Vlak s kugličnim elektrolotom koji je dizajnirao N.G. Yarmolchuk

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Kroz povijest željezničkog prometa redovito se pojavljuju novi hrabri projekti koji mogu dovesti do prave revolucije na ovom području. Ipak, ne dosežu svi takvi prijedlozi praktičnu primjenu.

Većina smjelih projekata ostala je u povijesti kao obećavajuća, ali neobećavajuća tehnička zanimljivost. Potonji uključuju mnoge razvoje, uključujući i tzv. električni transport loptica dizajniran od strane N. G. Yarmolchuk.

Autor ovog projekta bio je mladi inženjer Nikolaj Grigorijevič Yarmolchuk. Nakon služenja vojske i sudjelovanja u građanskom ratu, zaposlio se kao monter na Kurskoj željeznici, gdje je radio nekoliko godina. Radeći na željeznici, Yarmolchuk je upoznao različite značajke ove vrste prijevoza, te je s vremenom došao do zaključka da je potrebno stvoriti novu klasu takvih sustava. U to vrijeme, jedno od glavnih pitanja kojima su se bavili razni stručnjaci bilo je povećanje brzine vlakova. Yarmolchuk je, proučivši postojeće željeznice i željeznička vozila, došao do zaključka da je nemoguće primijeniti postojeća rješenja i da je potrebno razviti potpuno novi prijevoz.

Yarmolchuk je u svojim pismima istaknuo da značajno povećanje brzine koči niz faktora, uključujući sam dizajn željezničkih tračnica i kotača. Tijekom kretanja, primijetio je inženjer, kolovoz se na tračnicama drži samo prirubnicama. U tom slučaju, par se može kretati duž svoje osi, udarajući o tračnicu i druge neugodne pojave. Uz jednostavno povećanje brzine kretanja, otkucaji su se trebali povećati, povećavajući opterećenje na podvozju vlaka i povećavajući rizik od njegovog uništenja. Za otklanjanje ovih pojava bile su potrebne gusjenice i šasija potpuno novog dizajna.

Iskusni SHEL vlak. Zima 1932-1933 Fotografija Wikimedia Commons

Već 1924. godine N. G. Yarmolchuk je predložio novu verziju tračnice i voznog mehanizma vlaka, što je, prema njegovom mišljenju, omogućilo značajno povećanje brzine kretanja, kao i rješavanje povezanih problema. Prema riječima autora projekta, umjesto željezničkog kolosijeka trebao je biti korišten padobran okruglog oblika. Po takvom pladnju trebala se kretati kugla odgovarajućih dimenzija. Pri kretanju velikom brzinom, sferni kotač nije bio podložan udarcima, a mogao se i samostalno orijentirati ovisno o putanji kretanja.

U prvoj verziji obećavajućeg projekta, autor je predložio korištenje automobila potpuno novog dizajna. Karoserija automobila trebala je imati sferni oblik i smjestiti sve potrebne jedinice, uključujući elektranu i putničku kabinu. Vanjska površina kućišta trebala je djelovati kao potporna površina i u kontaktu s pladnjem. S ovim dizajnom, automobil se mogao kretati uz padobran velikom brzinom, održavajući optimalno kotrljanje zbog pravovremenog naginjanja pri ulasku u zavoje. Kako bi se uštedio prostor i postigao maksimalni mogući učinak, predloženo je opremanje novog transporta elektromotorima.

Sustav koji obećava nazvan je "Sharoelectrolytic transport" ili skraćeno SHELT. Pod ovom oznakom, Yarmolchukov projekt ostao je u povijesti. Osim toga, u nekim se izvorima spominje naziv "vlak s loptom". Obje su oznake bile ekvivalentne i korištene su paralelno.

Sljedećih nekoliko godina, Yarmolchuk je diplomirao na Moskovskom državnom tehničkom sveučilištu i Moskovskom institutu za energetiku, što mu je omogućilo stjecanje znanja i iskustva potrebnog za provedbu svog projekta. Istovremeno, mladi inženjer je svojim izumom pokušao zainteresirati odgovorne osobe. U brojnim pismima raznim autoritetima opisao je prednosti svog SHELT sustava. Po njegovom mišljenju, to je omogućilo značajno povećanje brzine vlakova i time smanjenje vremena putovanja. U ovom slučaju, električni transport loptica mogao bi konkurirati čak i zrakoplovstvu, a ima prednost u vidu većeg teretnog i putničkog kapaciteta.

Nikolay Grigorievich Yarmolchuk tijekom testova. Snimljeno iz filmskog filma

Još jedna prednost njegovog projekta N. G. Yarmolchuk je razmišljao o uštedi nekih materijala i pojednostavljenju izgradnje cesta. Predložena je izrada ladice za obećavajući vlak od armiranog betona, što je omogućilo drastično smanjenje potrošnje metala. Osim toga, mogao bi se sastaviti iz tvornički izrađenih dijelova, čime se skraćuje vrijeme potrebno za sastavljanje nove staze. Treba napomenuti da krajem dvadesetih i početkom tridesetih godina nije bilo posebne opreme za polaganje tračnica, zbog čega su većinu radova pri postavljanju pruga obavljali radnici ručno. Tako je projekt SHELT dobio još jednu prednost u odnosu na postojeće sustave.

Ipak, do određenog vremena, Yarmolchukovi prijedlozi nikoga nisu zanimali. Ovakvu reakciju dužnosnika uzrokovalo je nekoliko čimbenika. Novi projekt je trebalo isprobati, a gradnja novih pruga za perspektivne SHEL vlakove pokazala se preskupom. Zbog toga je do kraja dvadesetih Yarmolchukov projekt ostao samo na papiru.

Nakon što je stekao inženjersko obrazovanje, izumitelj je nastavio razvijati projekt i napravio značajne promjene u njemu. Stoga je odlučio napustiti sferne automobile i koristiti vozni park manje odvažnog i neobičnog izgleda. Sada se planiralo koristiti automobil klasičnog rasporeda, opremljen originalnom šasijom. Metalna kočija trebala je imati dva velika kotača smještena u prednjem i stražnjem dijelu. Ovakvim rasporedom automobila bilo je moguće sačuvati sve pozitivne osobine svojstvene sustavu SHELT, kao i povećati volumen za prihvat tereta.

Perspektivni vlak trebao se kretati uz pomoć dva kotača u obliku "sfere" - kugle s odsječenim bočnim dijelovima, na čijem su mjestu smješteni elementi osovine i ovjesa. Predloženo je da se šaroidi izrađuju od metala i prekrivaju gumom. Unutar tijela takvog kotača trebao je biti smješten elektromotor odgovarajuće snage. Osovina kotača bila je spojena na konstrukciju automobila, a okretni moment se trebao prenositi s motora na sferno tijelo pomoću trenja ili zupčanika. Karakteristična značajka predloženih kotača bila je postavljanje njihova težišta ispod osi rotacije: motor je bio ovješen ispod osovine. Ovakvim rasporedom bilo je moguće održavati optimalan položaj u prostoru pri manevriranju.

Demonstracija stabilnosti kotača. Nakon naginjanja, trebao bi se vratiti u normalan uspravan položaj. Dnevnik kardr

Modificirana inačica loptastog vlaka, prema autorovim izračunima, mogla je postići brzinu od oko 300 km/h i nositi do 110 putnika. Tako je od Moskve do Lenjingrada bilo moguće stići za samo par sati, a putovanje od glavnog grada do Irkutska trajalo bi nešto više od jednog dana, a ne tjedan dana, kao na postojećim vlakovima. Ažurirana verzija projekta imala je značajnu prednost u odnosu na "klasične" vlakove u brzini i nadmašila putničke zrakoplove u smislu nosivosti.

Aktivan rad na projektu SHELT, uz potporu vladinih agencija, započeo je 1929. godine. To se dogodilo nakon što je N. G. Yarmolchuk je, uz pomoć stručnjaka s Moskovskog instituta prometnih inženjera, izgradio model perspektivnog sustava. Po pladnju, koji je stajao točno na podu laboratorija, prilično se brzo kretala kočija sa satom na "loptama". Maketa vlaka pokazana je predstavnicima Narodnog komesarijata željeznica, a ova demonstracija na njih je ostavila snažan dojam. Put je bio otvoren za projekt.

Nekoliko mjeseci nakon testiranja izgleda, Narodni komesarijat za željeznice stvorio je Zavod za pokusnu konstrukciju transporta metaka za razvoj i implementaciju N. G. Yarmolchuk (BOSST). Zadatak ove organizacije bio je stvoriti punopravni projekt s naknadnom izgradnjom smanjenog prototipa sustava SHELT. Tada bi se, uz uspješan završetak ovih radova, moglo računati na izgradnju punopravnih transportnih sustava novog tipa.

Projektantski radovi nastavljeni su do ranog proljeća 1931. godine. Zatim je državnom vodstvu demonstrirana dokumentacija za projekt SHELT, a ubrzo je Narodni komesarijat za željeznice naredio izgradnju prototipa perspektivnog vlaka. Za to je dodijeljeno financiranje u iznosu od milijun rubalja, kao i dionica u blizini stanice Severyanin Jaroslavske željeznice (sada teritorij Moskve).

U izgradnji pokusnog padobranskog kolosijeka i velike makete vlaka bilo je uključeno 89 stručnjaka. Zbog specifične situacije s hranom na osiguranom mjestu, stručnjaci su morali izgraditi ne samo prototip nove vrste ceste, već i postaviti povrtnjak. Na 15 hektara zasađeno je razno povrće, što je omogućilo stručnjacima da rješavaju zadane zadatke, a da ih ne ometaju različiti problemi trećih strana. Tako su dodijeljene površine iskorištene što učinkovitije.

Unutarnji sklopovi kotača: okvir i elektromotor ovješen ispod njega. Snimljeno iz filmskog filma

U proljeće 31. Yarmolchuk je dobio podršku ne samo Narodnog komesarijata željeznica, već i tiska. Domaće novine i časopisi počeli su pisati o novom projektu SHELT i hvaliti ga, skrećući pozornost na očekivane prednosti u odnosu na postojeću tehnologiju. Napomenuto je da će putnički električni kuglični vlakovi moći putovati pet do šest puta brže od "klasičnih", a kod teretnih je moguće čak i dvadesetostruko povećanje brzine. Kapacitet novih cesta mogao bi biti barem dvostruko veći od postojećih.

Naravno, iznijeta su i kritička mišljenja. Mnogi stručnjaci govorili su o prekomjernoj složenosti projekta, visokim troškovima njegove provedbe i nekim drugim problemima. Ipak, odgovorne osobe odlučile su nastaviti izgradnju pokusnog SHEL vlaka i isprobati Yarmolchukov prijedlog u praksi, otkrivajući sve postojeće prednosti i nedostatke.

Tijekom 1931. godine tim BOSST-a bio je angažiran na izgradnji eksperimentalne staze s padobranom. Kako bi se uštedio novac i vrijeme, napravljena je manja verzija takve ceste od drveta. Na niskoj visini iznad tla postavljena je konkavna podnica od dasaka na drveni okvir. Duž staze bili su oslonci u obliku slova U koji su podržavali sustav prijenosa električne energije. Umjesto žica tradicionalnih za moderni električni transport, korištene su cijevi. Tijekom ispitivanja korištene su dvije konfiguracije elektroopskrbnog sustava. U prvom je jedna od cijevi visjela gotovo ispod same prečke potpore, druge dvije - ispod. Druga konfiguracija podrazumijevala je položaj sve tri cijevi na istoj razini.

Eksperimentalna drvena staza bila je duga oko 3 km. Uz nju je bila smještena mala električna trafostanica koja je trebala opskrbljivati cijevi strujom traženih parametara. Prema nekim izvještajima, izgradnja trase je završena krajem 1931. ili početkom 1932. godine. Ubrzo je završena montaža prvog prototipa automobila.

Pričvršćivanje kotača u karoseriju. Snimljeno iz filmskog filma

Montaža prvog automobila SHEL završena je u travnju 1932. godine. Bila je to građevina duga oko 6 m s promjerom 80 cm. Na prednjem dijelu automobila bio je postavljen stožasti oklop. Automobil je, prema projektu, bio opremljen s dva sferna kotača, u dijelu glave i repa. Promjer kotača prelazio je 1 m. Znatno su stršili iz karoserije i mogli su stvoriti zamjetan žiroskopski efekt koji je držao automobil u željenom položaju. Elektrana u obliku dva trofazna elektromotora nalazila se unutar kotača. Automobili su imali prilično veliki slobodni volumen koji se mogao koristiti za prijevoz probnog tereta ili čak putnika. Također, automobil je imao prozore i mala vrata za pristup unutrašnjosti trupa. Za prijenos električne energije automobil je dobio okretno postolje pričvršćeno na kontaktnu liniju i spojeno na krov kabelom i kabelom.

Do jeseni su napravljena još četiri vagona, uslijed čega je pokusnom prugom već vozio cijeli vlak. Izgradnja dodatnih vagona omogućila je ne samo ispitivanje same održivosti izuma, već i razradu nekih pitanja vezanih uz interakciju nekoliko jedinica željezničkih vozila na pruzi.

Dostupni motori omogućili su eksperimentalnom vlaku da postigne brzinu do 70 km/h. Dizajn sfernih kotača i druge značajke novog transporta osigurale su stabilno ponašanje bez obzira na brzinu kretanja i karakteristike staze. Vlak s loptom je samouvjereno prolazio zavoje, blago se naginjao u pravom smjeru, ali ne pokazujući želju za prevrtanjem. Žiroskopski učinak koji N. G. Yarmolchuk, doveo je do očekivanih rezultata.

Do ljeta 1933. tim stručnjaka BOSST-a bio je angažiran na raznim ispitivanjima perspektivnog transportnog sustava u smanjenoj verziji. Istodobno se odvijao razvoj dizajna vlaka, kao i proučavanje optimalnih mogućnosti kolosijeka. Konkretno, inženjeri su morali zagonetka oko dizajna strijele za put padobrana. Stvarni rad SHELT-a bez skretnica i druge posebne kolosiječne opreme nije bio moguć, a njihovo stvaranje bilo je povezano s određenim poteškoćama.

Prva probna putovanja izvela je iskusni vlak bez tereta. Kasnije, kada je utvrđena i potvrđena pouzdanost sustava, počela su putovanja s teretom, uključujući i putnike. Dimenzije automobila omogućile su prijevoz dvije osobe, ali su morale biti u ležećem položaju, za što su madraci bili smješteni u improviziranim kabinama. Tijekom testiranja, D. Lipnitskiy, novinar publikacije Znanie is Sila, posjetio je poligon i odvezen je u eksperimentalni SHEL vlak. Kasnije je napisao da se pripremajući za put bojao moguće nesreće. Vlak bi se mogao prevrnuti, izletjeti s pladnja itd. Ipak, prototip automobila se lagano i tiho kretao i vozio po pruzi bez ikakvih problema, pa čak i bez "tradicionalnog" željezničkog zveckanja kotača. Na zakrivljenim dijelovima pruge vlak se naginjao i održavao ravnotežu.

Tijelo iskusnog loptastog vlaka bez stražnjeg zida. Vidljivi su kotač i njegov ovjes. Snimljeno iz filmskog filma

Ispitivanja prototipa vlaka započela su u jesen 1932. godine, zbog čega su stručnjaci naišli na probleme tijekom probnih vožnji. Rad vlaka SHEL otežavali su snijeg i led na drvenoj pruzi. Prije početka probnih vožnji, morali su biti očišćeni, budući da se originalno podvozje vlaka nije moglo nositi s takvim nepravilnostima, posebice tijekom brzog prometa. U fazi testiranja takav se problem smatrao neizbježnim zlom i trpio ga, no kasnije je postao jedan od čimbenika koji je utjecao na sudbinu cijelog projekta.

Po završetku provjera, projektna dokumentacija i izvješće o ispitivanju predani su posebnom stručnom vijeću koje je trebalo odlučiti o daljnjoj sudbini SHELT sustava. Grupa stručnjaka na čelu sa S. A. Chaplygin je pregledao dokumentaciju i došao do pozitivnih zaključaka. Prema riječima stručnjaka, projekt nije imao ozbiljnih problema koji bi ometali njegovo punopravno korištenje, a preporučili su i početak izgradnje punopravnih ruta za kuglični-električni transport.

Do ljeta 1933. N. G. Yarmolchuk i njegovi kolege razvili su dvije verzije punopravnih SHEL vlakova u dvije dimenzije, tzv. normalno i prosječno. “Prosječni” vlak bio je namijenjen završnim ispitivanjima, a mogao se voziti i na pravim tračnicama. U ovoj konfiguraciji automobili su bili opremljeni sfernim kotačima promjera 2 m i mogli su nositi do 82 putnička sjedala. Dizajnirana brzina takvog transporta dosegla je 180 km / h. Pretpostavljalo se da će vagoni srednje veličine biti spojeni u vlakove od tri i u tom obliku će prevoziti putnike na prigradskim linijama.

Svi prvi planovi trebali su se u potpunosti realizirati u "normalnom" vagonu. U ovom slučaju, perspektivni transport trebao je dobiti kotače promjera 3,7 m i tijelo odgovarajućih dimenzija. Dizajnirana brzina kretanja dosegla je 300 km / h, a unutar trupa bilo je moguće rasporediti najmanje 100-110 sjedala. S obzirom na velike brzine kretanja, takav je vlak morao biti opremljen ne samo mehaničkim, već i aerodinamičkim kočnicama. Potonji su bili skup ravnina na površini tijela, ispruženih preko dolaznog strujanja zraka. Prema nekim izračunima BOSST-a, pruga s vagonima ili vlakovima normalne veličine mogla bi imati kolosalan kapacitet: obećavajući vlakovi mogli bi prevesti stanovništvo cijelog grada u samo nekoliko dana. U ovom slučaju osigurana je značajna superiornost u odnosu na postojeći željeznički promet.

Nakon završetka rada vijeća na čelu s Chaplyginom, Vijeće narodnih komesara je 13. kolovoza 1933. odlučilo o daljnjoj sudbini projekta SHELT. Narodni komesarijat za željeznice dobio je uputu za izgradnju prve punopravne tračnice za probni rad. Nova ruta mogla bi se pojaviti na smjeru Moskva-Noginsk ili Moskva-Zvenigorod. Nakon analize postojećeg stanja i postojećih planova, odlučeno je da se izgradi autocesta do Noginska. U to vrijeme počela je gradnja nove industrijske zone istočno od Moskve. Pretpostavljalo se da bi u tom smjeru putnički promet mogao doseći 5 milijuna ljudi godišnje, pa se ukazala potreba za novim prijevozom s odgovarajućim pokazateljima. Na zahtjev Vijeća narodnih komesara, izgradnja nove trase trebala je biti gotova do jeseni 1934. godine.

Fotografija iz domaćeg tiska. Prototip vlaka prevozi putnika. Fotografija Termotex.rf

U Izmailovu je trebao krenuti prvi punopravni koritasti kolosijek, kako bi radnici do stanice mogli doći tramvajem ili metroom, a zatim presjedati u vlak SHEL i krenuti na posao. Prostrani prijevoz velike brzine mogao bi značajno promijeniti logistiku Moskve i moskovske regije, poboljšavajući njegove glavne parametre. U iščekivanju novog transporta s jedinstvenim pokazateljima, domaći tisak ponovno je počeo hvaliti originalni projekt N. G. Yarmolchuk.

No, očekivanja novinara i građana nisu se ostvarila. Krajem 1934. novi kolodvor nije otvorio vrata putnicima, a na posao ih nisu odvezli ni novi električni loptasti vlakovi. Štoviše, nisu ni počeli graditi autocestu i kolodvor. Prije početka izgradnje autoceste i prateće infrastrukture stručnjaci su ponovno provjerili obećavajući projekt i došli do zaključaka koji su doveli do njegovog odbijanja.

Dizajnerska brzina i kapacitet vagona, kao i druge prednosti novog transporta izgledale su atraktivno, ali je u predloženom obliku imao puno nedostataka. Prije svega, to je bila složenost dizajna i samog SHEL vlaka i rute za njega. Na primjer, korištenje armiranobetonske tračnice omogućilo je smanjenje cijene metala, ali je zakompliciralo konstrukciju i zahtijevalo postavljanje dodatnih proizvodnih pogona. Serijska izgradnja novih vlakova također je zahtijevala odgovarajuće napore i troškove.

Analiza predloženih projekata električnog kugličnog vlaka također je dovela do pesimističkog zaključka. Razina tehnologije koja je postojala u to vrijeme nije dopuštala izradu traženog vozila prihvatljivih karakteristika. Na primjer, resurs gumenog premaza sferičnih kotača pri vožnji po betonu izazvao je velika pitanja. U uvjetima nedostatka gume, takva nijansa projekta mogla bi imati ozbiljne negativne posljedice. Osim toga, veliki i teški vlak SHEL morao je biti opremljen motorima odgovarajuće snage i drugom posebnom opremom, koja je ili izostala ili je bila preskupa.

Čak i uz uspješnu izgradnju tračnice i kugličnih vlakova za nju, njezin bi rad bio povezan s nizom ozbiljnih problema. Primjerice, tijekom zimi testiranja prototipa vlaka, stručnjaci BOTTS-a morali su redovito čistiti drvenu prugu od snijega i leda. Takva su onečišćenja ometala normalan hod vlaka, a pri velikim brzinama čak bi mogla dovesti do olupine. Vjerojatno su se u tom kontekstu stručnjaci prisjetili pada zrakoplova Abakovskijevog 1921. godine. Tada je zbog nekvalitetnog kolosijeka brzi automobil izletio iz tračnica, što je dovelo do pogibije nekoliko putnika. Zračni vagon kretao se brzinom od oko 80 km/h, a Yarmolchukov projekt pretpostavljao je višestruko veće brzine i, kao rezultat, vlak je bio izložen još većem riziku.

Članak iz časopisa Modern Mechanix, veljača 1934. Fotografija Wikimedia Commons

Osim tehničkih, bilo je i ekonomskih. Projekt izgradnje jedne autoceste u dužini od oko 50 km pokazao se preskupim, a njegovi izgledi postali su predmet kontroverzi. Imajući prednosti u odnosu na postojeći transport, SHEL vlak se nije činio izvedivim. Neke uštede u vremenu putovanja ili mogućnost prevoza nešto više putnika nisu mogle opravdati iznimno visoke troškove.

Kombinacija tehničkih, tehnoloških, operativnih i ekonomskih značajki i problema dovela je do zatvaranja projekta, koji se nekoliko mjeseci ranije smatrao ne samo obećavajućim, već i sposobnim radikalno promijeniti izgled prijevoza. Izgradnja prve autoceste Moskva-Noginsk prekinuta je ubrzo nakon početka, najkasnije u prvim tjednima 1934. godine. Zbog toga su zaposlenici poduzeća nove industrijske zone u budućnosti koristili samo postojeće načine prijevoza, što, međutim, nije spriječilo provedbu planova za industrijalizaciju moskovske regije.

Nakon što je donesena odluka da se odustane od izgradnje staze za električne lopte, tisak je prestao objavljivati oduševljene članke. S vremenom je nekoć obećavajući projekt zaboravljen. Eksperimentalni kolosijek u blizini stanice Severyanin ubrzo je demontiran kao nepotreban. Jedini eksperimentalni vlak od pet vagona vjerojatno je ukinut ubrzo nakon zatvaranja projekta. Ne može se isključiti da je neko vrijeme bio pohranjen u jednoj od organizacija povezanih s projektom SHELT, ali nema točnih podataka o tome. Poznato je samo da se nakon 1934. nigdje nisu spominjali eksperimentalni automobili.

Autor projekta loptasto-električnog transporta, N. G. Yarmolchuk je, unatoč neuspjehu, nastavio raditi na obećavajućim načinima prijevoza i njihovim pojedinačnim komponentama. Neki od njegovih razvoja kasnije su čak korišteni na serijskim vozilima različitih klasa.

Koliko znamo, Yarmolchuk nije prestao raditi na transportu SHEL-a, međutim, sve daljnje pomake na ovom području provodio je samoinicijativno. Posljednji spomeni ovog projekta datiraju iz ranih sedamdesetih. Tijekom tog razdoblja, dizajner je ponovno pokušao ponuditi svoj razvoj vodstvu zemlje i čak je pokušao dobiti sastanak s A. N. Kosygin. Publika je odbijena. N. G. Yarmolchuk je umro 1978. i nakon toga su prestali svi radovi na kuglično-električnom transportu. Više od četiri desetljeća nakon odluke o prekidu gradnje, projekt se razvijao samo jednim projektantom. Nakon njegove smrti, nitko se nije htio baviti projektom koji se nekada smatrao revolucijom u transportu.