Close

30.04.2018

Експерименти заради швидкості

Експерименти заради швидкості

Експерименти заради швидкості

В процесі розвитку залізничного транспорту спостерігається постійне зростання швидкості руху, обумовлене технічним вдосконаленням рухомого складу та шляхів. Іноді для досягнення нового рівня швидкості пропонуються дуже цікаві ідеї.

Рейковий цепелін

Рейковий цепелін – експериментальний вагон-автомотриса був розроблений і створений німецьким инженером-констуктором літаків та дирижаблів Францем Крукенбергом в 1929 році. Автомотриса була двовісною, з колісною базою 19,6 м. Її загальна довжина складала 25,85 метрів, висота – 2,8 м. Був встановлений 12-циліндровий бензиновий авіаційний двигун BMW VI потужністю 600 кінських сил (450 кВт), який приводив в рух чотирьохлопатевий дерев’яний повітряний гвинт, розташований ззаду. Вагон міг перевозити до 40 пасажирів.

Рейковий цепелін

10 травня 1931 року потяг вперше перевищив швидкість 200 км/год. А 21 червня 1931 року він встановив новий світовий рекорд швидкості на залізниці – 230,2 км/год по маршруту Гамбург-Берлін, який не був перевершений будь-яким іншим потягом до 1954 року. Серед автомотрис з бензиновим двигуном цей рекорд і до цього дня залишається неперевершеним. Така висока швидкість автомотриси була обумовлена, серед іншого, її малою вагою, яка складала тільки 20,3 тонни. Це було досягнуто використанням легкої конструкції, запозиченої у популярних на той час дирижаблів Zeppelin (застосування алюмінієвих шпангоутів, обтягнутих парусиною). У 1939 році потяг був розібраний із-за потреб армії в матеріалі.

Рейковий цепелін

Рейковий Цепелін був побудований тільки в одному екземплярі. Його провал пояснюється усім, від небезпеки використання відкритого пропелера на переповнених залізничних станціях до конкуренції між компанією Kruckenberg Flugbahngesellschaft і окремими зусиллями Deutsche Reichsbahn по створенню високошвидкісних дрезин. Недоліками Цепеліна були також складність приєднання інших вагонів і відсутність заднього ходу. Крім того, тяги гвинта бракувало для підйому на круті схили, а вихори від гвинта сприяли руйнуванню залізничного полотна.

Рейковий цепелін був, проте, важливою частиною еволюції швидкісного пасажирського залізничного транспорту і продовжує привертати увагу залізничників і любителів моделей залізничного транспорту.

Чорний жук

Ще одним залізничним експериментом був потяг на реактивній тязі М-497 «Чорний жук» («Black Beetle»). Його сконструювали в 1966 році за замовленням Центральної залізниці Нью-Йорка. Американський жук «літав» по рейках, спираючись на принципи, які використовують при побудові реактивних літаків і ракет. Конструктори використали два уживані реактивні двигуни General Electric J47-19, спроектовані в якості прискорювачів для міжконтинентального бомбардувальника Convair B-36 Peacemaker. Двигуни були змонтовані поверх існуючого самохідного дизельного залізничного вагону Budd Rail Diesel Car, який отримав обтічний передній капот. Потім конструкцію успішно відправили на тестові прогони по існуючих шляхах між Батлером, Індіаною, і Страйкер, штат Огайо. 23 липня 1966 року потяг «Чорний жук» досяг швидкості 183,68 миль/год (295,60 км/год), американський рекорд швидкості потягу, який все ще не побитий сьогодні.

Black Beetle

Навіть попри те, що диво-потяг був зібраний із старих деталей, він виявився комерційно не вигідним. А після того, як учені дійшли висновку, що застосування реактивної тяги швидко зношує склад потягу, з «Чорного жука» зняли реактивні турбіни і залишили його працювати на звичайному двигуні. Реактивні двигуни були повторно використані для експериментального реактивного снігоочисника, який був ефективний при очищенні снігу і льоду, але також мав тенденцію витісняти баласт.

Black Beetle

Швидкісний вагон-лабораторія

По аналогії з американським «Чорним жуком» в СРСР в 1970 році також був створений експериментальний реактивний потяг. Швидкісний вагон-лабораторія був допрацьованим головним моторним вагоном ЕР22 зі зміненою для поліпшення аеродинамічних властивостей головною частиною і встановленими на даху турбореактивними двигунами АІ-25, що застосовувалися на пасажирському літаку Як-40. Для зменшення опору повітря на вагон встановлювалися обтічники (головний і хвостовий), також закривалося підвагонне устаткування і автозчеплення.

З 1971 по 1975 роки швидкісний вагон-лабораторія (ШВЛ) використовувався для дослідницьких поїздок і проведення експериментальних робіт. Швидкісні випробування проходили на магістральній ділянці залізничної колії між станціями Дніпродзержинськ і Новомосковськ Придніпровської залізниці. У лютому 1972 року тут була досягнута рекордна для залізниць колії 1520 мм швидкість — 250 км/год.

Результати дослідів зі ШВЛ використовувалися при розробці конструкцій швидкісних рейкових екіпажів, у тому числі вагонів потягу локомотивної тяги РТ200 і електропотяга ЕР200. У 1975 році після запуску швидкісного електропотяга постійного струму ЕР200 відпала необхідність у швидкісному вагоні-лабораторії з його ненажерливими і реактивними двигунами, які вимагають великої уваги, і вагон був повернений по приналежності на завод-виробник. Там він занепадав і піддавався розграбуванню. У 2008 році ніс вагону з реактивними двигунами був відрізаний, пофарбований і встановлений як пам’ятна стела на честь 110-річчя Тверського (колишнього Калінінського) вагонобудівного заводу.

Сьогодні надії на ще більш високу швидкість залізничного транспорту пов’язують з маглевами – потягами, які утримуються над полотном дороги, рухаються і керуються силою електромагнітного поля. Маглев, на відміну від традиційних потягів, в процесі руху не торкається поверхні рейки. Оскільки між потягом і поверхнею полотна існує проміжок, тертя між ними виключається, і єдиною гальмівною силою є аеродинамічний опір.

Швидкість, що досягається потягом на магнітній подушці, порівняна із швидкістю літака і дозволяє скласти конкуренцію повітряному транспорту на близьких і середніх відстанях (до 1000 км). Сама ідея такого транспорту не нова, але економічні і технічні обмеження не дозволили поки що їй розгорнутися повною мірою: для публічного використання технологія утілювалася всього кілька разів.

Маглев

Серед переваг маглеву – найбільша швидкість серед всіх видів громадського наземного транспорту, досить низьке споживання електроенергії, зниження експлуатаційних витрат у зв’язку зі значним зменшенням тертя деталей, низький шум. Але необхідність будівництва окремих спеціалізованих шляхів з високою вартістю їх створення та обслуговування поки що стримує широке впровадження маглеву.

Наразі найбільші досягнення по розвитку високошвидкісного маглеву спостерігаються в Японії та Шанхаї. Так, у Японії випробовується шлях в околицях префектури Яманаси за технологією JR-Maglev. Швидкість, досягнута в процесі випробувань MLX01-901 з пасажирами 2 грудня 2003, склала 581 км/год. А 21 квітня 2015 року в ході випробувань на експериментальній ділянці шляху протяжністю 42,8 кілометра в префектурі Яманаси склад з вагонами серії L0 розвинув швидкість в 603 км/год. Відкриття регулярного руху між центральною частиною Токіо і портом Нагоя планується у 2027 році.

На початок 2017 року шанхайський маглев є єдиним у світі високошвидкісним потягом на магнітній подушці, що знаходиться в комерційній експлуатації. Високошвидкісна маглев-траса від шанхайського аеропорту Пудун до першої станції метро Шанхаю була побудована німецькою компанією Siemens і відкрита в 2002 році. Як рухомий склад використовуються модифіковані потяги Transrapid 08. На трасі довжиною 30 км максимальна швидкість потягу сягає 430 км/год, час в дорозі – 10 хвилин.

Майбутне покаже чи стане маглев поширеним високошвидкісним транспортом, чи людство вигадає ще щось цікавіше.

Тарас Рейка

За матеріалами інтернет

Передплати та гарантовано отримуй журнал «Залізничне постачання»!

Передплата на журнал «Залізничне постачання»

Залізничне постачання #2 Квітень 2018 року