Ball elektrolot-tog designet av N.G. Yarmolchuk

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Gjennom jernbanetransportens historie dukker det jevnlig opp nye dristige prosjekter som kan føre til en reell revolusjon på dette området. Ikke desto mindre får ikke alle slike forslag praktisk bruk.

De fleste av de dristige prosjektene forblir i historien som lovende, men lite lovende tekniske kuriositeter. Sistnevnte inkluderer mange utviklinger, inkludert den såkalte. elektrisk kuletransport designet av N. G. Yarmolchuk.

Forfatteren av dette prosjektet var en ung ingeniør Nikolai Grigorievich Yarmolchuk. Etter å ha tjenestegjort i hæren og deltatt i borgerkrigen, fikk han jobb som montør på Kursk-jernbanen, hvor han jobbet i flere år. Mens han jobbet på jernbanen, lærte Yarmolchuk de forskjellige funksjonene til denne typen transport, og kom over tid til den konklusjon at det var nødvendig å lage en ny klasse med slike systemer. På den tiden var en av hovedproblemene som ulike spesialister tok seg av, å øke hastigheten på togene. Yarmolchuk, etter å ha studert eksisterende jernbaner og rullende materiell, kom til den konklusjon at det var umulig å bruke eksisterende løsninger og behovet for å utvikle en helt ny transport.

I sine brev påpekte Yarmolchuk at en betydelig hastighetsøkning hindres av en rekke faktorer, inkludert selve utformingen av jernbanesporene og hjulene. Under bevegelsen, bemerket ingeniøren, holdes hjulsettet på skinnene kun av flensene. I dette tilfellet kan paret bevege seg langs sin akse, slå mot skinnen og andre ubehagelige fenomener. Med en enkel økning i bevegelseshastigheten burde slagene ha økt, noe som øker belastningen på togunderstellet og øker risikoen for ødeleggelse. For å eliminere disse fenomenene var det nødvendig med belter og et chassis med en helt ny design.

Erfaren SHEL tog. Vinteren 1932-1933 Foto Wikimedia Commons

Allerede i 1924 ble N. G. Yarmolchuk foreslo en ny versjon av sporet og løpeutstyret til toget, som etter hans mening gjorde det mulig å øke bevegelseshastigheten betydelig, samt kvitte seg med relaterte problemer. Ifølge forfatteren av prosjektet, i stedet for et jernbanespor, skulle det ha vært brukt en rund slakt. En ball med passende dimensjoner burde ha beveget seg langs et slikt brett. Ved bevegelse i høy hastighet var det sfæriske hjulet ikke utsatt for slag, og kunne også selvorientere seg avhengig av bevegelsesbanen.

I den første versjonen av et lovende prosjekt foreslo forfatteren å bruke biler med et helt nytt design. Karosseriet skulle ha en sfærisk form og romme alle nødvendige enheter, inkludert kraftverket og passasjerkabinen. Den ytre overflaten av kassen skulle fungere som en støtteflate og i kontakt med brettet. Med denne designen kunne bilen bevege seg langs sjakten i høy hastighet, og opprettholde optimal rulling på grunn av rettidig tilt når den går inn i svinger. For å spare plass og oppnå maksimal ytelse, ble det foreslått å utstyre den nye transporten med elektriske motorer.

Det lovende systemet ble kalt "Sharoeelektrolytisk transport" eller SHELT for kort. Under denne betegnelsen forble Yarmolchuks prosjekt i historien. I tillegg nevnes i enkelte kilder navnet «balltog». Begge betegnelsene var likeverdige og ble brukt parallelt.

I løpet av de neste årene ble Yarmolchuk uteksaminert fra Moscow State Technical University og Moscow Power Engineering Institute, noe som tillot ham å få kunnskapen og erfaringen som er nødvendig for å implementere prosjektet. Samtidig prøvde den unge ingeniøren å interessere de ansvarlige med oppfinnelsen. I en rekke brev til ulike myndigheter beskrev han fordelene med SHELT-systemet sitt. Det gjorde det etter hans mening mulig å øke hastigheten på togene betydelig og dermed redusere reisetiden. I dette tilfellet vil den elektriske balltransporten kunne konkurrere selv med luftfart, samtidig som den har fordelen i form av større laste- og passasjerkapasitet.

Nikolay Grigorievich Yarmolchuk under tester. Skutt fra nyhetsfilm

En annen fordel med prosjektet hans N. G. Yarmolchuk vurderte å spare noen materialer og forenkle veibygging. Det ble foreslått å lage et brett for et lovende tog av armert betong, som gjorde det mulig å redusere metallforbruket drastisk. I tillegg kan den settes sammen fra fabrikkproduserte seksjoner, og dermed redusere tiden det tar å montere et nytt spor. Det skal bemerkes at det på slutten av tjuetallet og begynnelsen av trettitallet ikke fantes spesialutstyr for legging av skinner, og derfor ble de fleste operasjonene ved legging av jernbane utført av arbeidere for hånd. Dermed fikk SHELT-prosjektet enda en fordel fremfor eksisterende systemer.

Likevel, inntil en viss tid, var Yarmolchuks forslag ikke av interesse for noen. Denne reaksjonen fra tjenestemenn skyldtes flere faktorer. Det nye prosjektet måtte testes, og byggingen av nye linjer for lovende SHEL-tog viste seg å bli for dyrt. Av denne grunn, frem til slutten av tjuetallet, forble Yarmolchuks prosjekt bare på papiret.

Etter å ha mottatt en ingeniørutdanning, fortsatte oppfinneren å utvikle prosjektet og gjorde betydelige endringer i det. Så han bestemte seg for å forlate sfæriske biler og bruke rullende materiell med et mindre vågalt og uvanlig utseende. Nå var det planlagt å bruke en bil med klassisk layout, utstyrt med et originalt chassis. Metallvognen skulle ha to store hjul plassert foran og bak. Med dette arrangementet av bilen var det mulig å bevare alle de positive egenskapene som er iboende i SHELT-systemet, samt øke volumet for å imøtekomme nyttelasten.

Det lovende toget skulle bevege seg ved hjelp av to hjul i form av en "sfærisk" - en kule med avskårne sidedeler, hvor akselen og opphengselementene var plassert. Sharoids ble foreslått laget av metall og dekket med gummi. En elektrisk motor med tilsvarende effekt skulle være plassert inne i kroppen til et slikt hjul. Hjulets aksel var koblet til bilens struktur, og dreiemomentet skulle overføres fra motoren til den sfæriske kroppen ved hjelp av en friksjons- eller giroverføring. Et karakteristisk trekk ved de foreslåtte hjulene var plasseringen av deres tyngdepunkt under rotasjonsaksen: motoren ble suspendert under akselen. Med dette arrangementet var det mulig å opprettholde en optimal plassering i rommet ved manøvrering.

Demonstrasjon av hjulstabilitet. Etter vipping skal den gå tilbake til normal oppreist stilling. Nyhetsarkiv kardr

En modifisert versjon av balltoget, ifølge forfatterens beregninger, kunne nå en hastighet på rundt 300 km/t og frakte opptil 110 passasjerer. Dermed var det mulig å komme seg fra Moskva til Leningrad på bare et par timer, og reisen fra hovedstaden til Irkutsk ville ta litt mer enn en dag, og ikke en uke, som på eksisterende tog. Den oppdaterte versjonen av prosjektet hadde en betydelig fordel i forhold til de "klassiske" togene i hastighet og overgikk passasjerfly med tanke på bæreevne.

Aktivt arbeid med SHELT-prosjektet, støttet av offentlige etater, begynte i 1929. Dette skjedde etter at N. G. Yarmolchuk, med hjelp av spesialister fra Moscow Institute of Transport Engineers, bygget en modell av et lovende system. En urvogn på «kuler» beveget seg ganske raskt langs brettet, som sto rett på gulvet i laboratoriet. Modellen av toget ble vist til representantene for Folkets kommissariat for jernbaner, og denne demonstrasjonen gjorde sterkt inntrykk på dem. Veien var åpen for prosjektet.

Noen måneder etter å ha testet utformingen, opprettet People's Commissariat of Railways Bureau of Experimental Construction of Bullet Transport for utvikling og implementering av N. G. Yarmolchuk (BOSST). Oppgaven til denne organisasjonen var å lage et fullverdig prosjekt med påfølgende konstruksjon av en redusert prototype av SHELT-systemet. Så, med en vellykket gjennomføring av disse arbeidene, kunne man stole på bygging av fullverdige transportsystemer av en ny type.

Designarbeidet fortsatte til tidlig på våren 1931. Så ble dokumentasjonen for SHELT-prosjektet demonstrert for statsledelsen, og snart beordret Folkets kommissariat for jernbaner bygging av en prototype av et lovende tog. For dette ble det bevilget midler på 1 million rubler, samt en seksjon nær Severyanin-stasjonen til Yaroslavl-jernbanen (nå Moskvas territorium).

89 spesialister var involvert i byggingen av en eksperimentell rennebane og en storskalamodell av toget. På grunn av den spesifikke situasjonen med mat på stedet som ble levert, måtte spesialistene bygge ikke bare en prototype av en ny type vei, men også sette opp en grønnsakshage. Ulike grønnsaker ble plantet på 15 hektar, noe som gjorde det mulig for spesialister å løse tildelte oppgaver uten å bli distrahert av ulike tredjepartsproblemer. Dermed ble de tildelte arealene brukt så effektivt som mulig.

Interne hjulenheter: ramme og en elektrisk motor opphengt under den. Skutt fra nyhetsfilm

Våren den 31. mottok Yarmolchuk støtte fra ikke bare People's Commissariat of Railways, men også pressen. Innenlandske aviser og magasiner begynte å skrive om det nye SHELT-prosjektet og berømme det, og trakk oppmerksomheten til de forventede fordelene i forhold til den eksisterende teknologien. Det ble bemerket at passasjerelektriske kuletog vil kunne reise fem til seks ganger raskere enn «klassiske», og når det gjelder godstog, er til og med en tjuedobling av hastigheten mulig. Kapasiteten på de nye veiene kan være minst dobbelt så høy som de eksisterende.

Det ble naturligvis også uttrykt kritiske meninger. Mange eksperter snakket om den overdrevne kompleksiteten til prosjektet, de høye kostnadene ved implementeringen og noen andre problemer. De ansvarlige bestemte seg likevel for å fortsette byggingen av et eksperimentelt SHEL-tog og teste Yarmolchuks forslag i praksis, og avsløre alle eksisterende fordeler og ulemper.

I løpet av 1931 var BOSST-teamet engasjert i byggingen av en eksperimentell rennebane. For å spare penger og tid ble en mindre versjon av en slik vei bygget av tre. I lav høyde over bakken ble et konkavt gulv laget av planker plassert på en treramme. Langs stien var det U-formede støtter som støttet elektrisitetsoverføringssystemet. I stedet for ledninger som er tradisjonelle for moderne elektrisk transport, ble det brukt rør. Under testene ble det brukt to konfigurasjoner av det elektriske forsyningssystemet. I den første hang et av rørene nesten under selve tverrstangen på støtten, de to andre - under. Den andre konfigurasjonen innebar plasseringen av alle tre rørene på samme nivå.

Den eksperimentelle treløypa var ca 3 km lang. En liten elektrisk transformatorstasjon var plassert ved siden av den, som skulle forsyne rørene med strømmen til de nødvendige parameterne. I følge noen rapporter ble byggingen av ruten fullført i slutten av 1931 eller i begynnelsen av 1932. Monteringen av den første prototypebilen ble snart fullført.

Feste hjulet i karosseriet. Skutt fra nyhetsfilm

Monteringen av den første SHEL-bilen ble fullført i april 1932. Det var en struktur på omtrent 6 m lang med en diameter på 80 cm. En konisk kledning ble gitt foran på bilen. Bilen, som antydet av prosjektet, var utstyrt med to sfæriske hjul, i hodet og bakdelen. Diameteren på hjulene oversteg 1 m. De stakk betydelig ut fra karosseriet og kunne skape en merkbar gyroskopisk effekt som holdt bilen i ønsket posisjon. Kraftverket i form av to trefasede elektriske motorer var plassert inne i hjulene. Bilene hadde et ganske stort ledig volum som kunne brukes til å frakte testlast eller til og med passasjerer. Dessuten hadde bilen vinduer og små dører for tilgang til innsiden av skroget. For overføring av elektrisitet fikk bilen en boggi festet på kontaktledningen og koblet til taket med kabel og kabel.

På høsten ble det bygget ytterligere fire biler, som et resultat av at et helt tog allerede kjørte langs forsøkssporet. Konstruksjonen av ekstra biler gjorde det mulig ikke bare å teste selve levedyktigheten til oppfinnelsen, men også å finne ut noen problemer knyttet til samspillet mellom flere rullende materiellenheter på banen.

De tilgjengelige motorene tillot det eksperimentelle toget å nå hastigheter på opptil 70 km/t. Utformingen av de sfæriske hjulene og andre funksjoner ved den nye transporten sørget for stabil oppførsel uavhengig av bevegelseshastigheten og banens egenskaper. Balltoget passerte selvsikkert svinger, lente seg litt i riktig retning, men viste ikke noe ønske om å kantre. Den gyroskopiske effekten som N. G. Yarmolchuk, førte til de forventede resultatene.

Frem til sommeren 1933 var et team av BOSST-spesialister engasjert i ulike tester av et lovende transportsystem i redusert versjon. Samtidig pågikk utviklingen av togdesignet, samt utredning av optimale spormuligheter. Spesielt måtte ingeniørene pusle over utformingen av pilen for rennebanen. Selve driften av SHELTs uten sporveksler og annet spesielt sporutstyr var ikke mulig, og opprettelsen av dem var forbundet med visse vanskeligheter.

De første prøveturene ble gjennomført av et erfarent tog uten last. Senere, da påliteligheten til systemet ble bestemt og bekreftet, begynte turer med last, inkludert med passasjerer. Dimensjonene på bilene gjorde det mulig å frakte to personer, men de måtte ligge i liggende stilling, hvor det ble plassert madrasser i provisoriske lugarer. Under testene besøkte D. Lipnitskiy, en journalist fra Znanie is Sila-publikasjonen, teststedet og ble tatt med på et eksperimentelt SHEL-tog. Senere skrev han at mens han forberedte turen fryktet han en mulig ulykke. Toget kunne velte, fly av brettet osv. Likevel gikk prototypebilen forsiktig og stille av og kjørte langs banen uten problemer og til og med uten den "tradisjonelle" jernbaneraslingen av hjul. På buede partier av sporet vippet toget og holdt balansen.

Kroppen til et erfarent balltog uten bakvegg. Hjulet og dets fjæring er synlig. Skutt fra nyhetsfilm

Tester av prototypetoget begynte høsten 1932, og det var grunnen til at spesialistene møtte noen problemer under prøvekjøringene. Arbeidet til SHEL-toget ble hemmet av snø og is på trebanen. Før starten av prøvekjøringene måtte de ryddes av, siden det originale understellet til toget ikke kunne takle slike uregelmessigheter, spesielt under høyhastighetstrafikk. På teststadiet ble et slikt problem ansett som et uunngåelig onde og tålte det, men senere ble det en av faktorene som påvirket skjebnen til hele prosjektet.

Etter gjennomført kontroll ble prosjektdokumentasjonen og testrapporten overlevert til et spesielt ekspertråd, som skulle avgjøre SHELT-systemets videre skjebne. En gruppe spesialister ledet av S. A. Chaplygin gjennomgikk dokumentasjonen og kom til positive konklusjoner. Ifølge eksperter hadde ikke prosjektet alvorlige problemer som ville forstyrre dens fullverdige bruk, og de anbefalte også å starte byggingen av fullverdige ruter for ballelektrisk transport.

Sommeren 1933 hadde N. G. Yarmolchuk og hans kolleger har utviklet to versjoner av fullverdige SHEL-tog i to dimensjoner, den såkalte. normal og gjennomsnittlig. Det «gjennomsnittlige» toget var beregnet på sluttprøver, og kunne også kjøres på ekte spor. I denne konfigurasjonen var bilene utstyrt med sfæriske hjul med en diameter på 2 m og kunne bære opptil 82 passasjerseter. Designhastigheten til slik transport nådde 180 km / t. Det ble antatt at biler av middels størrelse ville bli kombinert til tog på tre og i denne formen vil frakte passasjerer på forstadslinjer.

Alle tidlige planer skulle være fullt implementert i en "normal" vogn. I dette tilfellet skulle den lovende transporten ha mottatt hjul med en diameter på 3, 7 m og en kropp med passende dimensjoner. Designhastigheten for bevegelse nådde 300 km / t, og inne i skroget var det mulig å arrangere minst 100-110 seter. Med tanke på de høye bevegelseshastighetene, måtte et slikt tog være utstyrt med ikke bare mekaniske, men også aerodynamiske bremser. Sistnevnte var et sett med fly på overflaten av kroppen, utvidet over den innkommende luftstrømmen. Ifølge noen beregninger fra BOSST kan et spor med vogner eller tog av normal størrelse ha en kolossal kapasitet: lovende tog kan frakte befolkningen i en hel by på bare noen få dager. I dette tilfellet ble det sikret en betydelig overlegenhet over eksisterende jernbanetransport.

Etter fullføringen av arbeidet til rådet ledet av Chaplygin, 13. august 1933, bestemte Council of People's Commissars seg for den videre skjebnen til SHELT-prosjektet. Folkets kommissariat for jernbaner ble instruert om å bygge den første fullverdige brettbanen for prøvedrift. Den nye ruten kan vises i retning Moskva-Noginsk eller Moskva-Zvenigorod. Etter å ha analysert den eksisterende situasjonen og eksisterende planer, ble det besluttet å bygge en motorvei til Noginsk. På den tiden startet byggingen av en ny industrisone øst for Moskva. Det ble antatt at persontrafikken i denne retningen kunne nå 5 millioner mennesker i året, så det var behov for ny transport med passende indikatorer. Etter anmodning fra Council of People's Commissars skulle byggingen av den nye ruten ha vært fullført høsten 1934.

Foto fra innenlandsk presse. Prototypetoget frakter en passasjer. Foto Termotex.rf

Det første fullverdige bunnsporet skulle starte i Izmailovo, slik at arbeidere kunne komme seg til stasjonen med trikk eller metro, og deretter bytte til SHEL-toget og gå på jobb. Romslig høyhastighetstransport kan endre logistikken til Moskva og Moskva-regionen betydelig, og forbedre hovedparametrene. I påvente av en ny transport med unike indikatorer, begynte den innenlandske pressen igjen å berømme det originale prosjektet til N. G. Yarmolchuk.

Pressens og borgernes forventninger gikk imidlertid ikke i oppfyllelse. På slutten av 1934 åpnet ikke den nye stasjonen dørene for passasjerer, og nye elektriske kuletog tok dem ikke på jobb. Dessuten begynte de ikke engang å bygge motorveien og stasjonen. Før byggingen av motorveien og tilhørende infrastruktur startet, sjekket spesialister igjen det lovende prosjektet og kom til konklusjoner som førte til at det ble avvist.

Designhastigheten og kapasiteten til vognene, så vel som andre fordeler med den nye transporten så attraktive ut, men i den foreslåtte formen hadde den mange ulemper. For det første var det kompleksiteten i utformingen av både selve SHEL-toget og ruten for det. For eksempel gjorde bruken av et brettspor i armert betong det mulig å redusere kostnadene for metall, men det kompliserte konstruksjonen og krevde utplassering av ytterligere produksjonsanlegg. Seriebygging av nye tog krevde også tilsvarende innsats og kostnader.

Analysen av de foreslåtte prosjektene til det elektriske kuletoget førte også til en pessimistisk konklusjon. Teknologinivået som eksisterte på den tiden tillot ikke å bygge det nødvendige kjøretøyet med akseptable egenskaper. For eksempel forårsaket ressursen til gummibelegget på sfæriske hjul ved kjøring på betong store spørsmål. I forhold med mangel på gummi kan en slik nyansering av prosjektet ha alvorlige negative konsekvenser. I tillegg måtte det store og tunge SHEL-toget utstyres med motorer med passende kraft og annet spesialutstyr, som enten var fraværende eller for dyrt.

Selv med den vellykkede byggingen av en bunnbane og kuletog for den, ville driften være forbundet med en rekke alvorlige problemer. For eksempel, under testing av et prototypetog om vinteren, måtte BOTTS-spesialister regelmessig rense trebanen for snø og is. Slike forurensninger forstyrret togets normale kurs, og kunne i høye hastigheter til og med føre til vrak. Sannsynligvis, i denne sammenheng, husket eksperter krasjen med Abakovskys flybil i 1921. Deretter, på grunn av den dårlige kvaliteten på jernbanesporet, fløy høyhastighetsbilen av skinnene, noe som førte til at flere passasjerer døde. Flybilen beveget seg med en hastighet på rundt 80 km/t, og Yarmolchuks prosjekt antok mange ganger høyere hastigheter, og som et resultat ble toget utsatt for en enda høyere risiko.

Artikkel fra Modern Mechanix magazine, februar 1934. Foto av Wikimedia Commons

Bortsett fra tekniske problemer, var det også økonomiske. Prosjektet for bygging av en motorvei med en lengde på rundt 50 km viste seg å være for dyrt, og utsiktene ble gjenstand for kontrovers. Med fordeler i forhold til den eksisterende transporten, virket ikke SHEL-toget gjennomførbart. Noen besparelser i reisetid eller muligheten til å frakte litt flere passasjerer kunne ikke rettferdiggjøre de ekstremt høye kostnadene.

Kombinasjonen av tekniske, teknologiske, operasjonelle og økonomiske funksjoner og problemer førte til nedleggelsen av prosjektet, som flere måneder tidligere ble ansett som ikke bare lovende, men også i stand til å radikalt endre utseendet til transport. Byggingen av den første motorveien Moskva-Noginsk ble innskrenket kort tid etter starten, ikke senere enn de første ukene av 1934. På grunn av dette brukte de ansatte i foretakene i den nye industrisonen i fremtiden bare de eksisterende transportformene, som imidlertid ikke forhindret implementeringen av planer for industrialiseringen av Moskva-regionen.

Etter at beslutningen ble tatt om å forlate byggingen av den elektriske kulebanen, sluttet pressen å publisere entusiastiske artikler. Over tid ble det en gang lovende prosjektet glemt. Eksperimentsporet nær Severyanin-stasjonen ble snart demontert som unødvendig. Det eneste eksperimentelle toget på fem biler ble trolig skrotet like etter at prosjektet ble stengt. Det kan ikke utelukkes at det en tid har vært lagret i en av organisasjonene tilknyttet SHELT-prosjektet, men det finnes ingen eksakt informasjon om dette. Det er bare kjent at etter 1934 ble forsøksbilene ikke nevnt noe sted.

Forfatteren av prosjektet til den kuleelektriske transporten, N. G. Yarmolchuk, til tross for fiaskoen, fortsatte å jobbe med lovende transportformer og deres individuelle komponenter. Noen av utviklingene hans ble senere til og med brukt på produksjonskjøretøyer av forskjellige klasser.

Så vidt vi vet, sluttet ikke Yarmolchuk å jobbe med SHEL-transport, men all videre utvikling på dette området ble utført av ham på eget initiativ. De siste omtalene av dette prosjektet går tilbake til begynnelsen av syttitallet. I løpet av denne perioden prøvde designeren igjen å tilby sin utvikling til landets ledelse og prøvde til og med å få en avtale med A. N. Kosygin. Publikum ble nektet. N. G. Yarmolchuk døde i 1978 og etter det stoppet alt arbeid med ballelektrisk transport. I mer enn fire tiår etter beslutningen om å stoppe byggingen, ble prosjektet utviklet av bare én designer. Etter hans død ønsket ingen å forfølge et prosjekt som en gang ble ansett som en revolusjon innen transport.