что в ней предлагалось на эстакаде сделать два ряда колес. Автор получил монопольную привелегию, но В 1872 году в Москве на политехнической выставке был экспонирован опытный участок монорельсовой дороги системы Лярского. (Это было за 4 года до постройки в США монорельса на паровой тяге для United States Centennial Exposition.) Также есть упоминания, что в 1874 году Хлудов соорудил в России однорельсовую дорогу для перевозки леса. Не исключено, что в этот период в России существовали и другие монорельсовые дороги.

... Плюс электрификация

Прогресс в создании металлических конструкций в строительстве и начало промышленного использования электричества в конце 19 столетия вновь пробудили интерес к монорельсу. Первые электрические монорельсовые дороги появились в США и Германии - например, в 1887 году в Нью - Джерси.

В 90-х годах 18 столетия в России начинаются активные работы по созданию различных видов электротранспорта. К первой построенной монорельсовой линии историки относят т.наз. дорогу системы Вейса и Таля, на данный момент известно лишь то, что она не была признана безопасной.

Более удачным оказался другой проект, инженера Ипполита Владимировича Романова. Первые опыты с подвижной дорогой были им сделаны в Одессе в 1895 г, а в марте 1897 года он представил на заседании Русского технического общества, в здании сескохозяйственного музея, действующую модель электрического монорельса.

Монорельс Романова. Схема подвеса.

Монорельс Романова. Вагон с пассажирами на станции.
Длина двухпутной трассы составляла всего 0,2 км., вагоны на конечных остановках разворачивались на петле, подобно трамваю. Максимальный уклон на трассе составлял 18 тысячных.

Вагоны весом 1600 кг. были сделаны наподобие трамваев того времени и подвешивались на ферменной металлической эстакаде на высоте не менее 750 мм от земли. По опубликованным фотографиям можно предположить, что эстакада была временной и опиралась на длинные балки, уложенные на землю.

Монорельс Романова. Вагон с пассажирами на кольце.

Тележки вагонов - двухосные, с одним ходовым колесом диаметром 120 мм. На каждой тележке также устанавливалось по две пары горизонтальных направляющих и стабилизирующих колес.

Два двигателя мощностью по 6 кВт работали на постоянном токе напряжением 100 В. Система управления электроприводом предусматривала возможность рекуперативного торможения. (!). Питание осуществлялось от контактного провода на балке, сама балка служила вторым проводом.

Монорельс Романова. Вагон без пассажиров, вид со стороны второго пути.

25 июня 1900 года (по данным В. Николаева - 29 июня) были проведены испытания монорельса. В ходе испытаний монорельс двигался с грузом до 3200 кГ, (т.е в 2 раза больше веса тары вагона), при этой нагрузке скорость движения составила 15 кМ/ч. Отмечалось, что вагон двигался плавно, без рывков и толчков.

Монорельс Романова. Кольцо монорельса и вагон.

По свидетельству журнала "Железнодорожное дело" N 38 за 1900 год, дорога системы Романова имела преимущества перед известными на тот момент зарубежными конструкциями. Асимметричная схема подвешивания на открытой балке, с одной стороны, позволяла делать эту балку достаточно легкой и дешевой, а с другой - позволяла выполнить тележки и привод надежными и удобными в обслуживании.

Монорельс Романова. Кольцо и ремонтник на опоре. Вдали виден Гатчинский дворец.

Романовым было также высказана идея автоматического вождения монорельса. В журнале "Нива" № 30 за 1900 год в статье об этом монорельсе было написано: "Так как движение производится электрической энергией, передаваемой по медному проводу вдоль всего пути, то этой же энергией можно воспользоваться для автоматического деления всего пути на участки, на которых одновременно может находиться только один поезд. Всякий поезд может приблизиться к идущему впереди не более, как на известное расстояние, напр. около 1,5-2 верст. Когда расстояние между поездами уменьшается до этого предела, то сзади идущий поезд останавливается, хотя, конечно, в случае надобности особым прибором поезда могут быть приближены друг к другу на желаемое расстояние. Ускорение или замедление может быть сделано автоматически, так что невнимание или небрежность машиниста исправляются независимо от него."

Романов предлагал строить монорельсовые дороги трех типов: 1) для перевозки почты и легких посылок; б) "для перевозки грузов большого объема и веса: хлеба, руды, камня, земли и цемента" и и) для перевозки пассажиров и больших грузов. К 1900 году он разработал проект окружной монорельсовой дороги для Санкт-Петербурга. Также он выдвинул идею использования быстровозводимых военных монорельсовых дорог легкого типа с опорами в виде треног из дерева или арборита (высокопрочной фанеры), с темпами строительства 15 верст за день. В указанном выше журнале "Нива" сообщалось, что "Опыты, произведенные в присутствии специалистов, дали до сих пор хорошие результаты".

Одновременно и независимо от Романова аналогичную систему создавал в Германии инженер Еуген Ланген. В 1900 году Вуппертальская монорельсовая линия длиной 10 километров связала Бармен и Эберфельд, а в 1903 году была продолжена до Вохвинкена. Выбор пал на монорельс в связи с трудностью строительства линии наземного транспорта через плотную индустриальную и жилую застройку; подвесная же дорога была проложена над рекой Вуппер без сноса домов. Дорога Лангена существует до сих пор и исправно работает более ста лет; подвесные же линии Романова так и не украсили город на Неве, и даже точно нельзя сказать, когда исчезла Гатчинская линия.

Почему монорельс Романова не прижился в С.-Петербурге - трудно сказать. Во всяком случае, прокладывать линии над каналами Северной Венеции можно было бы с не меньшим успехом, чем над рекой Вупер, а в условиях наводнений монорельс был бы просто незаменимым.
Сама идея Романова строительства промышленных электрифицированных монорельсов, в т.ч. из дерева, нашла широкое применение в последующие годы. Однако свидетельств прямого внедрения результатов опытов Романова с быстровозводимым вариантом дороги пона найти также не удалось.


Надо сказать, что монорельсу, как виду междугородного транспорта, в те годы пророчили большое будущее. Ниже Вы видите открытку начала века, на которой изображен "вокзал будущего" в Москве.

В 1904 году помощник Н. Романова, инженер К.Н. Кашкин (по ряду источников - Кошкин) разработал на базе его системы и в содружестве с ним проект монорельсовой дороги от Петербурга до Москвы, рассчитанной на скорость ни много ни мало - 200 км/час. Смелый проект был рассмотрен министерством путей сообщения и одобрен (!), но не финансировался. Та же судьба постигла и другой совместный проект - монорельсовой дороги Москва - Нижний Новгород.


После этого система Романова заинтересовала американский комитет Аляско-Сибирской дороги - организацию, планировавшую соединить железной дорогой столицы США, России и Франции. 18 февраля 1905 года представитель этого комитета Де Лебель на заседании электрической подкомиссии предпочел систему Романова другим известным на тот момент монорельсовым системам - Лангена и Эноса. Мнение железнодорожной комиссии комитета было выражено в трех аргументах: практично, безопасно и экономично. На этот раз проектная скорость движения должна была составить невероятную для того времени величину - 300 километров в час. Дорога должна была пересечь Аляску до мыса Принца Валийского, с устройством через Берингов пролив тоннеля длиной 60 км, проходящего через остров Диомеда.


Вагон для этой удивительной дороги должен был иметь круглое сечение, как фюзеляж самолета. Подвеска вагона представляла собой разновидность той, что была применена в Гатчине, однако верхний рельс выполнялся трехгранным и колеса охватывали его под углами, близкими к 120 градусам. Наклонные направляющие колеса, по замыслу изобретателя, должны предотвратить отрыв движущего колеса от рельса на больших скоростях. Между тележками и кузовом находилось рессорное подвешивание на спиральных пружинах. По сообщению Де Лебеля, в конструкции вагонов предполагалось применить изобретенный в то время русским изобретателем Костовичем материал арборит, т.е. авиационную фанеру. Таким образом, именно Романову принадлежит идея делать вагоны пассажирского монорельса из легких материалов.

Известно, что комитет Аляско-Сибирской дороги обращался к конгрессу США по вопросу постройки данной дороги, однако сведений о дальнейшей судьбе данного проекта пока не найдено.

Магнитоплан из России


Поиски новых, оригинальных схем монорельса продолжались. С давних времен люди мечтали о транспорте без колес, использующем для перемещения силы магнетизма. И вот в 1910 году Э. Башеле во Франции построил первую модель вагона на магнитном подвесе (по другим источникам, в 1912 году). Практически в то же время, в 1911 году профессор Томского технологического института Б.П. Вайнберг изобрел поезд на электромагнитной подвеске, приводимый в движение линейным синхронным электродвигателем. Использование электромагнитов позволяло реализовывать усилия, необходимые для поддержания на весу вагонов с пассажирами и позволяло видеть в магнитопланах не просто оригинальные физические опыты, а реальное транспортное средство.

В том же году Вайнбергом была построена экспериментальная стендовая установка с вагончиком весом 10 кГ. Опыты, проведенные в 1911-1913 году оказались успешными (что просто потрясающе, ибо силовой полупроводниковой электроники в те времена еще не существовало).
Был разработан проект натурной экспериментальной трассы, на которой предполагалось достичь скорости 800-1000 км/ч (реконструкция показана на рис. справа). Для разгона и торможения возле каждой станции предполагалось соорудить дополнительные линейные двигатели длиной около трех верст. Вагоны должны были двигаться внутри балки, представляющей собой полую трубу; для снижения сопротивления воздуха на скорости, близкой к звуковой, было предусмотрено создавать в трубе разрежение.

Идея Вайнберга в своем изначальном виде выглядела для обывателя столь же экзотична, как жюль - верновские полеты из пушки на Луну. Тем не менее ученые видели в ней рациональное зерно - не случайно известный отечественный популяризатор науки Перельман считал, что об этом проекте полезно знать каждому интересующемуся физикой. Идея магнитоплана была реализована в семидесятых годах в ряде стран, в частности, в Японии (экспериментальный участок, созданный авиакомпанией ДжАЛ). Более того, поезда с магнитной левитацией считаются одним из наиболее перспективных направлений развития высокоскоростного монорельса...

Олег Измеров

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ