V historii železniční dopravy se pravidelně objevují nové odvážné projekty, které mohou v této oblasti vést ke skutečné revoluci. Přesto ne všechny takové návrhy dosahují praktického využití. Většina odvážných projektů zůstává v historii jako slibné, ale neperspektivní technické kuriozity. Ty zahrnují mnoho vývojů, včetně tzv. elektrický transport míče navržený N. G. Jarmolčuk.
Autorem tohoto projektu byl mladý inženýr Nikolai Grigorievič Yarmolchuk. Poté, co sloužil v armádě a zúčastnil se občanské války, získal práci montéra na kurské železnici, kde pracoval několik let. Při práci na železnici se Yarmolchuk naučil různé vlastnosti tohoto druhu dopravy a postupem času dospěl k závěru, že je nutné vytvořit novou třídu takových systémů. V té době byl jedním z hlavních problémů, které různí specialisté řešili, zvýšení rychlosti vlaků. Yarmolchuk po prostudování stávajících železnic a kolejových vozidel dospěl k závěru, že není možné použít stávající řešení a že je třeba vyvinout zcela novou dopravu.
Yarmolchuk ve svých dopisech poukázal na to, že výraznému zvýšení rychlosti brání řada faktorů, včetně samotného designu železničních tratí a kol. Během pohybu, poznamenal inženýr, dvojkolí drží na kolejnicích pouze příruby. V tomto případě se pár může pohybovat podél své osy, bít o kolejnici a další nepříjemné jevy. S jednoduchým zvýšením rychlosti pohybu se měly údery zvýšit, což zvýšilo zatížení podvozku vlaku a zvýšilo riziko jeho zničení. K eliminaci těchto jevů byly zapotřebí pásy a podvozek zcela nového designu.
Zkušený vlak SHEL. Zima 1932-33 Fotografie Wikimedia Commons
Již v roce 1924 N. G. Yarmolchuk navrhl novou verzi koleje a podvozku vlaku, která podle jeho názoru umožnila výrazně zvýšit rychlost pohybu a také se zbavit souvisejících problémů. Podle autora projektu měl být místo železniční trati použit skluz kulatého tvaru. Po takovém tácku se měla pohybovat koule odpovídajících rozměrů. Při pohybu vysokou rychlostí sférické kolo nepodléhalo bití a mohlo se také samoorientovat v závislosti na trajektorii pohybu.
V první verzi slibného projektu autor navrhl použít vozy zcela nového designu. Karoserie vozu měla mít kulový tvar a pojmout všechny potřebné jednotky, včetně elektrárny a kabiny pro cestující. Vnější povrch pouzdra měl fungovat jako opěrný povrch a v kontaktu s podnosem. S touto konstrukcí se vůz mohl pohybovat po skluzu vysokou rychlostí a udržovat optimální náklon díky včasnému náklonu při vjíždění zatáček. Pro úsporu místa a dosažení maximálního možného výkonu bylo navrženo vybavit novou dopravu elektromotory.
Slibný systém dostal název „Sharoelectrolot transport“neboli zkráceně SHELT. Pod tímto označením zůstal Yarmolchukův projekt v historii. Některé zdroje navíc uvádějí název „míčový vlak“. Obě označení byla ekvivalentní a byla použita souběžně.
Během několika příštích let Yarmolchuk absolvoval Moskevskou státní technickou univerzitu a Moskevský energetický institut, což mu umožnilo získat znalosti a zkušenosti potřebné k realizaci jeho projektu. Mladý inženýr se zároveň pokusil svým vynálezem zaujmout odpovědné osoby. V mnoha dopisech různým úřadům popsal výhody svého systému SHELT. Podle jeho názoru to umožnilo výrazně zvýšit rychlost vlaků a tím zkrátit dobu jízdy. V tomto případě by mohla kuličkovo-elektrická doprava konkurovat i letectví, přičemž by měla výhodu v podobě větší kapacity nákladu i cestujících.
Nikolai Grigorievich Yarmolchuk během testů. Záběr z týdeníku
Další výhodou jeho projektu N. G. Yarmolchuk uvažoval o záchraně některých materiálů a zjednodušení stavby silnic. Bylo navrženo vyrobit podnos pro slibný vlak železobetonu, který umožnil drasticky snížit spotřebu kovu. Kromě toho mohl být sestaven z výrobních sekcí továrny, čímž se zkrátil čas potřebný na sestavení nové dráhy. Je třeba poznamenat, že na konci dvacátých a na začátku třicátých let neexistovalo žádné speciální zařízení pro pokládku kolejí, a proto většinu operací při pokládce železnic prováděli pracovníci ručně. Projekt SHELT tak získal oproti stávajícím systémům další výhodu.
Přesto do určité doby Yarmolchukovy návrhy nikoho nezajímaly. Tato reakce úředníků byla způsobena několika faktory. Nový projekt bylo potřeba vyzkoušet a výstavba nových tratí pro slibné vlaky SHEL se ukázala jako příliš nákladná. Z tohoto důvodu zůstal Yarmolchukův projekt až do konce dvacátých let pouze na papíře.
Po získání inženýrského vzdělání vynálezce pokračoval ve vývoji projektu a provedl v něm významné změny. Rozhodl se tedy opustit sférická auta a použít kolejová vozidla méně odvážného a neobvyklého vzhledu. Nyní bylo v plánu použít vůz klasického uspořádání, vybavený originálním podvozkem. Kovový kočár měl mít dvě velká kola umístěná v jeho přední a zadní části. S takovým uspořádáním vozu bylo možné zachovat všechny pozitivní vlastnosti, které jsou součástí systému SHELT, a také zvýšit objem, aby se přizpůsobilo užitečnému zatížení.
Slibný vlak se měl pohybovat pomocí dvou kol ve tvaru „sférického“- koule s odříznutými bočními částmi, v jejímž místě se nacházely nápravové a závěsné prvky. Sharoids byly navrženy tak, aby byly vyrobeny z kovu a pokryty gumou. Uvnitř těla takového kola měl být umístěn elektromotor odpovídajícího výkonu. Osa kola byla spojena se strukturou vozu a točivý moment měl být přenášen z motoru na kulové těleso pomocí třecího nebo ozubeného převodu. Charakteristickým znakem navrhovaných kol bylo umístění jejich těžiště pod osu otáčení: motor byl zavěšen pod nápravou. S tímto uspořádáním bylo možné při manévrování udržovat optimální polohu v prostoru.
Ukázka stability kola. Po naklonění by se měl vrátit do své normální vzpřímené polohy. Newsreel kardr
Upravená verze kulového vlaku by podle autorových propočtů mohla dosáhnout rychlosti zhruba 300 km / h a přepravit až 110 cestujících. Bylo tedy možné dostat se z Moskvy do Leningradu za pár hodin a cesta z hlavního města do Irkutska trvala o něco déle než jeden den, a ne týden, jako ve stávajících vlacích. Aktualizovaná verze projektu měla oproti „klasickým“vlakům značnou výhodu v rychlosti a přepravní kapacitou překonala osobní letadla.
Aktivní práce na projektu SHELT, podporovaná vládními agenturami, začala v roce 1929. Stalo se to poté, co N. G. Yarmolchuk za pomoci specialistů z Moskevského institutu dopravních inženýrů postavil model slibného systému. Na podnose, který stál přímo na podlaze laboratoře, se pohyboval naviják na „koulích“poměrně rychle. Model vlaku byl předveden zástupcům Lidového komisariátu železnic a tato ukázka na ně udělala silný dojem. Pro projekt byla silnice otevřená.
Několik měsíců po testování rozvržení vytvořil Lidový komisariát železnic předsednictvo experimentální výstavby odrážkové dopravy pro vývoj a implementaci N. G. Jarmolčuk (BOSST). Úkolem této organizace bylo vytvořit plnohodnotný projekt s následnou konstrukcí zmenšeného prototypu systému SHELT. Poté, s úspěšným dokončením těchto prací, se dalo počítat s vybudováním plnohodnotných dopravních systémů nového typu.
Projekční práce pokračovaly až do časného jara 1931. Poté byla vedení státu předvedena dokumentace k projektu SHELT a brzy lidový komisariát železnic nařídil stavbu prototypu slibného vlaku. Za tímto účelem byly přiděleny finanční prostředky ve výši 1 milionu rublů a část v blízkosti stanice Severyanin železnice v Jaroslavli (nyní území Moskvy).
Na výstavbě experimentální skluzové dráhy a rozsáhlého modelu vlaku se podílelo 89 specialistů. Vzhledem ke specifické situaci s jídlem na poskytovaném místě museli specialisté postavit nejen prototyp nového typu silnice, ale také rozbít zeleninovou zahradu. Na 15 hektarech byla vysazena různá zelenina, což specialistům umožňovalo řešit zadané úkoly, aniž by je rušily různé problémy třetích stran. Přidělené oblasti byly tedy využívány co nejefektivněji.
Vnitřní sestavy kol: rám a pod ním zavěšený elektromotor. Záběr z týdeníku
Na jaře 31. získal Yarmolchuk podporu nejen Lidového komisariátu železnic, ale také tisku. Tuzemské noviny a časopisy začaly psát o novém projektu SHELT a chválit jej, upozorňující na očekávané výhody oproti stávající technologii. Bylo poznamenáno, že osobní elektrické kulové vlaky budou moci cestovat pětkrát až šestkrát rychleji než „klasické“a v případě nákladních vlaků je možné dokonce dvacetinásobné zvýšení rychlosti. Kapacita nových silnic by mohla být minimálně dvakrát vyšší než těch stávajících.
Přirozeně byly vyjádřeny i kritické názory. Mnoho odborníků hovořilo o nadměrné složitosti projektu, vysokých nákladech na jeho realizaci a některých dalších problémech. Přesto se odpovědné osoby rozhodly pokračovat ve stavbě experimentálního vlaku SHEL a vyzkoušet Yarmolchukův návrh v praxi, přičemž odhalily všechny výhody i nevýhody.
V průběhu roku 1931 se tým BOSST zabýval stavbou experimentální skluzové dráhy. Aby se ušetřily peníze a čas, byla menší verze takové silnice postavena ze dřeva. V nízké výšce nad zemí byla na dřevěný rám položena konkávní podlaha z prken. Podél cesty byly podpěry ve tvaru písmene U, které podporovaly přenosovou soustavu elektřiny. Místo drátů tradičních pro moderní elektrickou dopravu byly použity trubky. Během testů byly použity dvě konfigurace systému elektrického napájení. V té první jedna z trubek visela téměř pod samotným příčníkem podpěry, další dvě - níže. Druhá konfigurace předpokládala umístění všech tří trubek na stejné úrovni.
Experimentální dřevěná dráha byla dlouhá asi 3 km. Vedle byla umístěna malá elektrická rozvodna, která měla zásobovat potrubí proudem požadovaných parametrů. Podle některých zpráv byla stavba trasy dokončena do konce roku 1931 nebo na začátku roku 1932. Montáž prvního prototypu vozu byla brzy dokončena.
Upevnění kola v těle. Záběr z týdeníku
Montáž prvního vozu SHEL byla dokončena v dubnu 1932. Jednalo se o konstrukci dlouhou asi 6 m s průměrem 80 cm. V přední části vozu byla kónická kapotáž. Vůz, jak vyplývá z projektu, byl vybaven dvěma sférickými koly v části hlavy a ocasu. Průměr kol přesahoval 1 m. Vyčnívaly výrazně z karoserie a mohly vytvářet znatelný gyroskopický efekt, který držel vůz v požadované poloze. Elektrárna v podobě dvou třífázových elektromotorů byla umístěna uvnitř kol. Automobily měly poměrně velký volný objem, který bylo možné použít k přepravě testovacího nákladu nebo dokonce cestujících. Vůz měl také okna a malé dveře pro přístup dovnitř trupu. Pro přenos elektřiny dostalo auto podvozek, upevněný na trolejovém vedení a spojený se střechou lanem a kabely.
Na podzim byla postavena další čtyři auta, v důsledku čehož už po experimentální trati jel celý vlak. Konstrukce dalších vozů umožnila nejen vyzkoušet samotnou životaschopnost vynálezu, ale také vyřešit některé problémy související s interakcí několika jednotek kolejových vozidel na trati.
Dostupné motory umožňovaly experimentálnímu vlaku dosáhnout rychlosti až 70 km / h. Konstrukce sférických kol a další vlastnosti nové dopravy zajišťovaly stabilní chování bez ohledu na rychlost pohybu a charakteristiku trati. Míčový vlak sebevědomě projížděl zatáčky, mírně se nakláněl správným směrem, ale neprojevoval žádnou touhu převrhnout se. Gyroskopický efekt, který N. G. Yarmolchuk, vedl k očekávaným výsledkům.
Do léta 1933 se tým specialistů BOSST zabýval různými testy slibného dopravního systému ve zmenšené verzi. Současně probíhal vývoj konstrukce vlaku a studium optimálních možností kolejí. Inženýři museli zejména hádat nad designem šipky pro dráhu skluzu. Vlastní provoz SHELTů bez výhybek a dalšího speciálního kolejového vybavení nebyl možný a jejich tvorba byla spojena s určitými obtížemi.
První testovací jízdy provedl zkušený vlak bez zátěže. Později, když byla stanovena a potvrzena spolehlivost systému, začaly výlety s nákladem včetně cestujících. Rozměry aut umožňovaly přepravu dvou osob, ale musely být v leže, pro což byly matrace umístěny v provizorních kabinách. Během testů D. Lipnitskiy, novinář z publikace Znanie is Sila, navštívil testovací místo a byl převezen do experimentálního vlaku SHEL. Později napsal, že se při přípravě cesty obával možné nehody. Vlak by se mohl převrátit, vyletět z podnosu atd. Přesto prototyp vozu jemně a potichu vyrazil a bez problémů a dokonce i bez „tradičního“železničního chrastění kol jel po trati. Na zakřivených částech trati se vlak naklonil a udržel rovnováhu.
Tělo zkušeného míčového vlaku bez zadní stěny. Kola a jeho zavěšení jsou viditelné. Záběr z týdeníku
Zkoušky prototypu vlaku začaly na podzim roku 1932, proto specialisté během testovacích jízd narazili na určité problémy. Práci vlaku SHEL ztěžoval sníh a led na dřevěné trati. Před zahájením zkušebních jízd musely být vyčištěny, protože původní podvozek vlaku se s takovými nerovnostmi nedokázal vyrovnat, zejména při vysokorychlostním provozu. Ve fázi testování byl takový problém považován za nevyhnutelné zlo a smířil se s ním, ale později se stal jedním z faktorů, které ovlivnily osud celého projektu.
Po dokončení kontrol byly projektová dokumentace a protokol o zkoušce předány speciální odborné radě, která měla rozhodnout o dalším osudu systému SHELT. Skupina specialistů vedená S. A. Chaplygin zkontroloval dokumentaci a dospěl k pozitivním závěrům. Podle odborníků projekt neměl vážné problémy, které by zasahovaly do jeho plnohodnotného využití, a také doporučili zahájit stavbu plnohodnotných tras pro míčově-elektrickou dopravu.
V létě 1933 N. G. Yarmolchuk a jeho kolegové vyvinuli dvě verze plnohodnotných vlaků SHEL ve dvou dimenzích, tzv. normální a průměrný. „Průměrný“vlak byl určen pro závěrečné zkoušky a mohl být také provozován na skutečných kolejích. V této konfiguraci byly vozy vybaveny sférickými koly o průměru 2 m a mohly nést až 82 míst pro cestující. Konstrukční rychlost takové přepravy dosáhla 180 km / h. Předpokládalo se, že vozy střední velikosti budou sloučeny do vlaků po třech a v této podobě budou přepravovat cestující na příměstských linkách.
Všechny rané plány měly být plně implementovány v „normálním“voze. V tomto případě měla perspektivní doprava dostat kola o průměru 3, 7 m a korbu odpovídajících rozměrů. Konstrukční rychlost pohybu dosáhla 300 km / h a uvnitř trupu bylo možné uspořádat nejméně 100-110 míst k sezení. S ohledem na vysoké rychlosti pohybu musel být takový vlak vybaven nejen mechanickými, ale také aerodynamickými brzdami. Posledně jmenovaná byla sada letadel na povrchu těla, roztažených přes vstupující proud vzduchu. Podle některých odhadů společnosti BOSST by trať s vozy nebo vlaky normální velikosti mohla mít kolosální kapacitu: slibné vlaky by mohly přepravit populaci celého města během několika dní. V tomto případě byla zajištěna výrazná převaha nad stávající železniční dopravou.
Po dokončení práce rady v čele s Chaplyginem 13. srpna 1933 rozhodla Rada lidových komisařů o dalším osudu projektu SHELT. Lidový komisariát železnic dostal pokyn postavit první plnohodnotnou táckovou dráhu pro zkušební provoz. Nová trasa by se mohla objevit ve směru Moskva-Noginsk nebo Moskva-Zvenigorod. Po analýze stávající situace a stávajících plánů bylo rozhodnuto postavit dálnici do Noginsku. V té době byla zahájena výstavba nové průmyslové zóny východně od Moskvy. Předpokládalo se, že v tomto směru by osobní doprava mohla dosáhnout 5 milionů lidí ročně, takže byla potřeba nová doprava s příslušnými ukazateli. Na žádost Rady lidových komisařů měla být stavba nové trasy dokončena na podzim roku 1934.
Foto z domácího tisku. Prototyp vlaku přepravuje cestujícího. Fotografie Termotex.rf
První plnohodnotná žlabová dráha měla začít v Izmailovu, aby se dělníci mohli dostat na nádraží tramvají nebo metrem, a poté přestoupit na vlak SHEL a začít pracovat. Vysokorychlostní prostorná doprava by mohla výrazně změnit logistiku Moskvy a Moskevské oblasti a zlepšit její hlavní parametry. V očekávání nové dopravy s unikátními ukazateli domácí tisk opět začal chválit původní projekt N. G. Jarmolčuk.
Očekávání tisku a občanů se však nenaplnilo. Na konci roku 1934 nová stanice neotevřela své dveře cestujícím a nové elektrické kulové vlaky je do práce nevzaly. Navíc nebyla postavena ani dálnice a nádraží. Před zahájením výstavby dálnice a související infrastruktury specialisté slibný projekt znovu zkontrolovali a dospěli k závěrům, které vedly k jeho odmítnutí.
Konstrukční rychlost a kapacita vozů, jakož i další výhody nové dopravy vypadaly atraktivně, ale v navrhované podobě to mělo spoustu nevýhod. V první řadě to byla složitost návrhu jak vlaku SHEL samotného, tak trasy pro něj. Například použití železobetonové žlaby umožnilo snížit náklady na kov, ale zkomplikovalo konstrukci a vyžadovalo nasazení dalších výrobních zařízení. Sériová výstavba nových vlaků také vyžadovala odpovídající úsilí a náklady.
Analýza navrhovaných projektů elektrického kulového vlaku také vedla k pesimistickému závěru. Úroveň technologie, která v té době existovala, nedovolila postavit požadované vozidlo s přijatelnými vlastnostmi. Například zdroj pogumování sférických kol při jízdě na beton způsobil velké otázky. V podmínkách nedostatku gumy by taková nuance projektu mohla mít vážné negativní důsledky. Kromě toho musel být velký a těžký vlak SHEL vybaven motory o odpovídajícím výkonu a dalším speciálním vybavením, které buď chybělo, nebo bylo příliš drahé.
I s úspěšnou výstavbou žlabové dráhy a vlakových souprav pro ni by její provoz byl spojen s řadou vážných problémů. Například při testování prototypu vlaku v zimě museli specialisté BOTTS pravidelně čistit dřevěnou trať od sněhu a ledu. Takové znečišťující látky zasahovaly do běžného provozu vlaku a při vysokých rychlostech mohly dokonce vést k vraku. Pravděpodobně v této souvislosti odborníci připomněli havárii Abakovského leteckého auta v roce 1921. Poté kvůli špatné kvalitě železniční trati vysokorychlostní vůz odletěl z kolejí, což vedlo ke smrti několika cestujících. Letecký vůz se pohyboval rychlostí asi 80 km / h a Yarmolchukův projekt předpokládal mnohonásobně vyšší rychlosti a v důsledku toho byl vlak vystaven ještě vyššímu riziku.
Článek z časopisu Modern Mechanix, únor 1934. Foto Wikimedia Commons
Kromě technických problémů tu byly i ty ekonomické. Projekt výstavby jedné dálnice o délce asi 50 km se ukázal jako příliš nákladný a jeho vyhlídky se staly předmětem kontroverzí. Vzhledem k výhodám oproti stávající přepravě se vlak SHEL nezdál proveditelný. Některé úspory v cestovním čase nebo schopnost přepravit o něco více cestujících nemohly ospravedlnit extrémně vysoké náklady.
Kombinace technických, technologických, provozních a ekonomických vlastností a problémů vedla k uzavření projektu, který byl o několik měsíců dříve považován nejen za slibný, ale také schopný radikálně změnit vzhled dopravy. Stavba první dálnice Moskva-Noginsk byla omezena krátce po zahájení, nejpozději v prvních týdnech roku 1934. Z tohoto důvodu zaměstnanci podniků nové průmyslové zóny v budoucnu používali pouze stávající způsoby dopravy, což však nebránilo realizaci plánů industrializace moskevského regionu.
Poté, co bylo rozhodnuto upustit od stavby dráhy elektrického míče, tisk přestal vydávat nadšené články. Časem se na kdysi slibný projekt zapomnělo. Experimentální trať poblíž stanice Severyanin byla brzy demontována jako zbytečná. Jediný experimentální vlak pěti vozů byl pravděpodobně sešrotován brzy po uzavření projektu. Nelze vyloučit, že nějakou dobu byla uložena v jedné z organizací spojených s projektem SHELT, ale nejsou k tomu přesné informace. Je známo pouze to, že po roce 1934 nebyla experimentální auta nikde zmíněna.
Autor projektu kuličkového elektrického transportu N. G. Yarmolchuk navzdory neúspěchu pokračoval v práci na slibných způsobech dopravy a jejich jednotlivých součástech. Některé z jeho vývojů byly později dokonce použity na produkčních vozidlech různých tříd.
Pokud je známo, Yarmolchuk nepřestal pracovat na dopravě SHEL, nicméně veškerý další vývoj v této oblasti prováděl z vlastní iniciativy. Poslední zmínky o tomto projektu pocházejí z počátku sedmdesátých let. Během tohoto období se designér znovu pokusil nabídnout svůj rozvoj vedení země a dokonce se pokusil získat schůzku s A. N. Kosygin. Publikum bylo odepřeno. N. G. Yarmolchuk zemřel v roce 1978 a poté se veškeré práce na elektrickém transportu míče zastavily. Více než čtyři desetiletí po rozhodnutí o zastavení stavby byl projekt vyvíjen úsilím pouze jednoho projektanta. Po jeho smrti se nikdo nechtěl věnovat projektu, který byl kdysi považován za revoluci v dopravě.
