Google+
Ридли Скотт ДОКТОР КТО 2 Киношедевры: Кинг-Конг Доска почёта. Предатели
Версия для печатиИстория: История техники. Самые странные поезда
Кратко о статье: Локомотив — это транспортное средство, предназначенное для использования на железной дороге. У него чётное количество колёс, а двигатель может быть электрическим, паровым или внутреннего сгорания. Так ли это? Вовсе нет. За многолетнюю историю железнодорожного транспорта люди придумывали поистине фантастические конструкции.

Локомотивы замечательные и удивительные

Необычный рельсовый транспорт

Прошлое — это локомотив, который тянет за собой будущее.
Виктор Пелевин

Неизменный атрибут любого стимпанкового сюжета, анимации, фильма — это паровоз. Могучий железный зверь, лязгающий, пышущий во все стороны паром, куда же без него последователям великого Миядзаки? Но, честно говоря, фантазия художников порой меркнет перед конструкциями, которые существовали на самом деле, колесили по железным дорогам на пяти континентах и поражали мир смелостью своих изобретателей.

 

У любого человека есть твёрдое представление о том, что такое паровоз: много колёс с рычагами, труба, топка, тендер, чумазый машинист. Слова «тепловоз» и «электровоз» тоже не вызывают удивления: параллелепипеды на колёсах, разве что последний подключается «рогами» к проводам. Но с того самого дня 21 февраля 1804 года, когда паровоз конструкции Ричарда Тревитика провёл по рельсам первый в мире поезд, изобретательский зуд не покидает энтузиастов рельсового транспорта. И на свет появляются удивительные конструкции, достойные то ли почётного места в музее, то ли балагана фрик-шоу.

ПО ОДНОМУ РЕЛЬСУ

Паровоз — это очень тяжёлое средство передвижения. Масса локомотивов колебалась от тридцати до нескольких сотен тонн, что создавало серьёзные трудности при проектировании железных дорог и мостов. В принципе, современные грузовые тепловозы не отстают от исторических конструкций, ведь серьёзный собственный вес позволяет тянуть за собой огромное количество вагонов общей массой до нескольких десятков тысяч тонн.

Первая, маленькая модель гироскопического локомотива привлекла много внимания благодаря тому, что могла ездить по любому более или менее узкому полотну — от садового шланга до натянутой верёвки.

Именно поэтому сложно себе представить локомотив, способный двигаться по одному рельсу, точно балерина. Тем не менее в 1903 году австралийский инженер и изобретатель Луис Бреннан получил патент на монорельсовый транспорт, баланс которого поддерживается с помощью гироскопа. Гироскоп — это, по сути своей, быстро вращающийся ротор, ось вращения которого способна изменять своё положение в пространстве. Какие бы внешние силы ни воздействовали на запущенный гироскоп, его ось вращения будет сохранять постоянную пространственную ориентацию. Для примера можно привести обычную детскую юлу: если запущенный волчок толкнуть, он не опрокинется, а пошатнётся, после чего снова примет вертикальное положение.

Принципиальная схема гироскопического стабилизатора Луиса Бреннана.

A, A’, B — цапфы

C — вращающиеся концы осей гироскопа

D — колесо, движущееся по рельсу

E — рельс

F — транспортное средство

G — подвижный упор

По такому принципу работают и гироскопические стабилизаторы. Сегодня они активно применяются в самых разных технических устройствах (взять хотя бы модели вертолётов), но Бреннан стал одним из пионеров, который применил гироскоп в серьёзной технике. В 1907 году он продемонстрировал компактную модель монорельсового электровоза длиной 762 мм.

Полученных от инвесторов денег Луису Бреннану хватило на два полноразмерных локомотива и несколько эффектных демонстраций.

Демонстрация произвела эффект. Изобретением заинтересовалась британская армия: Бреннан получил 2000 фунтов на дальнейшие разработки (планировалось выдать ?10000, но этому воспротивилось финансовое ведомство) и построил на них вторую модель длиной 183 см. Модель была вполне действующей и выдерживала одного нетяжёлого человека: Бреннан построил небольшую монорельсовую дорогу и катал по ней свою дочь. Одной из самых известных фотографий того времени стал снимок, на котором дочь Бреннана едет на монорельсе по канату, натянутому в полутора метрах от земли между деревьями. Эта модель сохранилась до наших дней: её можно увидеть в Лондонском музее науки. Правда, хранится она под стеклом, её не заводили около ста лет.

Проекту Бреннана прочили большое будущее. Художники рисовали фантастические скетчи на тему гироскопического рельсового транспорта.

Вторая демонстрация убедила армию в функциональности нового изобретения. Бреннану было выдано множество грантов, и к 1909 году он наконец представил полноразмерный локомотив с гироскопом. 12-метровая машина с 20-сильным бензиновым двигателем могла развивать скорость до 35 км/ч.

Чaйник на колесах

После Второй мировой войны Европа оказалась в плачевном положении: разрушенные города и дороги, огромные человеческие потери, нехватка продуктов и вещей... Кризис коснулся и Швейцарии, хотя она ввиду своего нейтралитета пострадала меньше прочих. Практически все железные дороги Швейцарии были электрифицированы, но до войны параллельно с электровозами использовались и более надёжные паровозы. Во время и после войны с поставками угля начали возникать трудности, зато электроэнергии, вырабатываемой гидростанциями, вполне хватало. Огромный парк паровозов простаивал за неимением достаточного количества топлива.

В 1942 году ряд небольших паровозов был наскоро переоборудован в оригинальные машины — электропаровозы. Их колёса приводились в движение паром, который получался при помощи огромного электрокипятильника. Если обычный паровоз можно сравнить с самоваром на колёсах, то электропаровоз — с современным электрическим чайником. Использовалась частота тока 16,6 Гц и рабочее напряжение 15 киловольт. Ток проходил через трансформатор, раскалялись два нагревательных элемента (суммарной мощностью 480 кВт) в котле — и всё. Устройство было громоздким, но крайне простым.

Сколько подобных машин было построено — неизвестно. На сохранившихся фотографиях фигурируют два паровоза с порядковыми номерами 8521 и 8522. Вполне вероятно, их было больше.

15 октября 1909 года она провезла по экспериментальной однорельсовой дороге 32 человека — представителей армии, промышленности и прессы. К следующему году Бреннан построил вторую машину, которая была представлена на технической выставке в Лондоне. На ней прокатился сам Уинстон Черчилль (тогда ещё молодой).

Но всё-таки скепсис победил прогресс. Да, однорельсовые дороги были вдвое дешевле при строительстве, да, гиромашины можно было строить сколь угодно обтекаемой формы, и скорость их была намного выше, чем у паровозов такой же грузоподъёмности. Но недостатки перевесили. Во-первых, гиромашину нельзя было оставить с неработающим двигателем: она сохраняла равновесие лишь при вращающемся маховике. Он был оснащён упорами, но они были не слишком удобными, да и каждая раскрутка маховика занимала много времени. В принципе, всё это мелочи, — но консерватизм перевесил. Бреннан занялся другими делами и внёс огромный вклад в системы стабилизации вертолётов, умер он в почёте, на высокой должности. Первый локомотив разрезали на металл в 1910-х годах, второй стоял «на приколе» до 1930 года, когда его постигла та же участь. Если бы не модель, дошедшая до наших дней, можно было бы и не поверить в реальность конструкции Бреннана.

Помимо Бреннана, ещё два изобретателя были пионерами гироскопического транспорта. Во-первых, это знаменитый русский изобретатель Пётр Шиловский. В начале 1920-х годов он сумел продвинуть в президиум ВСНХ РСФСР постановление о начале строительства гироскопической ветки Петроград — Детское село — Александровка, а на Путиловском заводе начали строить вагон конструкции Шиловского. Модель поезда продували в аэродинамической трубе Политехнического института, его скорость должна была доходить до 150 км/ч. Но гражданская война и тяжелейшая ситуация в новорождённом государстве вынудили заморозить проект, а недостроенный поезд отправился на слом.

И всё-таки Шиловский построил гирокар с двумя колёсами в одну линию — в Англии, где жил в 1912-1914 годах. На фоне недавних успехов Бреннана компания Wolseley рассмотрела удивительный проект Шиловского и построила автомобиль Wolseley Gyrocar. Изобретатель ездил на нём по городу, и шли разговоры о серийном производстве необычной машины, — но грянула война, гранты были отозваны, Шиловский вернулся в Россию. Впоследствии, когда он снова приехал в Англию (в 1924 году, чтобы остаться уже навсегда), он нашёл свой старый гирокар на заднем дворе Wolseley и инициировал установку его в музей. А в 1948 году, уже после смерти изобретателя, произошёл акт, который и сегодня автомобильные историки считают чудовищным вандализмом. При реструктуризации музея Wolseley Gyrocar был разрезан и сдан в металлолом. Стоит заметить, что гирокары неоднократно строились и впоследствии — например, компанией Ford в 1961 году.

Последним однорельсовым железнодорожником стал немец Август Шерль. Он представил своё изобретение одновременно с Бреннаном и продемонстрировал действующую модель 10 ноября 1909 года в Берлине. Правда, пятиметровый локомотив Шерля не повлёк за собой финансовых грантов — и изобретатель благополучно забросил эту идею.

Сегодня гироскопический транспорт вернулся — в виде сигвеев. Вполне вероятно, что через несколько лет мы увидим однорельсовые железные дороги, о которых так мечтали Бреннан, Шерль и Шиловский.

Общий вид обыкновенного гироскопа.

АТОМНЫЙ ПОЕЗД

Силовые агрегаты различных поездов тоже порой отличались завидной оригинальностью. В частности, в СССР шли разработки атомных и реактивных поездов. И если первый так и остался фантастикой, то второй был реализован и даже испытан.

Речь об атомных поездах зашла ещё в 1950-е годы. Как раз тогда начали строить атомные подводные лодки (К-3 «Ленинский комсомол», 1958), атомные ледоколы («Ленин», 1959) — почему бы не появиться и рельсовому транспорту на атомной тяге? Правда, разрабатывать атомовоз начали лишь в 1970-х годах, хотя исследовательские работы велись и раньше.

Основной географической областью применения таких поездов должна была стать Сибирь и вообще отдалённые районы страны, где нужна высокая степень автономности поезда и мощная тяга. Планировались гигантские локомотивы на сверхширокой колее (до 4500 мм против 1520 мм стандартной), могучие вагоны — и вообще весь проект был пронизан гигантизмом. Приводом для колёс должны были служить электродвигатели, запитанные от компактной электростанции, которая была построена по классической схеме внутри локомотива. Классическая схема выглядит так: ядерная реакция вырабатывает тепло, теплоноситель передаёт его парогенератору, пар вращает турбину, турбина — вал электрогенератора.

К 1985 году проект атомного локомотива был уже практически завершён. В качестве тяговой установки должен был использоваться реактор на быстрых нейтронах БОР-60 (это одна из самых лёгких и многоцелевых установок подобного плана). Чертежи трёхсекционного локомотива бродили по различным ведомствам, но в итоге оказались в архивах. Потому что целесообразность атомовоза была под большим сомнением. Если бы его разработали в 1960-х годах, он бы наверняка увидел свет. Финансирования на амбициозные проекты во времена гонки вооружений и холодной войны не жалели: мы, мол, построили атомный поезд, а Америке слабо?.. Да и сибирские месторождения нужно было связывать с городами и заводами. А вот в 1980-е, на фоне зарождающегося кризиса, перестройки и либерализации, атомный поезд был совершенно неуместен. Экономически он себя не окупал, а голой идеологии для такого проекта уже явно не хватало.

Сегодня с появлением более компактных и безопасных реакторов идея, кажется, обретает второе дыхание. Ведь атомный поезд в первую очередь совершенно безопасен для окружающей среды, современные реакторы просто не способны на катастрофу в духе Чернобыльской.

Существует множество фантазий художников на тему атомных поездов. Но даже если такой локомотив будет построен, то он, скорее всего, не будет внешне отличаться от обычного тепловоза.

РЕАКТИВНАЯ СИЛА

Первыми применить реактивный двигатель для использования на железной дороге попытались американцы в далёком 1966 году. Специалисты Нью- Йоркской центральной железнодорожной корпорации взяли старенькую серийную дизельную мотрису Budd Rail Diesel Car (RDC) — компания Budd прекратила производство подобных ещё в 1962 году. Полученное в итоге реактивное чудо получило наименование M-497 Black Beetle. В качестве силовых агрегатов использовали подержанные реактивные двигатели General Electric J47-19 от бомбардировщика Convair B-36. Дизель сняли, на носовую часть автомотрисы установили обтекатель. Всё это делалось в первую очередь для выяснения: можно ли использовать реактивную тягу для железнодорожного транспорта, насколько это выгодно экономически и удобно с технической точки зрения.

Тесты проводили на участке пути между городами Батлер (Индиана) и Страйкер (Огайо). Реактивный локомотив развил скорость 295,54 км/ч, что до сих пор является национальным американским рекордом скорости при движении поезда по обычной железной дороге. Чтобы поезд ни во что не врезался, вперёд дозором был отправлен самолёт, но поезд попросту перегнал «дозорного». Благодаря испытаниям собрали ряд данных о поведении поезда на высоких скоростях движения, но проект был признан экономически нецелесообразным, двигатели сняли, а мотрису вернули в обычный дизельный строй.

В 1970 году темой реактивных поездов заинтересовались и в СССР. К разработке подобной конструкции обратились по двум причинам: во-первых, от партии пришло задание создать пассажирский поезд, способный передвигаться со скоростью 200 км/ч. А во-вторых, американцы уже построили реактивный поезд! На выполнение задачи подрядили Всесоюзный НИИ вагоностроения и ОКБ им. Яковлева.

За базу взяли кузов от экспериментального головного вагона ЭР22-67 на тележках от прицепных вагонов ЭР22-09. Кузов модернизировали для улучшения аэродинамических свойств, на крышу установили два реактивных двигателя от самолёта Як-40. Проект получил название «Скоростной вагон-лаборатория» (СВЛ). В 1971 году поезд начали испытывать. Его «гоняли» по испытательным кольцам и обычным путям в течение четырёх лет. В ходе исследований был установлен рекорд скорости для колеи 1520 мм — 250 км/ч (хотя теоретически СВЛ мог разгоняться до 360 км/ч).

Но в 1974 году Рижский завод выпустил скоростной электропоезд ЭР200, выполнив таким образом директиву партии. Сложная, прожорливая и опасная конструкция СВЛ тут же потеряла смысл, финансирование было мгновенно свёрнуто, а реактивный локомотив отправился в отстойник. 10 лет он ржавел, оборудование постепенно воровали, а в 1986 году было решено сделать из СВЛ видеосалон. Это стало окончательным уничтожением уникального вагона: всю внутреннюю часть его извлекли, внутри смонтировали кинозал и бар. По сути, остался только кузов (даже оконные рамы заменили) и остовы реактивных двигателей над крышей. Идея с видеосалоном не удалась, и ЭР22 доржавел до 2008 года. Реставрировать было уже нечего, поэтому от него отрезали носовую часть, выкрасили её и установили в качестве стелы в честь 110-летия Тверского вагоностроительного завода.

Безо всякого гироскопа

В 1891 году американский изобретатель Эбен Муди Бойнтон предложил — и даже построил однорельсовый паровоз, предвосхитивший гироскопические конструкции начала XX века. У его паровоза было три колеса в линию: одно огромное 230-сантиметровое ведущее и два маленьких под кабиной. Сама кабина была двухэтажной и очень узкой. К паровозу компания Бойнтона B.B.Ry.C° построила ещё и двухэтажный вагон с четырьмя колёсами в линию. Ширина паровоза и вагона не превышала полутора метров. Равновесие поддерживалось просто. Над единственным рельсом дороги Бойнтона находился второй рельс, а паровоз и вагоны имели верхние направляющие катки, которыми цеплялись за верхнюю опору.

Плюсами системы Бойнтона была экономия места, возможность «достроить» до монорельса обычное полотно (таким образом, по каждому рельсу можно было пустить по составу), а также тишина и плавность хода. Проблемой была аварийность: на поворотах верхний рельс попросту срывало из-за центробежных сил. В итоге дело не пошло дальше 2,8-километрового испытательного участка.

Единственным недостатком идеи Бойнтона были сильные напряжения конструкции на поворотах. Технологии конца XIX века не позволяли реализовать его изобретения с должной степенью надёжности.

ВИНТОТРИСА

Весьма экзотическим движителем для рельсового транспорта может послужить... пропеллер. История знала несколько попыток применить винты на железной дороге. Подобный тип локомотивов выделен в отдельный класс так называемых аэровагонов.

В 1929 году немецкий инженер-авиастроитель Франц Крюкенберг спроектировал автомотрису в форме дирижабля; естественно, её движителем должен был стать именно пропеллер. Автомотриса задумывалась как скоростная. Проект понравился представителям Deutsche Reichsbahn (Германской имперской железной дороги), были выделены средства, и годом спустя автомотриса увидела свет. Аэровагон длиной 25 метров имел всего две оси (а не тележки), причём осевое расстояние равнялось 19 метрам, что требовало повышенной жёсткости рамы. Высотой машина была всего 2,8 метра, а вес её равнялся 20,3 тонн, что по тем временам было невероятно мало для рельсового транспорта. Оригинальная мотриса получила название Schienenzeppelin («Рельсовый цеппелин») и была оснащена V-образным 12-цилиндровым авиационным двигателем BMW VI мощностью 650 лошадиных сил.

Уже в 1931 году «Цеппелин» поставил последовательно несколько рекордов скорости для рельсового транспорта (максимум — 230 км/ч). Обтекаемая форма, малый вес и мощный авиационный пропеллер позади не оставляли паровым собратьям никакого шанса. Но Крюкенберг не думал останавливаться: в 1932 году он доработал Schienenzeppelin, а в 1934-м повторил модернизацию во славу немецкого оружия и Третьего рейха. Правда, новый двигатель Maybach GO 5 не позволил побить уже установленный рекорд. В том же году аэровагон был продан Deutsche Reichsbahn, а спустя пять лет разрезан на металл для военных нужд.

Другим известным аэровагоном была подвесная дорога Джорджа Бенни, Railplane. В течение девяти лет, с 1921 по 1930 год, этот шотландский инженер и авантюрист изыскивал средства и строил подвесную испытательную монорельсовую дорогу длиной в четверть мили неподалёку от Глазго. Возведённая фирмой The Teeside Bridge & Engineering Works трасса представляла собой систему железных ферм на высоте порядка 10 метров над землёй. По ней двигался подвесной монорельсовый аэровагон с двумя винтами — тянущим спереди и толкающим позади. Теоретически аэровагон мог развивать скорость до 200 км/ч, но на короткой трассе Бенни смог провести только демонстрацию движения на небольших скоростях. В сентябре 1930 года он собрал журналистов, жители Глазго порадовались оригинальной идее, но на этом всё закончилось. Ещё семь лет Бенни безуспешно пытался найти финансирование и начать строительство полноценной подвесной дороги для аэровагонов, но в итоге обанкротился. Умер он в доме для престарелых, в полной нищете.

Тут стоит отметить, что в СССР первый аэровагон построили ещё в 1921 году по проекту талантливого инженера-конструктора Валериана Абаковского. Обычную деревянную дрезину Абаковский снабдил авиационным мотором и винтом. 24 июля была проведена первая пробная поездка аэровагона Москва — Тула при участии делегации советских и зарубежных коммунистов (22 человека во главе с революционером Фёдором Сергеевым, «товарищем Артёмом»). Была достигнута скорость 140 км/ч, но Абаковский не учёл жуткого состояния российских железных дорог. Аэровагон «споткнулся» на стыке рельс и вылетел из колеи, все пассажиры погибли. Их похоронили с почестями на Красной площади — вместе с идеей аэровагона.

Да, первым аэровагоном в истории стала всё- таки не конструкция Абаковского, а немецкий Dringos, построенный в 1919 году и показавший скорость порядка 100 км/ч.

***

Существовали сотни оригинальных, необычных конструкций железнодорожного транспорта. С многоэтажными системами колёс, с вывернутыми вниз трубами, подводные, способные ездить по необработанным брёвнам вместо рельс и так далее. Конечно, мы затронули едва ли десятую их часть: возможно, материал получит своё продолжение.

Но самое главное, что изобретательский зуд в человеке не ослабевает ни на секунду. То, что одни считают фантастикой и ищут разве что в произведениях известных авторов да в анимационных фильмах Миядзаки, другие пытаются воплотить в жизнь — и порой у них это успешно получается.

Что почитать?
  • Николай Гацунаев «Экспресс «Надежда»
  • Дмитрий Колодан «Отрицательные крабы»
  • Виктор Колупаев «Фирменный поезд «Фомич»
  • Кейт Робертс «Павана»
  • Виктор Пелевин «Жёлтая стрела»
Что посмотреть?
  • «Хочу быть министром» (1977) — единственный фильм, где есть кадры движущегося СВЛ
  • «Небесный замок Лапута» (1986)
  • Назад в будущее», часть 3 (1990)
  • «Дикий, Дикий Вест» (1999)
  • «Лига выдающихся джентльменов» (2003)
Во что поиграть?
  • «Syberia» (2002)
  • «Syberia 2» (2004)
Комментарии к статье
Для написания комментария к статье необходимо зарегистрироваться и авторизоваться на форуме, после чего - перейти на сайт
РАССЫЛКА
Новости МФ
Подписаться
Статьи МФ
Подписаться
Новый номер
В ПРОДАЖЕ С
24 ноября 2015
ноябрь октябрь
МФ Опрос
[последний опрос] Что вы делаете на этом старом сайте?
наши издания

Mobi.ru - экспертный сайт о цифровой технике
www.Mobi.ru

Сайт журнала «Мир фантастики» — крупнейшего периодического издания в России, посвященного фэнтези и фантастике во всех проявлениях.

© 1997-2013 ООО «Игромедиа».
Воспроизведение материалов с данного сайта возможно с разрешения редакции Сайт оптимизирован под разрешение 1024х768.
Поиск Войти Зарегистрироваться