Как пробка из бутылки
ВАКУУМНЫЙ ПОЕЗД
![]() |
Выйдя на пустынную ночную улицу, он направился к метро. Бесшумный пневматический поезд поглотил его, пролетел, как челнок, по хорошо смазанной трубе подземного туннеля и вместе с сильной струей тёплого воздуха выбросил на выложенный жёлтыми плитками эскалатор…
Рэй Брэдбери «451° по Фаренгейту»
Железная дорога, связавшая в 1830 году Манчестер и Ливерпуль, открыла новую страницу в деле перемещения пассажиров и грузов между крупными городами: больше не нужно было целыми днями трястись в дилижансах или пользоваться своевольными водными путями. К 1890 году общая протяжённость мировой железнодорожной сети достигла рекордной цифры — 617,3 тысяч километров, причем прирост шёл стремительными темпами. Казалось, что паровоз — это навсегда.
Однако для близких перевозок дымное и плюющееся паром чудовище не слишком-то годилось. Если на улицах паровые трамваи ещё можно было терпеть, то под землёй их эксплуатация была связана с огромным количеством трудностей. Тоннели требовали сложнейшей и дорогостоящей системы вентиляции, вагоны приходилось делать наглухо закрытыми — и так далее. Конечно, паровозы за неимением иных вариантов использовали, например, в Лондонском метрополитене с 1864 по 1925 год (причём применение их в XX веке было скорее данью английскому консерватизму), но альтернативу подземному пару искали всегда. И порой находили весьма нетривиальные решения.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОЕЗД
![]() |
Самое известное изображение Джозефа Сэмьюды, одного из «отцов» пневмометро. После окончания инженерной карьеры братья Сэмьюда ударились в политику, что породило множество карикатур |
В принципе, выход из ситуации был найден ещё даже до того, как Стефенсон построил первый паровоз. Ещё в 1810 году британский инженер и часовщик Джордж Медхёрст опубликовал брошюру, в которой описал принцип работы пневмопочты и её экономическую выгоду. Ещё двумя годами позже он же предложил и увеличенный вариант подобного устройства — для перевозки грузов и пассажиров, то есть, по сути, придумал пневматический поезд. Но дальше теории у Медхёрста дело не пошло.
В 1824 году другой британец, некто Валланс, построил близ города Брайтон 46-метровый отрезок пневматической железной дороги. Она представляла собой трубу из еловых досок почти двухметрового диаметра, внутри которой по проложенным рельсам передвигалась вагонетка с сиденьями для пассажиров. В «голове» состава находился круглый щит, с помощью кожаных уплотнителей плотно прилегающий к стенкам трубы. Насосы, установленные в конечных пунктах, создавали необходимое разрежение воздуха, и каждый желающий мог совершить небольшое путешествие на новом транспорте.
Оценив относительный успех Валланса, Медхёрст вновь вернулся к своим расчётам и в 1827 году опубликовал третью брошюру о «безлошадной» системе передвижения со скоростью до 60 миль/ч. В этой брошюре он предлагал не строить пневмодорогу с нуля, а воспользоваться уже существующими рельсошпальными конструкциями. Инновация заключалась в трубе небольшого диаметра между рельсами, с поршнем внутри которой должен быть жёстко связан головной вагон. Далее всё согласно законам физики: разрежение воздуха тянет поршень, который двигает весь поезд. Но в конце того же года инженер умер, так и не успев реализовать свой проект. Чуть позже этот же проект пытался осуществить американец Генри Пинкас, но неудачно. Его идея была такова: в трубе метрового диаметра ходит жёстко связанный с головным вагоном поршень; продольная прорезь в трубе закрыта канатом, покрытым жиром; при проходе вагона канат отодвигается, после чего воздух, устремляющийся в трубу, толкает состав вперед.
![]() |
Современный указатель места, где располагалась насосная станция Dalkey Atmospheric Railway |
![]() |
«Прибытие в Кингстон». Иллюстрация к статье о Dalkey Atmospheric Railway из газеты The Illustrated London News от 6 января 1844 года |
![]() |
Схема из патента братьев Сэмьюда. Поршень не изображён, показан только его крепёж. Основная проблема — герметизация отверстия, через которое проходит крепёж поршня к телу вагона |
Основные трудности заключались в конструкции клапана, который разделял поршень, идущий внутри трубы, и сам локомотив: он должен быть герметичным, иначе никто никуда не поедет. Эту задачу в 1838 году решили британские инженеры — Сэмьюэль Клегг и братья Сэмьюда, Джейкоб и Джозеф. Получив патент на «некоторые усовершенство вания в конструкции клапана», они в 1840 году открыли в пригороде Лондона пробную линию длиной 0,8 километра. Испытания показали, что все механизмы отлично работают. «Воздушный» состав во время обкатки показал отличные результаты: на восьмиградусном подъёме поезд весом 13,5 тонн развил скорость в 36 км/ч, тогда как паровоз Стефенсона «Ракета» с составом весом 12,6 тонны на участках без уклона разгонялся лишь до 25,5 км/ч. Система Клегга-Сэмьюда получила широкую популярность в технической среде. Многие инженеры приезжали, чтобы перенять опыт британцев, в том числе сам Изамбард Брюнель, знаменитейший деятельпромышленной революции, почитаемый в Британии как величайший инженер всех времён.
После своего успеха изобретатели получили грант на постройку «атмосферной» дороги Dalkey Atmospheric Railway суммарной длиной 2,8 км между ирландскими городами Кингстон и Долки. Участок функционировал с 29 марта 1844 года (официальное открытие) по 12 апреля 1854 года. Скорость поездов на нем достигала 64 км/ч, при этом движение велось на подъём, а назад поезд возвращался «самоходом», катясь под уклон.
Устройство пневматического клапана было реализовано следующим образом: покрытый смесью воска и сала, после прохождения поршня он прижигался медным вагонным роликом, заполненным горящим углем. По замыслу изобретателей ролик должен был растопить смесь, которая герметизировала бы щели между поршнем и трубой, однако высокая скорость движения состава обернулась здесь недостатком: при столь мимолётном контакте смесь просто не успевала расплавиться. В связи с этим пришлось нанять множество людей, которые следили за состоянием дороги на всем её протяжении и частично герметизировали трубу вручную.
Пассажирские вагоны на пневматической железной дороге Клегга и Сэмьюда использовались обычные, второго и третьего класса, модифицированные для пневмосистемы. Любопытно, что в случае аварии на насосной станции застрявший пневмопоезд должен был буксироваться к станции конкурентом-паровозом.
ПАРК СКЕЛЕТОВ
Вскоре после описанных событий у Клегга появился конкурент в лице британского инженера Уильяма Кьюбитта. В 1845 году он решил переоборудовать 12-километровый участок дороги London and Croydon Railway между, собственно, Лондоном и Кройдоном в пневмосистему. Отличительной чертой нового пути стали не инженерные решения, а три насосные станции, построенные в готическом стиле, с множеством декораций и высоченными башнямишпилями, которые вмещали трубы паровых котлов. Помимо того, дорога стала знаменита тем, что в ходе её оборудования была построена первая в мире железнодорожная эстакада — над обычными железнодорожными путями Портлендской железной дороги прошел отрезок пневматической. Правда, дорогу закрыли уже в 1847 году, поскольку Кьюбитт допустил множество ошибок: клапаны отказывали чуть ли не каждый день, компания разорилась, и это фиаско обошлось в 500 тысяч фунтов стерлингов.
![]() |
Современная реконструкция подвагонной пневмосистемы South Devon Railway, разработанной Изамбардом Брюнелем и братьями Сэмьюда |
![]() |
Участок пневмотрубы South Devon Railway, дошедший до наших дней |
Третьей британской попыткой построить пневмодорогу стал проект South Devon Railway. Участок дороги (кстати, спроектированной самим Брюнелем) между Эксетером и Плимутом перевели на пневмотягу. Занимались этим лично братья Сэмьюда, поэтому функционировала система вполне исправно, достигая уже привычной скорости 64 км/ч. 25 февраля 1847 года по линии отправился первый поезд, но так как одним из инвесторов был Брюнель, строгий и технический подкованный, он тщательно оценивал экономическую эффективность системы Семьюда — и по итогам года признал дорогу нерентабельной. 9 сентября 1848 года по ней прошёл последний пнемвопоезд. Надо отметить, что South Devon Railway стала самой крупной подобной дорогой (32 километра!) — её обслуживали одиннадцать насосных станций, три из которых сохранились до сих пор.
Тем временем во Франции повторили британский опыт, построив 8,5-километровую пневмодорогу между Буа-де-Весине и Сен-Жерменом-ан-Ле. Она оказалась долгожительницей среди конкуренток, просуществовав с 1847 по 1860 год.
Вообще же в 1840-е проекты атмосферных железных дорог стали появляться, как грибы после дождя. Только за пять лет — с 1843 по 1847 год — около семидесяти изобретателей подали патентные документы на подобные конструкции. Среди этих проектов встречались и подобные поезду Валланса — с использованием самого состава в качестве поршня.
![]() |
Сохранившаяся до наших дней насосная станция South Devon Railway в Девоне |
![]() |
1864 год. Открытие подземной пневмотрубы Crystal Palace pneumatic railway |
Так, в 1864 году под лондонским парком Кристал Пэлас по проекту Томаса Раммелла была построена 550-метровая подземная пневмодорога Crystal Palace pneumatic railway. Поезда в ней должны были двигаться по овальному тоннелю (3х2,7 метра) от одного входа в парк до другого. Таким образом, за 6 пенсов пассажир мог пересечь Кристал Пэлас всего за 50 секунд. Раммелл лелеял планы по постройке более длинной линии от Ватерлоо до Уайтхолла под Темзой, однако работы так и не завершились, а местонахождение первого тоннеля со временем было забыто. Кстати, согласно легенде, в 1978 году некая женщина случайно наткнулась на этот тоннель и видела там железнодорожный вагон, внутри которого находились скелеты в старинной одежде. Какие-то остатки линии были найдены в 1992-м, но целиком тоннель так и не был раскопан.
МЕТРОПОЛИТЕН КЛАССА ЛЮКС
Еще одна пневматическая подземная железная дорога Beach Pneumatic Transit была построена в Нью-Йорке в 1870 году инженером Альфредом Эли Бичем. Труба «воздушного метрополитена» имела всего 95 метров в длину и пролегала под Бродвеем — от Уоррен-стрит до Мюррей-стрит. Две подземные станции были богато украшены фресками, статуями и аквариумами с золотыми рыбками, а к услугам пассажиров были мягкие кресла.
Система была в первую очередь демонстрационной, призванной показать возможности подобного вида транспорта, и поэтому включала в себя только один 22-местный вагон (причём Бич вложил в строительство 350 тысяч кровных долларов). Пневмопуть пользовался бешеным спросом: в первые две недели эксплуатации на нем прокатилось 11 000 пассажиров, а за первый год в вагоне побывало 400 000 человек. Но, несмотря на успех, документы на использование полноценной пневматической железной дороги изобретатель получил только в 1873 году, а к тому времени общественный и инвесторский интерес к проекту ослаб настолько, что даже демонстрационный участок пути пришлось закрыть из-за финансовых трудностей. Окончательно пневматическое метро похоронил обвал фондового рынка, после которого инвесторы покинули проект.
![]() |
Общий вид Девонской железной дороги с пневмотягой |
![]() |
Внешний вид трубы системы Beach Pneumatic Transit |
Однако «воздушный метрополитен» всё же оставил достаточно заметный след в искусстве. Так, один из героев триллера Мортона Фридгуда «Опасные пассажиры поезда 123» упоминает о существовании пневматического тоннеля, а в фильме «Охотники за привидениями 2», выпущенном в 1989 году, под Нью-Йорком обнаруживается полноценная пневматическая железная дорога.
АТМОСФЕРНЫЙ ЗАКАТ
Несмотря на то, что паровозы имели большую мощность, «атмосферическая» дорога всё же имела ряд немаловажных преимуществ перед традиционной: скорость передвижения, бездымный, бесшумный и плавный ход, а также безопасность (паровой котёл не мог взорваться, поскольку его не было). Кроме того, использование такого способа передвижения позволяло составам легче преодолевать подъёмы.
Однако Стефенсон, изобретатель паровоза, скептически отнёсся к новшеству. «Из этого ничего не выйдет, — говорил он. — Ведь это только видоизменение пресловутой неподвижной машины с канатной передачей. Я уверен при этом, что воздухонепроницаемые каналы окажутся гораздо менее надёжными, чем обыкновенные канаты. Они будут прочны не больше, чем канаты из песка».
![]() |
Схема системы Альфреда Бича из газеты Scientific American от 5 марта 1870 года |
![]() |
Изамбард Брюнель, одна из ключевых фигур мировой технической революции |
Стефенсон оказался прав — пневмодороги протянули недолго. Камнем преткновения стал клапан, обеспечивающий герметичность трубы в районе поршня. Зимой в щель набивался снег, влага внутри трубы замерзала, что приводило к образованию наледи и выводило пневмодорогу из строя. В другие времена года влага, попавшая внутрь, способствовала коррозии трубы, и ржавчина быстро истирала клапан. Заодно люди не на жизнь, а на смерть сражались с крысами, которые с удовольствием пожирали пропитанную салом кожу. Наконец, чтобы достичь разрежения воздуха в трубе, использовались паровые двигатели на насосных станциях, которые можно было бы с тем же успехом применять на обычных паровозах.
Сегодня, в век загрязнения окружающей среды и грядущего дефицита топлива, пневматическая железная дорога может показаться хорошим транспортным средством, тем более что проблему герметичности клапана решить легко. Энергию на насосной станции можно получать любым экологически чистым способом — с помощью ветра, солнца, бактерий или водорода. Однако проблема низкого КПД и сложного технического обслуживания всё равно остаётся, что ставит эффективность пневмодороги под вопрос. Гораздо проще в этом плане использовать обычные электродвигатели — надёжные, безопасные для окружающей среды и давно проверенные временем.
Что почитать? |
|
Что посмотреть? |
|