Kroz povijest željezničkog transporta redovno se pojavljuju novi hrabri projekti koji mogu dovesti do prave revolucije u ovoj oblasti. Ipak, nemaju svi takvi prijedlozi praktičnu primjenu. Većina hrabrih projekata ostaje u istoriji kao obećavajući, ali bez obećanja tehnički kuriozitet. Potonji uključuju mnoge događaje, uključujući i tzv. transport električnim loptama po projektu N. G. Yarmolchuk.
Autor ovog projekta bio je mladi inženjer Nikolaj Grigorievič Yarmolchuk. Nakon odsluženja vojske i učešća u građanskom ratu zaposlio se kao monter na Kurskoj željeznici, gdje je radio nekoliko godina. Radeći na željeznici, Yarmolchuk je naučio različite značajke ove vrste transporta, te je s vremenom došao do zaključka da je potrebno stvoriti novu klasu takvih sistema. U to vrijeme jedno od glavnih pitanja kojima su se bavili različiti stručnjaci bilo je povećanje brzine vlakova. Yarmolchuk je, proučavajući postojeće željeznice i vozna sredstva, došao do zaključka da je nemoguće primijeniti postojeća rješenja i da je potrebno razviti potpuno novi transport.
U svojim pismima Yarmolchuk je istaknuo da značajno povećanje brzine ometaju brojni faktori, uključujući sam dizajn željezničkih pruga i kotača. Inženjer je primijetio da se tokom kretanja, točak osovina drži na šinama samo pomoću prirubnica. U tom slučaju par se može kretati duž svoje osi, udarati o šinu i druge neugodne pojave. Jednostavnim povećanjem brzine kretanja, otkucaji su se trebali povećati, povećavajući opterećenje podvozja voza i povećavajući rizik od njegovog uništenja. Za uklanjanje ovih pojava bile su potrebne gusjenice i šasija potpuno novog dizajna.
Iskusni SHEL voz. Zima 1932-33 Fotografija Wikimedia Commons
Već 1924. N. G. Yarmolchuk je predložio novu verziju kolosijeka i hodne površine vlaka, koja je, prema njegovom mišljenju, omogućila značajno povećanje brzine kretanja, kao i rješavanje srodnih problema. Prema autoru projekta, umjesto željezničke pruge trebalo je upotrijebiti padobran okruglog oblika. Kugla odgovarajućih dimenzija trebala se kretati duž takvog pladnja. Pri kretanju velikom brzinom, sferni kotač nije bio podložan udarcima, a mogao se i samoorijentirati ovisno o putanji kretanja.
U prvoj verziji obećavajućeg projekta autor je predložio korištenje automobila potpuno novog dizajna. Karoserija automobila trebala je imati sferni oblik i smjestiti sve potrebne jedinice, uključujući elektranu i putničku kabinu. Vanjska površina kućišta trebala je djelovati kao potporna površina i u dodiru s ladicom. S ovim dizajnom, automobil se mogao kretati uz padobran velikom brzinom, održavajući optimalno kotrljanje zbog pravovremenog naginjanja pri ulasku u zavoje. Kako bi se uštedio prostor i postigle maksimalne moguće performanse, predloženo je da se novi transport opremi elektromotorima.
Obećavajući sistem nazvan je "Sharoelectrolot transport" ili skraćeno SHELT. Pod ovom oznakom, Yarmolchukov projekt ostao je u povijesti. Osim toga, neki izvori spominju naziv "loptasti vlak". Obje oznake bile su ekvivalentne i koristile su se paralelno.
U narednih nekoliko godina Yarmolchuk je diplomirao na Moskovskom državnom tehničkom univerzitetu i Moskovskom institutu za energetiku, što mu je omogućilo da stekne znanje i iskustvo potrebno za provedbu svog projekta. U isto vrijeme, mladi inženjer pokušao je svojim izumom zainteresirati odgovorne osobe. U brojnim pismima raznim vlastima opisao je prednosti svog sistema SHELT. Prema njegovom mišljenju, to je omogućilo značajno povećanje brzine vozova i time smanjilo vrijeme putovanja. U ovom slučaju, električni transport s kuglicom mogao se natjecati čak i s zrakoplovstvom, dok je imao prednost u obliku većeg tereta i kapaciteta putnika.
Nikolaj Grigorievič Jarmolčuk tokom testiranja. Snimljeno iz časopisa
Još jedna prednost njegovog projekta N. G. Yarmolchuk je razmišljao o uštedi nekih materijala i pojednostavljenju izgradnje cesta. Predloženo je da se napravi pladanj za obećavajući vlak od armiranog betona, što je omogućilo drastično smanjenje potrošnje metala. Osim toga, mogao bi se sastaviti iz tvorničkih proizvodnih odjeljaka, čime se smanjuje vrijeme potrebno za sastavljanje novog kolosijeka. Valja napomenuti da kasnih dvadesetih i ranih tridesetih godina nije postojala posebna oprema za postavljanje tračnica, zbog čega su većinu operacija prilikom postavljanja pruga ručno izvodili radnici. Tako je projekat SHELT dobio još jednu prednost u odnosu na postojeće sisteme.
Ipak, do određenog vremena Yarmolčukovi prijedlozi nikoga nisu zanimali. Ova reakcija zvaničnika je posljedica nekoliko faktora. Novi projekt je trebalo testirati, a izgradnja novih linija za obećavajuće SHEL vlakove pokazalo se preskupim. Iz tog razloga, do kraja dvadesetih godina, Yarmolchukov projekt ostao je samo na papiru.
Nakon što je stekao inženjersko obrazovanje, izumitelj je nastavio razvijati projekt i u njega napravio značajne promjene. Stoga je odlučio napustiti sferne automobile i upotrijebiti vozna sredstva manje odvažnog i neobičnog izgleda. Sada je bilo planirano korištenje automobila klasičnog rasporeda, opremljenog originalnom šasijom. Metalna kolica su trebala imati dva velika kotača smještena u prednjem i stražnjem dijelu. S takvim rasporedom automobila bilo je moguće sačuvati sve pozitivne kvalitete svojstvene sistemu SHELT, kao i povećati volumen kako bi se prilagodilo nosivosti.
Voz koji obećava trebao se kretati uz pomoć dva kotača u obliku "sferičnog" - kugle s odsječenim bočnim dijelovima, na čijem su mjestu bili smješteni osovinski i ovjesni elementi. Predloženo je da se šaroidi naprave od metala i prekriju gumom. Unutar tijela takvog kotača trebao se nalaziti električni motor odgovarajuće snage. Osovina kotača bila je povezana s konstrukcijom automobila, a okretni moment trebao se prenositi s motora na sferno tijelo pomoću trenja ili prijenosnika. Karakteristična karakteristika predloženih kotača bilo je postavljanje njihovog težišta ispod osi rotacije: motor je bio ovješen ispod osovine. Ovim rasporedom bilo je moguće održati optimalan položaj u prostoru pri manevriranju.
Demonstracija stabilnosti kotača. Nakon naginjanja, trebao bi se vratiti u normalan uspravan položaj. Kinodvorane kardr
Modifikovana verzija loptastog voza, prema autorovim proračunima, mogla je dostići brzinu od oko 300 km / h i prevoziti do 110 putnika. Tako je iz Moskve do Lenjingrada bilo moguće stići za samo nekoliko sati, a put od glavnog grada do Irkutska trajao bi nešto više od jednog dana, a ne sedmicu, kao na postojećim vozovima. Ažurirana verzija projekta imala je značajnu prednost u odnosu na "klasične" vozove po brzini i nadmašila je putničke avione po nosivosti.
Aktivni rad na projektu SHELT, podržan od vladinih agencija, počeo je 1929. To se dogodilo nakon što je N. G. Yarmolchuk je, uz pomoć stručnjaka iz Moskovskog instituta transportnih inženjera, izgradio model sistema koji obećava. Na poslužavniku, koji je stajao direktno na podu laboratorije, kolica za navijanje na "kuglicama" kretala su se prilično brzo. Model voza prikazan je predstavnicima Narodnog komesarijata željeznica, a ova demonstracija ostavila je na njih snažan utisak. Put je bio otvoren za projekat.
Nekoliko mjeseci nakon testiranja izgleda, Narodni komesarijat željeznica osnovao je Biro za eksperimentalnu izgradnju transportera metaka za razvoj i implementaciju N. G. Yarmolchuk (BOSST). Zadatak ove organizacije bio je stvoriti punopravni projekt s naknadnom izgradnjom smanjenog prototipa SHELT sistema. Tada bi se uspješnim završetkom ovih radova moglo računati na izgradnju punopravnih transportnih sistema novog tipa.
Projektiranje se nastavilo do ranog proljeća 1931. Zatim je dokumentacija o projektu SHELT demonstrirana državnom vrhu, a uskoro je Narodni komesarijat željeznica naredio izgradnju prototipa obećavajućeg voza. Za to su dodijeljena sredstva u iznosu od 1 milion rubalja, kao i dio u blizini stanice Severyanin na željeznici Yaroslavl (sada teritorija Moskve).
89 stručnjaka bilo je uključeno u izgradnju eksperimentalne pruge i velikog modela vlaka. Zbog specifične situacije s hranom na predviđenom mjestu, stručnjaci su morali izgraditi ne samo prototip nove vrste ceste, već i razbiti povrtnjak. Na 15 hektara zasađeno je različito povrće, što je omogućilo stručnjacima da riješe postavljene zadatke bez ometanja raznim problemima trećih strana. Tako su dodijeljena područja korištena što efikasnije.
Unutrašnji sklopovi točkova: okvir i električni motor ovješen ispod njega. Snimljeno iz časopisa
U proljeće 31. Yarmolchuk je dobio podršku ne samo Narodnog komesarijata željeznica, već i štampe. Domaće novine i časopisi počeli su pisati o novom projektu SHELT i hvaliti ga, skrećući pažnju na očekivane prednosti u odnosu na postojeću tehnologiju. Uočeno je da će putnički električni kuglični vlakovi moći putovati pet do šest puta brže od "klasičnih", a u slučaju teretnih vlakova moguće je čak i dvadeseterostruko povećanje brzine. Kapacitet novih cesta mogao bi biti barem dvostruko veći od postojećih.
Naravno, izražena su i kritička mišljenja. Mnogi stručnjaci govorili su o prevelikoj složenosti projekta, visokim troškovima njegove implementacije i nekim drugim problemima. Ipak, odgovorne osobe odlučile su nastaviti s izgradnjom eksperimentalnog vlaka SHEL i testirati Yarmolchukov prijedlog u praksi, otkrivajući sve prednosti i nedostatke.
Tokom 1931. godine, tim BOSST -a bio je angažovan na izgradnji eksperimentalne staze za padobran. Kako bi se uštedio novac i vrijeme, manja verzija takve ceste izgrađena je od drveta. Na niskoj visini iznad tla, na drveni okvir postavljen je konkavni pod od dasaka. Uz stazu su bili nosači u obliku slova U koji su podržavali sistem prenosa električne energije. Umjesto žica tradicionalnih za moderni električni transport, korištene su cijevi. Tijekom ispitivanja korištene su dvije konfiguracije sistema za napajanje električnom energijom. U prvom je jedna cijev visjela gotovo ispod same prečke nosača, a druge dvije ispod. Druga konfiguracija podrazumijevala je položaj sve tri cijevi na istom nivou.
Ogledna drvena staza bila je duga oko 3 km. Uz nju se nalazila mala električna podstanica koja je trebala opskrbljivati cijevi strujom potrebnih parametara. Prema nekim izvještajima, izgradnja trase završena je krajem 1931. ili početkom 1932. godine. Ubrzo je završena montaža prvog prototipa automobila.
Pričvršćivanje točka u karoseriji. Snimljeno iz časopisa
Sklapanje prvog automobila SHEL završeno je u aprilu 1932. Bila je to konstrukcija duga oko 6 m promjera 80 cm, a ispred automobila bila je postavljena kupasta obloga. Automobil je, kako se projektom implicira, bio opremljen s dva sferična kotača, u dijelu glave i repa. Promjer kotača prešao je 1 m. Značajno su stršili iz karoserije i mogli su stvoriti primjetan žiroskopski učinak koji je držao automobil u željenom položaju. Elektrana u obliku dva trofazna elektromotora nalazila se unutar kotača. Automobili su imali prilično veliku slobodnu zapreminu koja se mogla koristiti za prijevoz probnog tereta ili čak putnika. Takođe, automobil je imao prozore i mala vrata za pristup unutrašnjosti trupa. Za prijenos električne energije automobil je dobio okretna postolja, pričvršćena na kontaktnu liniju i spojena na krov konopcem i kablovima.
Do jeseni su izgrađena još četiri automobila, uslijed čega je cijeli vlak već vozio pokusnom prugom. Konstrukcija dodatnih automobila omogućila je ne samo testiranje same održivosti izuma, već i rješavanje nekih pitanja koja se odnose na interakciju nekoliko jedinica željezničkih vozila na pruzi.
Dostupni motori omogućili su eksperimentalnom vlaku da postigne brzine do 70 km / h. Dizajn sfernih kotača i druge značajke novog transporta osigurale su stabilno ponašanje bez obzira na brzinu kretanja i karakteristike kolosijeka. Loptasti voz samouvjereno je prolazila skretanja, blago se nagnuvši u pravom smjeru, ali ne pokazujući nikakvu želju da se prevrne. Žiroskopski učinak koji je N. G. Yarmolchuk, dovela je do očekivanih rezultata.
Do ljeta 1933. godine tim stručnjaka BOSST -a bio je angažiran na raznim testovima obećavajućeg transportnog sistema u smanjenoj verziji. U isto vrijeme odvijao se razvoj dizajna vlaka, kao i proučavanje optimalnih mogućnosti kolosijeka. Inženjeri su se morali zbuniti oko dizajna strelice za stazu padobrana. Stvarni rad SHELT -ova bez prekidača i druge posebne opreme kolosijeka nije bio moguć, a njihovo stvaranje bilo je povezano s određenim poteškoćama.
Prva probna putovanja izveo je iskusni voz bez tereta. Kasnije, kada je utvrđena i potvrđena pouzdanost sistema, počela su putovanja s teretom, uključujući i putnike. Dimenzije automobila omogućile su prijevoz dvije osobe, ali su morale biti u ležećem položaju, za koje su madraci bili postavljeni u improvizirane kabine. Tokom testova, D. Lipnitskiy, novinar iz izdanja Znanie is Sila, posjetio je poligon i odveden u eksperimentalni voz SHEL. Kasnije je napisao da se pripremajući za putovanje pribojavao moguće nesreće. Voz se mogao prevrnuti, odletjeti s pladnja itd. Ipak, prototip automobila je lagano i tiho krenuo i bez ikakvih problema, pa čak i bez "tradicionalnog" željezničkog zveckanja kotača, krenuo uz stazu. Na zakrivljenim dionicama pruge vlak se nagnuo i zadržao ravnotežu.
Telo iskusnog kuglastog voza bez zadnjeg zida. Točak i njegovo ogibljenje su vidljivi. Snimljeno iz časopisa
Ispitivanja prototipa vlaka započela su u jesen 1932. godine, zbog čega su stručnjaci naišli na neke probleme tokom probnih vožnji. Rad SHEL voza otežavali su snijeg i led na drvenoj pruzi. Prije početka probnih vožnji, morali su ih očistiti, budući da se originalni podvoz voza nije mogao nositi s takvim nepravilnostima, posebno za vrijeme brzog saobraćaja. U fazi testiranja takav se problem smatrao neizbježnim zlom i pomirio se s njim, ali je kasnije postao jedan od faktora koji su utjecali na sudbinu cijelog projekta.
Po završetku provjera, projektna dokumentacija i izvještaj o ispitivanju predati su posebnom stručnom vijeću koje je trebalo odlučiti o daljoj sudbini SHELT sistema. Grupa stručnjaka na čelu sa S. A. Chaplygin je pregledao dokumentaciju i došao do pozitivnih zaključaka. Prema riječima stručnjaka, projekt nije imao ozbiljnih problema koji bi ometali njegovu potpunu upotrebu, a preporučili su i početak izgradnje punopravnih ruta za električni transport kuglicama.
Do ljeta 1933. N. G. Yarmolchuk i njegove kolege razvili su dvije verzije punopravnih SHEL vlakova u dvije dimenzije, tzv. normalno i prosečno. "Prosječni" voz bio je namijenjen završnim ispitivanjima, a mogao se voziti i na pravim kolosijecima. U ovoj konfiguraciji automobili su bili opremljeni sfernim kotačima promjera 2 m i mogli su nositi do 82 putnička sjedala. Projektirana brzina takvog transporta dosegla je 180 km / h. Pretpostavljalo se da će vagoni srednje veličine biti kombinovani u tri voza i u tom će obliku prevoziti putnike na prigradskim linijama.
Svi rani planovi trebali su biti u potpunosti implementirani u "normalnom" vagonu. U ovom slučaju, transport koji obećava trebao je dobiti kotače promjera 3, 7 m i karoseriju odgovarajućih dimenzija. Projektna brzina kretanja dosegla je 300 km / h, a unutar trupa je bilo moguće urediti najmanje 100-110 sjedećih mjesta. S obzirom na velike brzine kretanja, takav je vlak morao biti opremljen ne samo mehaničkim, već i aerodinamičkim kočnicama. Potonji su bili skup ravnina na površini tijela, proširenih preko dolaznog strujanja zraka. Prema nekim procjenama BOSST -a, pruga s vagonima ili vozovima normalne veličine mogla bi imati ogroman kapacitet: obećavajući vozovi mogli bi prevesti stanovništvo cijelog grada u samo nekoliko dana. U ovom slučaju osigurana je značajna superiornost nad postojećim željezničkim prijevozom.
Nakon završetka rada vijeća na čijem je čelu bio Chaplygin, Vijeće narodnih komesara je 13. avgusta 1933. odlučilo o daljoj sudbini projekta SHELT. Narodni komesarijat željeznica dobio je uputstvo da izgradi prvu punopravnu prugu za probni rad. Nova ruta mogla bi se pojaviti na pravcu Moskva-Noginsk ili Moskva-Zvenigorod. Nakon analize postojećeg stanja i postojećih planova, odlučeno je da se izgradi autoput do Noginska. U to vrijeme započela je izgradnja nove industrijske zone istočno od Moskve. Pretpostavljalo se da bi u tom smjeru putnički promet mogao doseći 5 milijuna ljudi godišnje, pa je postojala potreba za novim prijevozom s odgovarajućim pokazateljima. Na zahtjev Vijeća narodnih komesara, izgradnja nove trase trebala je biti završena do jeseni 1934.
Fotografija iz domaće štampe. Prototip voza prevozi putnika. Fotografija Termotex.rf
Prva punopravna koritna pruga trebala je započeti u Izmailovu, tako da su radnici mogli doći do stanice tramvajem ili metroom, a zatim presjesti na voz SHEL i otići na posao. Prostrani transport velikim brzinama mogao bi značajno promijeniti logistiku Moskve i moskovske regije, poboljšavajući njegove glavne parametre. U očekivanju novog transporta s jedinstvenim pokazateljima, domaća štampa ponovo je počela hvaliti originalni projekt N. G. Yarmolchuk.
Međutim, očekivanja štampe i građana nisu se ispunila. Krajem 1934. nova stanica nije otvorila vrata putnicima, a novi električni kuglični vlakovi ih nisu odveli na posao. Štaviše, autoput i stanica nisu ni izgrađeni. Prije nego što su započeli izgradnju autoputa i povezane infrastrukture, stručnjaci su ponovo provjerili obećavajući projekt i došli do zaključaka koji su doveli do njegovog odbijanja.
Dizajnerska brzina i kapacitet vagona, kao i druge prednosti novog transporta izgledale su atraktivno, ali u predloženom obliku imalo je dosta nedostataka. Prije svega, to je bila složenost dizajna samog SHEL vlaka i rute za njega. Na primjer, upotreba armirano-betonske podloge omogućila je smanjenje troškova metala, međutim, komplicirala je izgradnju i zahtijevala postavljanje dodatnih proizvodnih pogona. Serijska izgradnja novih vlakova također je zahtijevala odgovarajuće napore i troškove.
Analiza predloženih projekata električnog kugličnog vlaka također je dovela do pesimističnog zaključka. Nivo tehnologije koji je tada postojao nije dopuštao izgradnju potrebnog vozila prihvatljivih karakteristika. Na primjer, resurs gumene obloge sfernih kotača pri vožnji po betonu izazvao je velika pitanja. U uvjetima nedostatka gume, takva nijansa projekta mogla bi imati ozbiljne negativne posljedice. Osim toga, veliki i teški SHEL voz morao je biti opremljen motorima odgovarajuće snage i drugom posebnom opremom, koja je nedostajala ili je bila preskupa.
Čak i s uspješnom izgradnjom kolosijeka i kugličnih vlakova, njegovo funkcioniranje bilo bi povezano s nizom ozbiljnih problema. Na primjer, tokom testiranja prototipa vlaka zimi, stručnjaci BOTTS -a morali su redovno čistiti drvenu prugu od snijega i leda. Takvi zagađivači ometali su normalan rad vlaka, a pri velikim brzinama mogli su čak dovesti do olupine. Vjerovatno su se u tom kontekstu stručnjaci prisjetili pada zračnog automobila Abakovskog 1921. Tada je, zbog loše kvalitete željezničke pruge, brzi vagon izletio iz tračnica, što je dovelo do smrti nekoliko putnika. Vazdušni vagon se kretao brzinom od oko 80 km / h, a Yarmolchukov projekt pretpostavljao je višestruko veće brzine, pa je kao rezultat toga voz bio izložen još većem riziku.
Članak iz časopisa Modern Mechanix, februar 1934. Fotografija Wikimedia Commons
Osim tehničkih problema, bilo je i ekonomskih. Projekt za izgradnju jednog autoputa u dužini od oko 50 km pokazao se kao preskup, a njegove su mogućnosti postale predmet kontroverzi. Imajući prednosti u odnosu na postojeći transport, voz SHEL nije se činio izvodljivim. Neke uštede u vremenu putovanja ili mogućnost prevoza nešto više putnika ne mogu opravdati izuzetno visoke troškove.
Kombinacija tehničkih, tehnoloških, operativnih i ekonomskih karakteristika i problema dovela je do zatvaranja projekta, koji se nekoliko mjeseci ranije smatrao ne samo obećavajućim, već i sposobnim radikalno promijeniti izgled transporta. Izgradnja prvog autoputa Moskva-Noginsk prekinuta je ubrzo nakon početka, najkasnije prvih sedmica 1934. Zbog toga su zaposlenici poduzeća nove industrijske zone u budućnosti koristili samo postojeće načine prijevoza, što, međutim, nije spriječilo provedbu planova za industrijalizaciju moskovske regije.
Nakon što je donesena odluka o napuštanju izgradnje staze sa električnom kuglom, štampa je prestala objavljivati entuzijastične članke. Vremenom je nekoć obećavajući projekat zaboravljen. Eksperimentalna staza u blizini stanice Severyanin ubrzo je demontirana kao nepotrebna. Jedini eksperimentalni voz od pet automobila vjerovatno je otpisan ubrzo nakon zatvaranja projekta. Ne može se isključiti da je neko vrijeme bilo pohranjeno u jednoj od organizacija povezanih sa projektom SHELT, ali o tome nema točnih podataka. Poznato je samo da se nakon 1934. godine eksperimentalni automobili nigdje nisu spominjali.
Autor projekta kuglasto-električnog transporta, N. G. Yarmolchuk je, unatoč neuspjehu, nastavio raditi na obećavajućim načinima prijevoza i njihovim pojedinačnim komponentama. Neki od njegovih razvoja kasnije su čak korišteni na proizvodnim vozilima različitih klasa.
Koliko je poznato, Yarmolchuk nije prestao raditi na transportu SHEL -a, međutim, sve daljnje događaje u ovom području on je izveo na vlastitu inicijativu. Zadnje spominjanje ovog projekta datira iz ranih sedamdesetih godina. U tom je razdoblju dizajner ponovno pokušao ponuditi svoj razvoj vodstvu zemlje, pa je čak pokušao dobiti i sastanak s A. N. Kosygin. Publika je odbijena. N. G. Yarmolchuk je umro 1978. godine i nakon toga su prestali svi radovi na električnom transportu kuglicama. Više od četiri decenije nakon odluke o prekidu izgradnje, projekat je razvijen naporima samo jednog projektanta. Nakon njegove smrti, nitko nije želio nastaviti projekt koji se nekad smatrao revolucijom u transportu.
