Транспорт будущего. Часть 10 «Треугольник устойчивости»
Транспорт будущего. Часть 10 «Треугольник устойчивости»
Кто-то из знаменитых людей заметил, что «новое – это хорошо забытое старое». Это мудрое изречение невольно вспоминаешь, когда знакомишься с историей одного оригинального проекта сверхскоростного поезда…
В 1933 году советский механик-моторист С. Вальднер подал в Комитет по изобретениям заявку на конструкцию необычного монорельсового аэропоезда. Два вагона, расположенные по обе стороны эстакады, жестко соединены между собой в верхней части, которая служит опорой для колес (см. рис. 1 на развороте журнала). Так как центр тяжести поезда ниже точки опоры, вся конструкция получилась на редкость устойчивой. Кроме обычного рельса, находящегося на верху эстакады, есть еще два направляющих. Они смонтированы по бокам ходовой балки. По ним движутся бегунки (в – в’) вагонов, воспринимающие горизонтальные усилия (неравномерная загрузка поезда, боковой ветер, центробежные силы и т.д.). Бегунки прикреплены к особым дугам – стабилизаторам (а – а’), которые проходят внутри вагонных секций и шарнирно соединяются с корпусом в точке, практически совпадающей с центром боковых качаний поезда. Сами дуги поджаты гидравлическими рессорами (д –д’), опирающимися на стенки вагона. На кривых участках пути вагон под действием центробежных сил наклоняется и рессоры сжимаются (фиг. 2). При выходе на прямой участок они разжимаются, возвращают вагон в исходное положение и не допускают его раскачки (фиг. 1). И в том и в другом случае положение бегунков относительно направляющих рельсов остается неизменным. Такая эффективная система крепления бегунков, названная автором «треугольником устойчивости», полностью решила проблему равновесия поезда при больших скоростях.
Эта ценная сторона проекта не ускользнула от внимания сотрудников Комитета по изобретениям, и они быстро, без проволочки выдали С. Вальднеру авторское свидетельство №35209. В конце октября 1933 года в московском Парке культуры и отдыха имени А. М. Горького был построен замкнутый участок дороги в одну десятую натуральной величины. 2,5-метровая модель вагона с помощью двух электродвигателей, вращавших воздушные винты, развивала 120 км/ч. Трехфазный ток подавался по рельсам. Снимок этой модели показан на развороте журнала.
Удачные испытания, казалось бы, открыли зеленую улицу аэропоезду. Намечалось даже соорудить 500-километровую трассу между Чарджоу и Ташаузом (Туркмения). Поезд, рассчитанный в одном варианте на 80-100, а в другом – на 300 пассажиров, снабженный моторами по 530 л. с., должен был курсировать со скоростью до 250 км/ч! При столь быстрой езде создается подъемное усилие, стремящееся приподнять поезд, и давление колес на рельс заметно снизится. В будущем же предполагалось перейти на реактивные двигатели, на электротягу. Однако все эти замыслы не были осуществлены.
С тех пор прошли десятки лет. В Англии, США, ФРГ, Италии, Франции, Японии и других странах вошли в строй и успешно действуют уже в течение многих лет традиционные монорельсовые дороги (см. «Транспорт будущего. Часть 7. И без автомобиля можно прожить»). Создавалось впечатление, что выкристаллизовавшийся после долгих поисков облик этого вида транспорта так и останется неизменным…
Но в ноябре 1971 года американский журнал «Популярная механика» громко оповестил своих читателей об открытии новой монорельсовой системы. В напечатанной им статье пространно рассказывается о том, как некий 43-летний инженер Марти Трент страстно мечтал сделать карьеру, сконструировав игрушку, которая стала бы столь же популярной, как «хула-хуп». И, в конце концов, он построил 8 лет назад монорельсовый игрушечный поезд, да такой, что вызвал переполох среди специалистов. По настойчивой рекомендации управляющего проектным отделом Говарда Ивенса фирма «North American Rockwell» взялась за дальнейшую разработку поезда, и в 1980 году намечаются испытания опытного образца. Затем автор статьи Майкл Лем переходит к описанию самого открытия. И тут с изумлением убеждаешься, что проект Трента как две капли воды похож на проект советского изобретателя. Так идея Вальднера была «открыта» ровно через 30 лет.
М. Лем с восторгом описывает преимущества «монорельсовой системы Трента», и не его вина, что он незнаком с вальднеровским аэропоездом. Познакомимся вкратце с технической характеристикой разработанного фирмой проекта (см. разворот журнала). Поезд весом в 51т, рассчитанный на 204 пассажира, тянет линейный электродвигатель мощностью 5 тыс. л.с.. При разгоне поезд движется по рельсу шириной почти 2 м на резиновых колесах. Потом колеса, словно самолетное шасси, убираются в корпус, и в игру вступает «воздушная подушка». 4 компрессора, приводимых в действие электродвигателем (ток поступает по рельсу) мощностью 3,2 тыс. л.с.., создают под фюзеляжем давление в 113 кг/см². Корпус приподнят над рельсом примерно на 2,5 см. При больших скоростях (а поезд развивает до 500 км/ч) компрессоры работают с меньшей нагрузкой или совсем отключаются, ибо «воздушная подушка» образуется за счет лобового давления воздуха. Если нужно тормозить, на тяговый линейный электродвигатель подается ток обратной полярности. Как только скорость снизится до 160 км/ч, колеса вновь выпускаются наружу. Сама эстакада изготовлена из напряженного железобетона; на криволинейных участках пути для облегчения поворота поезда колонны, поддерживающие рельс, сделаны наклонными (см. рис. 2). Очень интересно разработан стрелочный перевод, который М. Трент запатентовал (рис. 3). Но главные преимущества поезда – его изумительная устойчивость и то, что он, как пишет М. Лем,
«при любом крене не сможет задеть опорные колонны».
Словом, те же преимущества, на которые в свое время обратил внимание наш Комитет по изобретениям.
М. Лем заключает свою статью довольно оптимистическими словами:
«Игрушка Трента в один прекрасный день может стать наиболее массовым средством передвижения»
Мы полностью разделяем его оптимизм и надеемся, что наши специалисты, наши ведомства наконец-то уделят должное внимание идее советского изобретателя С. Вальднера, да, впрочем, и всей проблеме внедрения монорельсовых дорог.
источник: Ю. ФЕДОРОВ, инженер «Треугольник устойчивости» «Техника-молодежи» 1972-10
