Шаропоезд Ярмольчука Часть 1 ШЭЛТ

Интересная статья из винтажного журнала «Техника-молодежи», которая, думаю, заинтересует коллег.

Большая круглая площадь, огороженная забором. Несколько досчатых домиков по окружности территории. Бросается в глаза какой-то длинный бесконечный деревянный жёлоб, скрывающийся вдали за деревьями. Над жёлобом низко подвешена густая сеть проводов. По жёлобу извиваясь быстро приближается к нам металлическая гусеница. В маленькие окошечки выглядывают человеческие головы, на лицах – восторженное удивление. Шаропоезд Ярмольчука!

Мне предлагают испытать поездку в одном из трубовидных вагончиков этого сверхскоростного поезда. Я заранее готовлюсь к необычайному ощущению неслыханной скорости. 300 километров в час! Москва – Ленинград в два часа; поездка в Иркутск – вместо 5 с лишним суток экспрессом – 30 часов 17 минут на шаропоезде Ярмольчука! С некоторым опасением влезаю в низенький вагон, где человек может уместиться лишь в лежачем положении. Но меня предупреждают, что скорость опытной модели шаропоезда не превышает 60 км в час.

Трогаемся в путь. Поезд медленно набирает скорость. Легко покачиваясь, маленькие вагончики плавно передвигаются на больших шарах со скоростью курьерского поезда вдоль лоткового пути. В окошках мелькают все быстрее деревья, мачты, столбы…

Внутри вагона у стенок то сжимаются, то разжимаются большие толстые пружины. Мой спутник, сам изобретатель Н. Г. Ярмольчук, объясняет, что эти пружины автоматически выпрямляют вагон при наклонах.

Мы оба лежим на кожаных подушках, лицом к лицу, и Н. Г. Ярмольчук рассказывает мне о своем изобретении, о себе, о тяжелом пройденном пути.

* * *

Изобретателю всего лишь 35 лет. С 1921 года он член коммунистической партии. Проходя военную подготовку в Красной армии, Ярмольчук был организатором комсомола. Затем Ярмольчук направляется на учебу. МВТУ – его первая школа техники.

С 1929 года он усиленно работает над изобретением нового вида сверхскоростного транспорта. Но молодой и неизвестный Ярмольчук наталкивается на равнодушное и враждебное отношение старых специалистов. Они заявляют, что его идея нелепа и неосуществима.

Но Ярмольчук продолжает бороться с косностью и консерватизмом, и, наконец, с помощью инженеров-коммунистов (Белоцерковского, Романова и др.) ему удалось добиться признания своей идеи сверхскоростного поезда. По постановлению Совнаркома СССР началась постройка первой опытной модели шароэлектрического лоткового транспорта.

Экспертный совет под председательством акад. Чаплыгина признал, что:

«Изобретение т. 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».

Огромная территория Советского союза и непрерывный рост пассажирского и товарного движения требуют создания такого вида транспорта, который сможет перебрасывать большое количество пассажиров и грузов с одного конца нашей страны в другой. Сверхскоростной транспорт принесет социалистическому хозяйству огромную экономию. Уже при коммерческой скорости в 160 километров в час (против обычной 10 км. в час коммерческой скорости) освобождается 234,5 миллионов рублей в год.

Помимо этого решение проблемы сверхскоростного транспорта имеет огромное значение и в укреплении обороноспособности нашего Союза. Известный военный специалист Мольтке говорил:

«Железные дороги защищают страну лучше, чем крепости».

* * *

Заманчивая мысль победить пространство давно занимала внимание многих изобретателей.

С начала XIX века многие изобретатели не раз делали попытки достичь больших скоростей на железнодорожном транспорте (Пальмер, Лартиг, Бер, Корней, Романов, Шиловский и др.).

Одни системы построены на принципе подвесной однорельсовой эстакадной дороги. Такова, например, система Корнея. У него вагон двигался по изогнутому рельсу дугообразного пролета силой собственной тяжести. Затем за счет инерции и при ничтожной затрате электрической энергии вагон подымался по дуге вверх, чтобы вновь скатиться в следующий пролет. Шотландский изобретатель Бени построил свой скоростной поезд, применив для этой цели пропеллер, который вращался мотором. Пропеллер позволял намного уменьшить сопротивление воздуха.

Другие изобретатели отказались от подвесной дороги, дорогостоящей и трудно осуществимой при прокладке путей на большие расстояния. Однако они сохранили важнейший принцип быстрого и плавного движения – однолинейность пути. Но тогда необходимо было найти способ сделать вагон, движущийся по одному рельсу, достаточно устойчивым. Для этой цели был применен жироскоп, то есть такая система волчков, которая своим непрерывным вращением поддерживает равновесие в однорельсовом вагоне.

Благодаря жироскопу такой вагон сохраняет, как показал опыт, устойчивость не только при движении по прямому пути, но и на крутых поворотах и на подъемах. При движении по кривой вагон, снабженный волчком, принимает наклонное положение, соответственно радиусу кривой для сохранения равновесия. Опыты с этой гироскопической дорогой поставили инженеры Бреннан в Америке (1907 г.) и Керль в Берлине (1909 г.). В России в 1910 году проект подобной дороги был предложен Шиловским. Однако ни один из этих проектов практически не был осуществлен.

В Германии еще в 1901 году пытались ускорить движение на обычной железной дороге, применяя мощные электродвигатели или дизеля, вращающие пропеллер. Наиболее удовлетворительные результаты дали вагоны-цеппелины на рельсах (системы Крукенберга), развивавшие скорость по 206 километров в час.

Наконец совсем недавно появился проект моторного экипажа английского инженера Пэрвиса. В этом экипаже, так называемой «диносфере», применен чрезвычайно своеобразный принцип вращения шара. Диносфера представляет собой большой решетчатый полый шар, внутри которого находятся два пассажира на сидениях, опирающихся о четырехколесную тележку. Шар диносферы вращается посредством газолинового двигателя, а тележка с пассажирами, скользя по рельсам, проложенным внутри шара, остается неподвижной.

Однако практическое значение этого аппарата ничтожно, хотя идея, в нем заложенная, очень интересна.

* * *

– Работая над проблемой сверхскоростного транспорта, – рассказывал Ярмольчук, – я убедился, что лучше всего применить для этой цели однолинейную магистраль. Обратите внимание на велосипед. Я долгое время изучал его принцип. Чем он замечателен? Однолинейный путь позволяет значительно уменьшить трение о грунт.

Принцип однолинейности является отличительной чертой нового изобретения Ярмольчука. Правда, сам принцип не нов, но как же к нему подошел Ярмольчук? Нужно было создать такой поезд, который имел бы минимальное сопротивление и в то же время максимальную устойчивость. Вот эту задачу блестяще разрешил наш молодой советский изобретатель.

Вместо ряда отдельных управляемых машин он предпочел взять сплошную поездную систему, так как в этом случае поверхность, подверженная сопротивлению воздуха, гораздо меньше. С этой же целью он заимствовал у воздухоплавательных аппаратов сигаровидную форму нового вагона.

Как же достигнуть устойчивости вагонов? Пока центр тяжести в вагонах значительно выше опорных точек – гарантии безопасности движения нет. Ярмольчук спроектировал свой вагон так, что центр тяжести их находится совсем близко от точек опоры – так, как это делается в известной игрушке «ванька-встанька». Вместо колес изобретатель взял два полых шара, на которых укрепил кузов вагона, а внутри шаров поместил тяжелые электромоторы. Эти моторы заставляют шары вращаться, оставаясь сами неподвижными. Мотор вращает шар посредством ролика с вулканизированной поверхностью. Этот механизм передачи максимально прост.

Какое же значение имеет замена колеса полым шаром с мотором внутри? Прежде всего, шары позволяют достигнуть необходимого равновесия. Затем при увеличении диаметра шара увеличивается и путь, проходимый вагоном при одном обороте шара. Чем больше шар, тем больше скорость. Ярмольчук математически доказал, что при большом размере шароколеса и при неизменной скорости разрушение полотна меньше. Отсюда изобретатель сделал поразительный вывод: износ пути на сверхскоростном транспорте в силу применения шаров больших размеров не будет превышать нормального износа на обычном транспорте, но скорость при этом будет значительно выше. Этот замечательный принцип широко использован Ярмольчуком в его новом шароэлектрическом поезде. Теоретически шароколесо может быть построено любых размеров. Это позволяет развивать огромные скорости.

– Если современная транспортная техника производит гигантские пароходы-левиафаны, требующие больших затрат, – говорит Ярмольчук. – то куда проще построить шары соответствующих масштабов с необходимым внутренним двигательным механизмом и соответствующим кузовом и получить могучее средство транспорта, способное перебрасывать в кратчайшее время население целых городов.

* * *

Поезд плавно, без единого толчка, остановился. Мы вылезли из вагона. Ярмольчук подвел меня к жолобу:

– Видите наш лотковый путь? Он дает направление движению поезда, но не жесткое, как рельсы в обычном транспорте, а вполне гибкое. На этом пути уже нет дополнительного сопротивления при поперечных перемещениях шаровагонов.

Лотковый желобовидный путь Ярмольчука можно делать из дерева, железобетона и из различных местных материалов. Поэтому развитие шароэлектротранспорта принесет стране большую экономию в металле. На 1 километр обычного рельсового пути требуется минимум 60 тонн железа, а на 1 километр железобетонного лоткового пути 16 тонн.

Чрезвычайно большие скорости шаропоезда заставляют конструктора весьма серьезно думать о безопасности движения и об ограждении пути. Лотковый путь можно поднять на эстакады или сплошь защитить его с обеих сторон крытыми галереями или высокими заборами, так как при сверхскоростной движении водитель не имеет никакой возможности предотвратить несчастные случаи, если на путь попал человек, какое-либо животное или посторонний предмет.

Между кузовом вагона и шароколесами установлена весьма подвижная связь, это достигается очень интересным устройством опорной конструкции шаровагона. Вагонная рама опирается на вилку (см. схему), которая с одной стороны раздвоенным концом прочно закреплена у оси шара, с другой – шарнирно соединена с вагонной рамой. Таким образом, каток (шар) вместе с вилкой может поворачиваться относительно вагонной рамы на угол, соответствующий радиусу кривого участка пути. Весь вагон подвешен на четырех серьгах. Давление сверху передается серьгам, горизонтальная тяга по пути – шарнирам вилки.

Что же происходит во время поворота, когда шар вступает на кривой участок пути? Серьги отходят от вертикали, поднимая вагонную раму. Рама стремится принять свое первоначальное наиболее низкое положение и повертывает шароколесо обратно. Итак, чем больше угол поворота шароколеса, тем больше стремление вагонной рамы повернуть шары обратно. Таким простым устройством обеспечена автоматичность поворота вагона Ярмольчука. Обладая абсолютной устойчивостью, вагон свободно «вписывается» в самые кривые изгибы дороги.

Важность открытия Ярмольчука состоит именно в том, что он простейшим путем достиг стойкого равновесия поездной системы исключительно при помощи силы земного тяготения. Эта сила в конструкции Ярмольчука использована как раз так, что для устойчивости поезда и его автоматического движения не нужно никаких других сил, никаких искусственных приспособлений. Реборда на рельсе, необходимая в обычном железнодорожном пути для предупреждения соскальзывания колес, тут не нужна. Правильно уравновешенные естественные силы крепко держат вагон на пути, позволяя ему в то же время свободно развивать большую скорость. Каждый вагон шаропоезда как бы прилипает к гладкому пути.

Работа над сверхскоростным транспортом уже выходит из рамок первоначальных опытов: в будущем году к XVII Октябрьской годовщине будет выстроена первая шароэлектрическая дорога Москва-Ногинск (45 километров). Вокзал новой дороги будет строиться в Сокольниках. От вокзала до Черкизова путь ШЭЛТ пойдет на эстакадах.

Эстакады, стройные и чрезвычайно удобные при большом пригородном движении, впервые вводятся у нас в Союзе. В Германии (например, в Гамбурге) они применяются в надземных частях метро, где эстакады несут на себе полотно дороги на высоте нескольких этажей.

Удобство новой системы железобетонного пути заключается в том, что он состоит из отдельных небольших секций. Эти секции будут изготовляться на специальных бетонных заводах и собираться механизированным путем на месте прокладки дороги. Секция лотка составляется из шести отдельных элементов протяжением в 10 м каждый. Между двумя элементами пути делается узкий просвет («зазор») со специальным перекрытием. Все это в целом образует так называемый «температурный шов», который будет служить для стоков атмосферных осадков. Для этой же цели лотковый путь устраивается не строго горизонтальным, а слегка наклонным в ту или иную сторону. Поэтому он всегда будет сухим. Зимой лед не будет намерзать, так как при огромной скорости поезда легкий ледяной нарост будет просто сметен шаровагонами.

* * *

… Длинная металлическая гусеница медленно уползла в ангар. За ней поспешил сам изобретатель. Вдоль пути на мачтах вспыхнули электрические лампы. Часовой у калитки настороженно охранял первое детище молодого советского изобретателя – шароэлектрический поезд сверхскоростного транспорта.

источник: А. ЛУРЬЕ «ШЭЛТ» «Техника-молодежи» 05-1933