Ball electrolot tåg designat av N.G. Yarmolchuk

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Genom järnvägstransportens historia dyker det regelbundet upp nya djärva projekt som kan leda till en verklig revolution på detta område. Ändå kommer inte alla sådana förslag till praktisk användning.

De flesta av de djärva projekten finns kvar i historien som lovande, men föga lovande tekniska kuriosa. De senare omfattar många utvecklingar, inklusive den så kallade. elektrisk kultransport designad av N. G. Yarmolchuk.

Författaren till detta projekt var en ung ingenjör Nikolai Grigorievich Yarmolchuk. Efter att ha tjänstgjort i armén och deltagit i inbördeskriget fick han jobb som montör på Kurskjärnvägen, där han arbetade i flera år. Medan han arbetade på järnvägen lärde sig Yarmolchuk de olika funktionerna i denna typ av transport och kom med tiden till slutsatsen att det var nödvändigt att skapa en ny klass av sådana system. På den tiden var en av de viktigaste frågorna som olika specialister tog itu med att öka tågens hastighet. Yarmolchuk, efter att ha studerat befintliga järnvägar och rullande materiel, kom till slutsatsen att det var omöjligt att tillämpa befintliga lösningar och behovet av att utveckla en helt ny transport.

I sina brev påpekade Yarmolchuk att en betydande ökning av hastigheten hindras av ett antal faktorer, inklusive själva utformningen av järnvägsspåren och hjulen. Under rörelsen, noterade ingenjören, hålls hjulsatsen på rälsen endast av flänsarna. I det här fallet kan paret röra sig längs sin axel, slå mot skenan och andra obehagliga fenomen. Med en enkel ökning av rörelsehastigheten borde slagen ha ökat, vilket ökar belastningen på tågunderredet och ökar risken för dess förstörelse. För att eliminera dessa fenomen krävdes spår och ett chassi av helt ny design.

Erfaren SHEL tåg. Vintern 1932-1933 Foto Wikimedia Commons

Redan 1924 hade N. G. Yarmolchuk föreslog en ny version av tågets spår och löparutrustning, vilket enligt hans åsikt gjorde det möjligt att avsevärt öka rörelsehastigheten och bli av med relaterade problem. Enligt upphovsmannen till projektet borde man istället för ett järnvägsspår ha använt en rund ränna. En boll av lämpliga dimensioner borde ha rört sig längs en sådan bricka. När det rörde sig i hög hastighet var det sfäriska hjulet inte utsatt för slag, och kunde också självorientera beroende på rörelsebanan.

I den första versionen av ett lovande projekt föreslog författaren att använda bilar med en helt ny design. Bilkarossen var tänkt att ha en sfärisk form och rymma alla nödvändiga enheter, inklusive kraftverket och passagerarkabinen. Den yttre ytan av höljet var tänkt att fungera som en stödyta och i kontakt med brickan. Med denna design kunde bilen röra sig längs rännan i hög hastighet, och bibehålla optimal rullning på grund av snabb lutning när den går in i svängar. För att spara utrymme och uppnå maximal prestanda föreslogs att den nya transporten skulle utrustas med elmotorer.

Det lovande systemet fick namnet "Sharoelectrolytic transport" eller förkortat SHELT. Under denna beteckning förblev Yarmolchuks projekt i historien. Dessutom nämns i vissa källor namnet "bolltåg". Båda beteckningarna var likvärdiga och användes parallellt.

Under de närmaste åren tog Yarmolchuk examen från Moscow State Technical University och Moscow Power Engineering Institute, vilket gjorde det möjligt för honom att skaffa den kunskap och erfarenhet som krävs för att genomföra sitt projekt. Samtidigt försökte den unge ingenjören intressera de ansvariga med sin uppfinning. I ett flertal brev till olika myndigheter beskrev han fördelarna med sitt SHELT-system. Enligt hans uppfattning gjorde det möjligt att avsevärt höja tågens hastighet och därigenom minska restiden. I det här fallet skulle den elektriska bolltransporten kunna konkurrera även med flyget, samtidigt som den hade fördelen i form av större last- och passagerarkapacitet.

Nikolay Grigorievich Yarmolchuk under tester. Skott från nyhetsfilm

En annan fördel med hans projekt N. G. Yarmolchuk övervägde att spara lite material och förenkla vägbygget. Det föreslogs att göra en bricka för ett lovande tåg av armerad betong, vilket gjorde det möjligt att drastiskt minska metallförbrukningen. Dessutom skulle den kunna monteras från fabrikstillverkade sektioner, vilket minskar tiden som krävs för att montera ett nytt spår. Det bör noteras att det i slutet av tjugotalet och början av trettiotalet inte fanns någon speciell utrustning för att lägga räls, varför de flesta operationerna vid järnvägsläggning utfördes av arbetare för hand. Därmed fick SHELT-projektet ytterligare en fördel jämfört med befintliga system.

Ändå, fram till en viss tid, var Yarmolchuks förslag inte av intresse för någon. Denna reaktion från tjänstemännen berodde på flera faktorer. Det nya projektet behövde testas och byggandet av nya linjer för lovande SHEL-tåg visade sig bli för dyrt. Av denna anledning, fram till slutet av tjugotalet, fanns Yarmolchuks projekt endast kvar på papper.

Efter att ha fått en ingenjörsutbildning fortsatte uppfinnaren att utveckla projektet och gjorde betydande förändringar i det. Så han bestämde sig för att överge sfäriska bilar och använda rullande materiel med ett mindre vågat och ovanligt utseende. Nu var det planerat att använda en bil med klassisk layout, utrustad med ett originalchassi. Metallvagnen var tänkt att ha två stora hjul placerade i dess främre och bakre delar. Med detta arrangemang av bilen var det möjligt att bevara alla positiva egenskaper som är inneboende i SHELT-systemet, samt öka volymen för att rymma nyttolasten.

Det lovande tåget var tänkt att röra sig med hjälp av två hjul i form av en "sfärisk" - en sfär med avskurna sidodelar, på vars ställe axel- och upphängningselementen var placerade. Sharoids föreslogs vara gjorda av metall och täckta med gummi. En elmotor med motsvarande effekt skulle placeras inuti kroppen på ett sådant hjul. Hjulets axel var ansluten till bilens struktur, och vridmomentet skulle överföras från motorn till den sfäriska kroppen med hjälp av en friktions- eller växellåda. En karakteristisk egenskap hos de föreslagna hjulen var placeringen av deras tyngdpunkt under rotationsaxeln: motorn var upphängd under axeln. Med detta arrangemang var det möjligt att bibehålla en optimal position i rymden vid manövrering.

Demonstration av hjulstabilitet. Efter lutning ska den återgå till sitt normala upprätt läge. Nyhetsreportage kardr

En modifierad version av kultåget, enligt författarens beräkningar, kunde nå en hastighet på cirka 300 km/h och ta upp till 110 passagerare. Således var det möjligt att ta sig från Moskva till Leningrad på bara ett par timmar, och resan från huvudstaden till Irkutsk skulle ta lite mer än en dag, och inte en vecka, som på befintliga tåg. Den uppdaterade versionen av projektet hade en betydande fördel jämfört med de "klassiska" tågen i hastighet och överträffade passagerarflygplanen när det gäller lastkapacitet.

Ett aktivt arbete med SHELT-projektet, med stöd av statliga myndigheter, började 1929. Detta skedde efter att N. G. Yarmolchuk, med hjälp av specialister från Moskva Institute of Transport Engineers, byggde en modell av ett lovande system. En urverksvagn på "kulor" rörde sig ganska snabbt längs brickan som stod precis på golvet i laboratoriet. Modellen av tåget visades för representanterna för folkkommissariatet för järnvägar, och denna demonstration gjorde ett starkt intryck på dem. Vägen var öppen för projektet.

Några månader efter att ha testat layouten skapade Folkets kommissariat för järnvägar Bureau of Experimental Construction of Bullet Transport för utveckling och implementering av N. G. Yarmolchuk (BOSST). Denna organisations uppgift var att skapa ett fullfjädrat projekt med efterföljande konstruktion av en reducerad prototyp av SHELT-systemet. Sedan, med det framgångsrika slutförandet av dessa arbeten, kunde man räkna med byggandet av fullfjädrade transportsystem av en ny typ.

Designarbetet fortsatte fram till den tidiga våren 1931. Sedan demonstrerades dokumentationen för SHELT-projektet för statsledningen, och snart beordrade folkkommissariatet för järnvägar byggandet av en prototyp av ett lovande tåg. För detta tilldelades finansiering till ett belopp av 1 miljon rubel, såväl som en sektion nära Severyanin-stationen på Yaroslavl-järnvägen (nu Moskvas territorium).

89 specialister var involverade i byggandet av en experimentell rännbana och en storskalig modell av tåget. På grund av den specifika situationen med mat på den tillhandahållna platsen, var specialisterna tvungna att bygga inte bara en prototyp av en ny typ av väg, utan också inrätta en grönsaksträdgård. Olika grönsaker planterades på 15 hektar, vilket gjorde det möjligt för specialister att lösa tilldelade uppgifter utan att distraheras av olika tredjepartsproblem. Därmed användes de tilldelade ytorna så effektivt som möjligt.

Interna hjulenheter: ram och en elmotor upphängd under den. Skott från nyhetsfilm

På våren den 31 fick Yarmolchuk stöd från inte bara folkkommissariatet för järnvägar, utan också av pressen. Inhemska tidningar och tidskrifter började skriva om det nya SHELT-projektet och berömma det, och uppmärksammade de förväntade fördelarna jämfört med den befintliga tekniken. Det noterades att passagerarelektriska kultåg kommer att kunna resa fem till sex gånger snabbare än "klassiska" och när det gäller godståg är till och med en tjugofaldig ökning av hastigheten möjlig. Kapaciteten på de nya vägarna skulle kunna vara minst dubbelt så hög som de befintliga.

Naturligtvis framfördes också kritiska åsikter. Många experter talade om projektets överdrivna komplexitet, de höga kostnaderna för dess genomförande och några andra problem. Ändå beslutade de ansvariga personerna att fortsätta byggandet av ett experimentellt SHEL-tåg och testa Yarmolchuks förslag i praktiken, vilket avslöjade alla befintliga fördelar och nackdelar.

Under 1931 var BOSST-teamet engagerat i byggandet av en experimentell rännbana. För att spara pengar och tid byggdes en mindre version av en sådan väg av trä. På låg höjd över marken lades ett konkavt golv av plank på en träram. Längs stigen fanns U-formade stöd som stödde elöverföringssystemet. Istället för ledningar som är traditionella för moderna elektriska transporter användes rör. Under testerna användes två konfigurationer av elförsörjningssystemet. I den första hängde ett av rören nästan under själva tvärbalken på stödet, de andra två - nedanför. Den andra konfigurationen innebar placeringen av alla tre rören på samma nivå.

Den experimentella träbanan var ca 3 km lång. En liten elektrisk transformatorstation var belägen bredvid den, som var tänkt att förse rören med strömmen av de nödvändiga parametrarna. Enligt vissa rapporter var bygget av sträckan färdigt i slutet av 1931 eller i början av 1932. Monteringen av den första prototypbilen var snart klar.

Fastsättning av hjulet i karossen. Skott från nyhetsfilm

Monteringen av den första SHEL-bilen slutfördes i april 1932. Det var en konstruktion ca 6 m lång med en diameter på 80 cm. En konisk kåpa fanns framtill på bilen. Bilen, som projektet antydde, var utrustad med två sfäriska hjul, i huvudet och bakdelen. Hjulens diameter översteg 1 m. De stack ut betydligt från kroppen och kunde skapa en märkbar gyroskopisk effekt som höll bilen i önskat läge. Kraftverket i form av två trefaselektriska motorer var placerat innanför hjulen. Bilarna hade en ganska stor ledig volym som kunde användas för att transportera provlast eller till och med passagerare. Dessutom hade bilen fönster och små dörrar för åtkomst till insidan av skrovet. För överföring av el fick bilen en boggi fäst på kontaktledningen och kopplad till taket med en kabel och kabel.

På hösten byggdes ytterligare fyra bilar, vilket ledde till att ett helt tåg redan körde längs experimentspåret. Konstruktionen av ytterligare bilar gjorde det möjligt att inte bara testa själva livskraften hos uppfinningen, utan också att reda ut några problem relaterade till interaktionen mellan flera rullande materielenheter på banan.

De tillgängliga motorerna gjorde det möjligt för experimenttåget att nå hastigheter på upp till 70 km/h. Utformningen av de sfäriska hjulen och andra egenskaper hos den nya transporten säkerställde ett stabilt beteende oavsett rörelsehastighet och banans egenskaper. Bolståget passerade självsäkert svängar, lutade något åt rätt håll, men visade ingen lust att kapsejsa. Den gyroskopiska effekt som N. G. Yarmolchuk, ledde till de förväntade resultaten.

Fram till sommaren 1933 var ett team av BOSST-specialister engagerade i olika tester av ett lovande transportsystem i reducerad version. Samtidigt pågick utvecklingen av tågdesignen, samt studiet av optimala spåralternativ. I synnerhet var ingenjörerna tvungna att pussla över utformningen av pilen för rännans väg. Den faktiska driften av SHELTs utan växlar och annan speciell spårutrustning var inte möjlig, och deras skapande var förenat med vissa svårigheter.

De första provturerna genomfördes av ett erfaret tåg utan last. Senare, när systemets tillförlitlighet fastställdes och bekräftades, började resor med last, inklusive med passagerare. Bilarnas dimensioner gjorde det möjligt att transportera två personer, men de måste vara i liggande läge, för vilket madrasser placerades i provisoriska hytter. Under testerna besökte D. Lipnitskiy, en journalist från Znanie is Sila-publikationen, testplatsen och togs med på ett experimentellt SHEL-tåg. Han skrev senare att han under förberedelserna för resan fruktade en möjlig olycka. Tåget kunde välta, flyga från brickan osv. Ändå rörde sig prototypbilen försiktigt och tyst iväg och körde längs banan utan problem och till och med utan det "traditionella" järnvägens skramlande av hjul. På krökta delar av banan lutade tåget och höll balansen.

Kroppen av ett erfaret bolltåg utan bakvägg. Hjulet och dess fjädring syns. Skott från nyhetsfilm

Tester av prototyptåget började hösten 1932, varför specialisterna stötte på vissa problem under provkörningarna. SHEL-tågets arbete försvårades av snö och is på träspåret. Innan provkörningarna började, var de tvungna att städas bort, eftersom tågets ursprungliga underrede inte kunde klara av sådana oegentligheter, särskilt under höghastighetstrafik. På teststadiet ansågs ett sådant problem vara ett oundvikligt ont och stod ut med det, men senare blev det en av faktorerna som påverkade hela projektets öde.

Efter genomförda kontroller överlämnades projektdokumentationen och testrapporten till ett särskilt expertråd, som skulle avgöra SHELT-systemets vidare öde. En grupp specialister under ledning av S. A. Chaplygin gick igenom dokumentationen och kom till positiva slutsatser. Enligt experter hade projektet inga allvarliga problem som skulle störa dess fullfjädrade användning, och de rekommenderade också att börja bygga fullfjädrade rutter för bollelektrisk transport.

Sommaren 1933 hade N. G. Yarmolchuk och hans kollegor har utvecklat två versioner av fullfjädrade SHEL-tåg i två dimensioner, den så kallade. normal och genomsnittlig. Det "genomsnittliga" tåget var avsett för slutprov, och kunde även köras på riktiga spår. I denna konfiguration var bilarna utrustade med sfäriska hjul med en diameter på 2 m och kunde bära upp till 82 passagerarsäten. Designhastigheten för sådan transport nådde 180 km / h. Det antogs att bilarna av medelstorlek skulle kombineras till tåg om tre och i denna form kommer att transportera passagerare på förortslinjer.

Alla tidiga planer var tänkt att genomföras fullt ut i en "normal" vagn. I det här fallet borde den lovande transporten ha fått hjul med en diameter på 3, 7 m och en kropp av lämpliga dimensioner. Designhastigheten för rörelse nådde 300 km / h, och inuti skrovet var det möjligt att ordna minst 100-110 platser. Med tanke på de höga rörelsehastigheterna måste ett sådant tåg utrustas med inte bara mekaniska utan också aerodynamiska bromsar. De senare var en uppsättning plan på kroppens yta, som sträckte sig över det inkommande luftflödet. Enligt vissa beräkningar av BOSST skulle ett spår med vagnar eller tåg av normal storlek kunna ha en kolossal kapacitet: lovande tåg skulle kunna transportera befolkningen i en hel stad på bara några dagar. I detta fall säkerställdes en betydande överlägsenhet gentemot den befintliga järnvägstransporten.

Efter fullbordandet av arbetet i rådet som leds av Chaplygin, den 13 augusti 1933, beslutade rådet för folkkommissarier om SHELT-projektets vidare öde. Järnvägskommissariatet fick i uppdrag att bygga den första fullfjädrade brickbanan för provdrift. Den nya rutten kan dyka upp i riktningen Moskva-Noginsk eller Moskva-Zvenigorod. Efter att ha analyserat den befintliga situationen och befintliga planer beslutades det att bygga en motorväg till Noginsk. Då började bygget av en ny industrizon öster om Moskva. Man antog att passagerartrafiken i denna riktning kunde nå 5 miljoner människor per år, så det fanns ett behov av nya transporter med lämpliga indikatorer. På begäran av folkkommissariernas råd borde bygget av den nya sträckan ha varit färdigt till hösten 1934.

Foto från inhemsk press. Prototyptåget transporterar en passagerare. Foto Termotex.rf

Det första fullfjädrade trågspåret skulle börja i Izmailovo, så att arbetare kunde ta sig till stationen med spårvagn eller tunnelbana och sedan byta till SHEL-tåget och gå till jobbet. Rymlig höghastighetstransport kan avsevärt förändra logistiken i Moskva och Moskva-regionen och förbättra dess huvudparametrar. I väntan på en ny transport med unika indikatorer började den inhemska pressen återigen berömma det ursprungliga projektet av N. G. Yarmolchuk.

Men pressens och medborgarnas förväntningar gick inte i uppfyllelse. I slutet av 1934 öppnade den nya stationen inte sina dörrar för passagerare och nya elektriska kultåg tog dem inte till arbetet. Dessutom började de inte ens bygga motorvägen och stationen. Innan byggandet av motorvägen och tillhörande infrastruktur började, kontrollerade specialister återigen det lovande projektet och kom till slutsatser som ledde till att det avvisades.

Vagnarnas designhastighet och kapacitet, liksom andra fördelar med den nya transporten, såg attraktiva ut, men i den föreslagna formen hade den många nackdelar. Först och främst var det komplexiteten i designen av både själva SHEL-tåget och rutten för det. Till exempel gjorde användningen av en brickbana i armerad betong det möjligt att minska kostnaderna för metall, men det komplicerade konstruktionen och krävde utplacering av ytterligare produktionsanläggningar. Seriebygget av nya tåg krävde också motsvarande insatser och kostnader.

Analysen av de föreslagna projekten för det elektriska kultåget ledde också till en pessimistisk slutsats. Den tekniknivå som fanns vid den tiden tillät inte att bygga det erforderliga fordonet med acceptabla egenskaper. Till exempel orsakade resursen för gummibeläggningen av sfäriska hjul vid körning på betong stora frågor. Under förhållanden med brist på gummi kan en sådan nyans av projektet få allvarliga negativa konsekvenser. Dessutom måste det stora och tunga SHEL-tåget utrustas med motorer av lämplig effekt och annan specialutrustning, som antingen saknades eller var för dyr.

Även med det framgångsrika bygget av en trågbana och kultåg för den, skulle dess drift vara förenad med ett antal allvarliga problem. Till exempel, under testning av ett prototyptåg på vintern, var BOTTS-specialister tvungna att regelbundet rengöra träbanan från snö och is. Sådana föroreningar störde tågets normala gång och kunde vid höga hastigheter till och med leda till ett vrak. Förmodligen, i detta sammanhang, påminde experter om kraschen med Abakovskys flygbil 1921. Sedan, på grund av den dåliga kvaliteten på järnvägsspåret, flög höghastighetsvagnen av rälsen, vilket ledde till att flera passagerare dog. Flygvagnen rörde sig med en hastighet av cirka 80 km/h, och Yarmolchuks projekt antog många gånger högre hastigheter och som ett resultat utsattes tåget för en ännu högre risk.

Artikel från Modern Mechanix magazine, februari 1934. Foto av Wikimedia Commons

Förutom tekniska problem fanns det också ekonomiska. Projektet för att bygga en motorväg med en längd på cirka 50 km visade sig vara för dyrt, och dess utsikter blev föremål för kontroverser. Med fördelar jämfört med den befintliga transporten verkade SHEL-tåget inte genomförbart. Vissa besparingar i restid eller möjligheten att transportera lite fler passagerare kunde inte motivera de extremt höga kostnaderna.

Kombinationen av tekniska, tekniska, operativa och ekonomiska egenskaper och problem ledde till stängningen av projektet, som flera månader tidigare ansågs inte bara lovande utan också kapabelt att radikalt förändra transportens utseende. Bygget av den första motorvägen Moskva-Noginsk inskränktes kort efter starten, inte senare än de första veckorna av 1934. På grund av detta använde de anställda i företagen i den nya industrizonen i framtiden endast de befintliga transportsätten, vilket dock inte hindrade genomförandet av planer för industrialiseringen av Moskva-regionen.

Efter beslutet att överge bygget av den elektriska kulbanan slutade pressen att publicera entusiastiska artiklar. Med tiden glömdes det en gång lovande projektet bort. Experimentspåret nära Severyanin-stationen demonterades snart som onödigt. Det enda experimenttåget på fem bilar skrotades troligen strax efter att projektet stängdes. Det kan inte uteslutas att det under en tid lagrats i någon av de organisationer som är kopplade till SHELT-projektet, men det finns ingen exakt information om detta. Man vet bara att efter 1934 nämndes inte experimentbilarna någonstans.

Författaren till projektet för den kulelektriska transporten, N. G. Yarmolchuk, trots misslyckandet, fortsatte att arbeta med lovande transportsätt och deras individuella komponenter. Några av hans utvecklingar användes senare till och med på produktionsfordon av olika klasser.

Så vitt vi vet slutade Yarmolchuk inte att arbeta med SHEL-transport, men all vidare utveckling på detta område utfördes av honom på eget initiativ. De sista omnämnandena av detta projekt går tillbaka till början av sjuttiotalet. Under denna period försökte designern återigen erbjuda sin utveckling till landets ledning och försökte till och med få ett möte med A. N. Kosygin. En publik nekades. N. G. Yarmolchuk dog 1978 och efter det upphörde allt arbete med den kulelektriska transporten. I mer än fyra decennier efter beslutet att stoppa byggnationen utvecklades projektet av bara en designer. Efter hans död ville ingen ägna sig åt ett projekt som en gång ansågs vara en revolution inom transport.