Текст книги "100 великих рекордов транспорта"

Автор книги: Станислав Зигуненко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 32 страниц)

Состав на воздушной подушке

Железная дорога практически исчерпала возможности своего развития, полагают многие эксперты. На смену ей должны прийти новые средства транспорта. Но какими они будут? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Одни предлагают использовать монорельс с магнитной подвеской вагонов, другие предлагают не забывать и о поездах на воздушной подушке.

Приверженцами последней схемы являются доктор технических наук из Института машиноведения имени Благонравова РАН Александр Владимирович Синев и главный специалист-конструктор Института проблем механики Российской академии наук Леонид Никитич Кравчук. Вот что они предлагают.

Вообще-то идее этой «в обед сто лет». А точнее, еще в 1927 году К.Э. Циолковский опубликовал брошюру под названием «Сопротивление воздуха и скорый поезд», в которой выдвинул и обосновал идею состава на воздушных подушках. Потом к этой идее инженеры и изобретатели возвращались неоднократно, предлагая все новые варианты.

Так, например, в 60—80-х годах прошлого столетия аппараты на воздушных подушках стали использовать на море. Появились первые десантные корабли, которые могут не только быстро бежать над водой, развивая скорости порядка 100 км/ч, но и в случае необходимости выходить на сушу, преодолевать болота, песчаные дюны, тонкий лед и глубокий снег… Были также попытки создать на воздушной подушке транспортные платформы для перемещения габаритных и тяжелых грузов, самолетные шасси, военные и гражданские вездеходы.

И вот ныне наши специалисты предлагают вернуться к старой идее на новом уровне. Они разработали конструкцию универсального транспорта на воздушных подушках, который сможет как перевозить пассажиров, так и транспортировать руду, уголь, нефть, вывозить за пределы мегаполисов мусор и т.д.

Движение транспорта осуществляется по специальной трассе, которая крепится на опорах и состоит из легких, но прочных канатно-балочных конструкций. Таким образом, получается своего рода монорельс, наподобие тех, что уже функционируют в Москве и некоторых других крупных городах мира. С той лишь разницей, что в данном случае движение вагончиков осуществляется с помощью пропеллера, а не магнитной левитации и электродвигателей.

Впрочем, и тут без помощи электричества не обойдется. Пропеллер, рули высоты, компрессоры для наполнения сжатым воздухом воздушных подушек, системы управления, автоматики и т.д. должны будут работать с помощью солнечных батарей и аккумуляторов.

«Изюминкой» же данной конструкции является вот какая ее особенность. Во время движения состав летит над дорогой не только за счет избыточного давления воздуха в воздушных подушках, но еще и за счет аэродинамической подъемной силы, которая обеспечивается особой формой днища каждого вагона. Такая особенность обеспечивает меньшую нагрузку на саму магистраль, что позволяет сделать ее более дешевой.

Правда, пока вся эта система существует лишь в виде описания к патенту РФ № 39868. Однако изобретатели надеются, что по крайней мере к столетию идеи К.Э. Циолковского, которая будет отмечаться в 2027 году, первая линия поездов на воздушных подушках будет пущена. Например, между Москвой и Калугой.

Уникальный шаропоезд

Еще до Второй мировой войны в нашей стране был придуман новый вид транспорта – шаропоезд. Он мог брать намного больше груза, чем обычный железнодорожный состав, ходил плавно и бесшумно. Выглядело это так…

…Локомотив легко тронул и покатил пять небольших вагонов. К восторгу сотен людей, собравшихся на полигоне близ подмосковной станции Северянин, поезд разогнался до 70 километров в час. А те, кому посчастливилось прокатиться на нем, долго еще рассказывали знакомым, как плавно и бесшумно движутся вагоны.

Газеты страны тут же откликнулись на это событие многочисленными статьями и репортажами. «Изобретение тов. Ярмольчука заключает в себе принципиально новую и интересную идею, в результате разработки которой возможно ожидать разрешения вопроса о сверхскоростном движении, имеющем актуальнейшее значение для всего нашего Союза», – было сказано в отзыве экспертного совета, председателем которого был академик С. Чаплыгин.

Так, в июне 1932 года прошли испытания прототипа скоростного транспорта будущего, созданного по проекту бывшего студента МВТУ, новоиспеченного инженера Николая Ярмольчука. Изобретатель, по сути, воспользовался принципом подшипника. Словно бы развернув его наружное кольцо в желоб-рельс, Ярмольчук предложил пустить по нему шары-колеса, а на них в особых вилках «положить» вагоны.

Шары – полые, в каждом – электромотор и механизм для привода. Вагоны на двух таких колесах можно было наклонять вбок, и словно ванька-встанька они возвращались в прежнее положение – так точно изобретатель расположил центр тяжести. Не мог поезд и сойти с рельсов даже на крутых поворотах – не позволял желоб.

Идея понравилась, и вскоре энтузиасты помогли Ярмольчуку создать в Московском институте инженеров железнодорожного транспорта небольшую модель шаропоезда. Испытания прошли успешно, вопреки недоверию скептиков. Поддержал изобретателя и нарком В. Куйбышев. В марте 1931 года он увидел опытную установку, а в апреле коллегия Наркомата путей сообщения признала необходимым в кратчайший срок построить шаровагон и шародром для испытаний. И вот по северянинскому кольцу-желобу побежали почти настоящие вагоны.

Общий вид шаропоезда конструкции Н. Ярмольчука. 1932 г.

Современников поражала скорость даже модели. А ведь настоящий поезд на реальной трассе должен был разгоняться до 300 километров в час. По тем временам – невиданное достижение. Изумляла и скорость исполнения решений. Уже в октябре 1931 года был сооружен шародром, начались первые испытания. А в августе 1933 года Совнарком принял новое постановление: «О строительстве опытной железной дороги по системе Ярмольчука Н.Г. в направлении Москва – Ногинск». Был задуман и новый полигон для скоростей в 180 километров в час. Но, увы, ни одному из этих планов не суждено было осуществиться… Почему?

Одно время полагали, что всему виной – политика. Куйбышева вскоре не стало, а его преемники не захотели больше водиться с его ставленником. Однако на самом деле беда заключалась скорее в другом. Все шло отлично, пока шли испытания моделей в условиях полигона. Но как только эксперименты стали выходить за пределы лаборатории, тут же стали выявляться многочисленные недостатки проекта. Строительство путей-желобов обходилось на порядок дороже, чем обычных рельсовых путей. Не удалось толком решить проблему перевода шаропоезда с одного пути на другой – создать надежные стрелочные переходы так и не удалось. Кроме того, в условиях российской зимы желоб моментально забивался снегом, счистить который стоило немалых трудов. А если не чистить, под шарами снег уплотнялся, поезд начинал прыгать по буграм, грозя разнести весь лоток. Пробовали было оставлять в дне лотка отверстия для стока дождевой воды, чтобы было куда сбрасывать снег. Однако эти отверстия тут же начинали играть роль своеобразных стыков (не говоря уже о стыках настоящих) – поезд на них начинало трясти как в лихорадке. Какие уж тут скорости!..

И хотя Ярмольчук пытался было развить свое изобретение, предлагая проекты шаромобилей и шаросудов, им постепенно перестали интересоваться. А надвигавшаяся война окончательно отодвинула шаропоезд на задворки истории.

Однорельсовые поезда

В начале XX века в Англии, Германии и России почти одновременно появились необычные гироскопические аппараты. Восхищенным зрителям казалось, что выкладки создателей машин верны: будущее за двухколесными автомобилями и однорельсовыми поездами.

В 1907 году берлинец Август Шерль и независимо от него Луи Бреннан в Лондоне продемонстрировали публике модели однорельсовых поездов. А уже через пару лет тот же Бреннан в Джилингхеме (Великобритания) показал полноразмерный вагон на 50 пассажиров.

В основе этих и многих других проектов, как ни странно, лежала детская игрушка – юла. Будучи раскрученной, она может довольно долго стоять вертикально, касаясь опорной поверхности лишь кончиком своей оси. По этому же принципу были устроены и экспериментальные поезда той эпохи. Гироскоп, или, как тогда говорили, жироскоп, размещался в специальном отделении одноколейного вагона и за счет своего вращения позволял ему не только катиться по рельсу или туго натянутому канату, но и стоять на месте, не опрокидываясь. Надо было лишь позаботиться о создании достаточно надежных гироскопов.

Современники с жаром рассуждали об однорельсовых дорогах, полагая, что в скором времени они совсем вытеснят привычные двухрельсовые. Действительно, однорельсовые дороги дальнего следования обещали не только вдвое сократить расходы на сооружение магистралей, но и резко повысить скорости передвижения поездов. А вознесенные над землей на виадуках трассы монорельса обещали быть куда удобнее и выгоднее привычных тогда конок и трамваев.

От слов неоднократно пытались перейти к делу. Так, в 1911 году на Аляске было начато строительство однорельсовой дороги протяженностью 160 км. Однако закончить строительство не удалось, поскольку акционерное общество, фининсировавшее эту затею, вскоре разорилось.

Тем не менее десять лет спустя, а именно 15 апреля 1921 года, в «Красной газете» была опубликована заметка, в которой говорилось, что «Президиум ВСНХ обсуждал вопрос о сооружении однорельсовой жироскопической железной дороги». В основу проекта была положена бездействующая бывшая царская ветка Петроград – Детское Село – Александровка. Предполагалось, что Путиловский завод через год сделает двухвагонный поездной состав вместимостью до 400 человек, который должен двигаться со скоростью аж 150 верст в час!

Автором проекта этого поезда выступал уже известный нам по гиромобилю Петр Петрович Шиловский. Бывший губернатор Костромы, представитель древнего дворянского рода, он тем не менее оказался в чести и у новой власти. Она решила дать ему возможность осуществить давнюю мечту. Ведь еще весной 1909 года Шиловский получил патент за № 27091 на «Устройство для сохранения равновесия повозок или других находящихся в неустойчивом положении тел», а два года спустя под чужим именем, инкогнито представил модель своей однорельсовой дороги на выставке в Петербурге, приуроченной к 75-летию первой российской железной дороги.

Газетчики, впрочем, скоро узнали, кто истинный автор проекта, и у Шиловского… начались неприятности по службе. Костромского губернатора перевели в удаленный Петрозаводск, и он счел за лучшее подать в отставку.

Вскоре он уехал за границу, решив, что реализовать свои проекты гирокара и однорельсового поезда реальнее именно в Англии – на родине железнодорожного транспорта.

Однако вскоре начавшаяся Первая мировая война нарушила все планы. Изобретателю пришлось вернуться в Россию, где он, как ни странно, без особых треволнений пережил войну и сложные революционные годы, был даже обласкан новой властью. Получив от советского правительства заказ на создание первого в мире гиропоезда, Шиловский тут же организовал собственное конструкторское бюро, привлек к участию в проекте таких блестящих специалистов, как Николай Жуковский, Иван Мещерский, Петр Папкович.

Одновременно с постройкой поезда в 1921 году шли и подготовительные работы по постройке однорельсовой дороги Петроград – Гатчина. Удалось проложить около 12 км однорельсового пути (от Детского Села до Средней Рогатки). Однако вокруг бушевала Гражданская война, и в мае 1922 года работы пришлось остановить.

Сам П.П. Шиловский, скорее всего, предпочел снова эмигрировать, справедливо полагая, что на сей раз он может и не уцелеть. И за рубежом следы его теряются. Известно только, что и за рубежом никто в первой половине ХХ века не построил однорельсовой наземной дороги.

«Дорога на столбах»

Несколько иначе обстояло дело с развитием монорельсового транспорта. Оказывается, монорельс на Руси появился раньше, чем обычная железная дорога.

Еще в 1820 году в подмосковном селе Мячково изобретатель Иван Эльманов построил «дорогу на столбах». Правда, вагончики, двигавшиеся по верхнему продольному брусу, тащили лошади, перемещавшиеся по земле. Тем не менее пресса того времени восторженно встретила новинку. Писали даже о скором строительстве скоростного монорельса между Москвой и Петербургом, а также между Москвой и Нижним Новгородом.

Однако, как это у нас часто бывает, о новшестве поговорили да и забыли. И спустя год монорельс заново изобрел англичанин Генри Палмер. Причем в отличие от Эльманова он сразу запатентовал свою разработку, нашел инвесторов и в 1825 году при его участии была построена Чешунтская дорога на конной тяге.

В 1887 году компания «Энос» построила опытный участок подвесной дороги в Гринвилле (Нью-Джерси). В 1894 году Эуген Ланген представил властям Бармена и Эльберфельда (Германия) проект соединения этих городов монорельсом.

И в Петербурге в 1897 году инженер И. Романов провел в Русском техническом обществе показ действующей модели электромонорельса, а два года спустя даже построил Гатчинскую дорогу. По 200-метровой легкой решетчатой эстакаде двигался вагон, развивавший при полезной нагрузке 3,2 т скорость 15 км/ч.

Поезд на Московской монорельсовой железной дороге

Журнал «Железнодорожное дело» в 1900 году отметил преимущество системы Романова перед зарубежными конструкциями, но дальше разговоров и экспериментов дело так и не продвинулось. В Петербурге улицы и проспекты оказались достаточно широки для строительства обычной разветвленной трамвайной сети.

Вышеупомянутому Э. Лангену повезло гораздо больше. В 1901 году состоялось официальное открытие его «швебебана», который вошел в историю как первая реально действующая монорельсовая система. Она работает и поныне, перевозя примерно по 50 тысяч пассажиров в день. Секрет успеха отчасти связан с тем, что в долине реки Вуппер было сложно проложить наземную или подземную линию железной дороги, а монорельс удалось провести прямо над рекой.

Потом монорельс не раз переделывали и усовершенствовали. Опытные линии монорельса строили во Франции, Японии, США и некоторых других странах. Даже в СССР в 1976 году была пущена трасса пассажирского монорельса на территории Киевской выставки передового опыта. Там же, в Киеве, спроектировали и линию «Березняки – Гидропарк» длиной 3,5 км, но до ее строительства руки у советских специалистов уже не дошли.

Реально монорельс в нашей стране начал функционировать в 2002 году, когда в Москве была проложена линия, соединившая станцию метро «Тимирязевская», одноименную платформу Савеловской железной дороги и Всероссийский выставочный центр.

Вуппертальская подвесная дорога

Ныне она работает примерно так же, как и обычное метро или трамвай, с той лишь разницей, что вагоны состава движутся не под землей, не по земле, а над землей, по специально проложенной эстакаде.

В будущем проектировщики и строители собираются создать еще несколько линий монорельса не только в нашей столице, но и в Ростове-на-Дону, Ханты-Мансийске и Астане.

Появлению этой линии, как ни парадоксально, способствовал экономический кризис 1997 года. Дело в том, что поначалу метростроители собирались проложить в Москве второе подземное транспортное кольцо. Однако стоимость прокладки километрового участка метро колеблется от 35 до 110 млн долларов. Строительство же километра эстакады для монорельса обходится не дороже 20 млн долларов.

Ну а второй кризис – нынешний – притормозил «планов громадье». Так что в ближайшее время московский монорельс будет единственным в нашей стране. Хотя планы по развитию и усовершенствованию этого вида транспорта все еще имеются…

Гибрид монорельса и… такси?!

Объединить достоинства общественного и индивидуального транспорта намерены в будущем наши специалисты. Вот что рассказал о «голубой мечте транспортников» исполнительный директор НТК «Инновационные транспортные технологии» Дмитрий Спольвинд.

На сегодняшний день в мире насчитывается уже более миллиарда автомобилей. Именно они являются основным (до 90 %) источником загрязнения и шума в крупных городах. Кроме того, материальные потери от транспортных пробок – в частности, потраченные зря время и бензин – достигают в США 68 млрд долларов в год. А в Японии автомобильные пробки ежегодно наносят ущерб в 12 трлн иен (почти 100 млрд долларов). Столь же астрономические цифры характерны и для других развитых стран.

Теперь вы понимаете, насколько актуален проект транспортной системы «Транскар», технические решения которой защищены патентом РФ № 2220063. Эта система дает возможность каждому пассажиру добраться непосредственно до станции назначения без промежуточных остановок.

Она представляет собой легкий надземный подвесной комплекс, основу которого составляют двухместные пассажирские автоматические транспортные средства (АТС) и аналогичные грузовые капсулы.

При посадке в кабину пассажир вставляет транспортную карту в щель устройства оплаты проезда, набирает код адреса места назначения. И после нажатия кнопки «ход» двери АТС закрываются. Далее компьютер блока управления по сигналам от приемопередающего устройства определяет точное местонахождение других капсул на пути. И в безопасный промежуток выводит АТС на основной путь.

В соответствии с программой маршрута капсула кратчайшим путем безостановочно следует до станции назначения. Здесь пассажир покидает ее, а АТС либо остается на этой станции, ожидая следующего пассажира, либо направляется диспетчером (или компьютером) на другую станцию, где есть потребность в свободных капсулах.

Станции в транспортной системе «Транскар» представляют собой своего рода разъезды, обеспечивающие безстановочное движение проходящих по основному пути АТС. Синхронизация движения в автоматической транспортной системе обеспечивается сигналами, подаваемыми через контактную сеть – например, через токонесущий рельс. А считывающие устройства на транспортных средствах синхронизируют указанные сигналы с информационными метками на путях, что позволяет с высокой точностью выдерживать дистанции между АТС.

«Транскар» – недостающее пока звено в развитии транспортных систем

Преимущества такой автоматической транспортной системы очевидны. Прежде всего, средняя скорость доставки пассажиров в городских условиях возрастает до 60 и более км/ч, что сокращает время поездки в 3—4 раза.

Как показывают расчеты, одно АТС способно произвести за сутки транспортную работу, эквивалентную 10—30 среднестатистическим личным автомобилям. При этом энергетические затраты на перевозку пассажиров будут в несколько раз ниже по сравнению с автомобильным и иными видами транспорта. Намного ниже и затраты на строительство пути «Транскара», по сравнению с сооружением автомобильной дороги, легкого метро или монорельса.

По замыслу авторов проекта, пропускная способность одной линии «Транскара» составит до 7000 АТС в час, а пиковая – до 21 600 АТС в час, что эквивалентно пропускной способности трех полос автомагистрали. Причем расчеты показывают, что при стоимости проезда в 30 руб система в крупном городе способна оправдать затраты на свое сооружение уже через год-два.

«“Транскар” – недостающее пока звено в развитии транспортных систем, – считает Дмитрий Спольвинд. – И мы надеемся, что ее внедрение окажет стимулирующее воздействие на экономику нашей страны, благоприятно повлияет на ее международный престиж, повысит качество жизни людей.

Езда по… проводам

Основные виды транспорта на российском Севере – авиация и олени. Железную дорогу построить невозможно: полотно будет постоянно «плыть» в вечной мерзлоте. Асфальт при арктических перепадах температур просто не живет, а бетонка настолько дорога, что обычно бетонными бывают только центральные улицы районного центра и взлетная полоса местного аэродрома. Вот академик Российской академии естественных наук Анатолий Юницкий и предлагает развивать нетрадиционную транспортную сеть – тянуть струну.

Представьте себе, по тундре тянется цепочка анкерных опор. По виду, да и по конструкции они напоминают опоры высоковольтных линий электропередачи. Только провода между ними не совсем обычные. «Трасса струнной транспортной системы (СТС), – пишет в своей монографии Юницкий, – представляет собой два рельса-струны, по которым движется четырехколесный высокоскоростной модуль». Если струны-канаты натянуть с усилием в сотни тонн, получится весьма прочная конструкция. Останкинская башня – тому свидетельство. Даже после пожара, когда часть канатов лопнула, а другая – ослабла, она не упала».

Чем такой путь лучше традиционного железнодорожного? Под обычные рельсы обязательно нужна «подушка» из песка и гравия. И стоит она порой дороже самого пути. Причем всегда существует опасность, что она «поплывет». Анкерные же опоры ЛЭП научились ставить в условиях вечной мерзлоты.

Далее, зимой в России пути-дороги постоянно заносит снегом и их непрерывно приходится чистить. Струна же того не требует: на ней снег попросту не держится. Не надо ее и охранять: редкий дурак полезет на многометровую высоту. Гайки с обычных рельсов у нас принято свинчивать еще со времен Чехова, а в рельсе-струне их нет.

Для большей безопасности внутри каждого рельса-струны проходят несколько многожильных канатов. Вероятность обрыва одновременно всех тросов практически равна нулю. Прогиб же под весом вагона-модуля, как показывают расчеты, составит не более одной десятой процента. То есть вагоны могут мчаться по натянутому словно струна пути с рекордной скоростью до 500 км/ч!

Трасса струнной транспортной системы может быть проведена даже над морем

Есть варианты установки опор в различных климатических и географических условиях. Трасса может быть проведена даже над морем, а также в тоннелях-трубах, проложенных либо по дну, либо в толще воды.

По словам главного дизайнера проекта Владимира Жаркевича, транспортный модуль проще всего изготовить из композитных материалов. Подойдут также алюминий и даже обычная жесть. Главное, чтобы выдерживались обводы корпуса, просчитанные и продутые в аэродинамической трубе. Как показали испытания, сопротивление воздуху у такого модуля вдвое меньше, чем у гоночного автомобиля. Привод у него может быть различный: электрический, газовая турбина или обыкновенный дизель.

Чтобы вагон не сошел с пути, колеса его оборудуют двойными ребордами-выступами – по одному с каждой стороны. Модули предполагается выпускать двух типов: пассажирские (грузоподъемностью от 500 кг до 16 т, вмещающие соответственно от 6 до 200 человек) и грузовые (до 200 т).

Управление движением автоматическое – ни стрелок, ни развилок на трассе нет. Если вдруг выйдет из строя двигатель – тоже невелика беда: до места неисправный модуль дотолкает следующий за ним вагон. Избежать столкновений позволит автоматическая система безопасности – подобные уже десятки лет работают на обычной железной дороге. Посадка и высадка пассажиров будут осуществляться на специальных платформах-вокзалах. Здесь же установят стрелочные переводы, позволяющие отгонять ненужные в данный момент модули на стоянку.

Там, где нет другого транспорта

…И все-таки трамваи, мчащиеся по высоковольтным проводам, кажутся довольно смелой фантазией. Тем не менее в подмосковных Озерах начала действовать первая 150-метровая экспериментальная трасса струнного транспорта. Кроме того, в Киеве уже ведется монтаж трехкилометровой линии.

P.S. Говорить о рекордах только что зарождающегося вида транспорта пока еще рановато. Но поскольку формально струнный транспорт относится к разновидности канатной дороги, позвольте добавить, что аккурат к рождественским праздникам 2003 года во французских Альпах была запущена самая большая в Европе канатка, протяженностью 1,6 км. Она связала два популярных горнолыжных курорта – Ла-Плань и Лез-Арк. Теперь путешествие с курорта на курорт занимает около четырех минут и проходит на высоте около 380 м.

Две двухэтажные 200-местные кабины перевозят 4000 пассажиров в час со скоростью 12,5 м/с.

Конструкция дороги довольно необычна: между конечными станциями нет ни одной опоры, весь путь кабины проделывают по воздуху, раскачиваясь на высоте под порывами ветра. Частично компенсировать раскачивание призвана специальная аэродинамическая форма вагона. Конструкторы также отказались и от традиционной схемы, когда вагоны связаны между собой: опускающийся вниз вагон помогает своей массой поднимающемуся. Вагоны супердороги могут двигаться независимо, по мере заполнения.