Gyroskopisk Jernbane - Alternativ Visning

Gyroskopisk Jernbane - Alternativ Visning
Gyroskopisk Jernbane - Alternativ Visning

Video: Gyroskopisk Jernbane - Alternativ Visning

Video: Gyroskopisk Jernbane - Alternativ Visning
Video: Midtjyske Jernbaner MY28 og MX26 2024, Juli
Anonim

Se på billedet, tror du, at en sådan jernbane blev bygget før revolutionen!

Sådan var det …

Ideen om, at det er mere rentabelt at køre på en skinne end på to, blev født af opfinderne i 1820'erne. Historien gemmer information om projektet "Vejen på søjler" af Ivan Elmanov. Det vides, at en ingeniør fra landsbyen Myachkovo nær Moskva forsøgte på enhver mulig måde at finde investorer til sit monorail-projekt, men til ingen nytte.

I 1907 viste August Scherl i Berlin og uafhængigt af ham Louis Brennan i London de offentlige modeller af enkelttogstog. Et par år senere viste den samme Brennan i Geelingham (Storbritannien) en vogn i fuld størrelse til 50 passagerer.

Samtidige talte med stor optimisme om enkeltsporveje og troede, at de snart ville erstatte de sædvanlige dobbeltsporveje. Faktisk, løftet over jorden på lette og kompakte viadukter, ville de have været meget mere bekvemme som en hurtig bytransport end de daværende almindelige sporvogne og hestevogne. Langdistanceveje med en jernbane på grund af det lavere materialeforbrug af skinnerne og den øgede togrejsehastighed lovede at være meget mere rentable end de sædvanlige dobbeltspor. De militære afdelinger, der var interesserede i muligheden for hurtig anlæg af adgangsveje, satte også store forhåbninger på opfindelsen.

En bilmodel til en gyroskopisk jernbane
En bilmodel til en gyroskopisk jernbane

En bilmodel til en gyroskopisk jernbane.

Men der var også grunde til skepsis. Spørgsmålet om konstant vedligeholdelse af ligevægten i det rullende materiel forblev uafklaret. På et to-sporet tog var det muligt at slukke for motoren ved stop og parkering; på et enkelt-sporet tog var det nødvendigt at konstant bevare svinghjulets rotation. Naturligvis var det muligt at undvære et roterende gyroskop - til dette formål havde bilerne specielle sikkerhedsstop.

De kunne hjælpe i tilfælde af motorafbrydelse og gradvis ophør af svinghjulets rotation. Men at bruge dem var ikke særlig praktisk. Derudover tog hvert nye spin af det massive svinghjul tid.

Salgsfremmende video:

Enkeltbanespor, anlagt i 1921 fra Detskoye Selo til Srednaya Slingshot nær Skt. Petersborg
Enkeltbanespor, anlagt i 1921 fra Detskoye Selo til Srednaya Slingshot nær Skt. Petersborg

Enkeltbanespor, anlagt i 1921 fra Detskoye Selo til Srednaya Slingshot nær Skt. Petersborg.

Ikke desto mindre har eksperimenter og beregninger vist, at ideen om at bygge en enkeltbanevej er ret fornuftig og lover fordele.

Derfor er der forsøgt at bygge en sådan vej flere gange. I 1911 var en 160 km enkeltbanevej under opførelse i Alaska. Historien er tavs om dette projekts skæbne. Men "Krasnaya Gazeta" dateret 15. april 1921 rapporterer: "Præsidiet for det øverste råd for nationaløkonomi drøftede spørgsmålet om at bygge en gyroskopisk jernbane med en jernbane. Det blev besluttet at bruge den nu inaktive tidligere tsargren Petrograd - Detskoe Selo - Aleksandrovka. Putilov-anlægget producerer allerede rammen og kroppen af et to-bilstog. Et testtog blev planlagt om et år. Det er designet til 150 versts i timen. Denne hastighed var endnu ikke tilgængelig for veje med dobbelt jernbane. " Forfatteren af projektet for dette tog var Pyotr Petrovich Shilovsky.

Fra dokumenterne. En af de foreslåede varianter af det rullende materiel til 400 pladser
Fra dokumenterne. En af de foreslåede varianter af det rullende materiel til 400 pladser

Fra dokumenterne. En af de foreslåede varianter af det rullende materiel til 400 pladser.

En repræsentant for en gammel adelsfamilie, Peter Petrovich modtog en juridisk grad, studerede jura i Rusland og Tyskland. Da han vendte tilbage til sit hjemland, arbejdede han som efterforsker i Luga, nær Skt. Petersborg, blev derefter journalist og tiltrådte igen en stilling som efterforsker, nu i Novorzhev. I sin fritid spillede han violin og tænkte endda alvorligt på en karriere som musiker.

Efter at have vist sig at være en enestående personlighed i administrative stillinger modtog Shilovsky stillingen som vice-guvernør i Uralsk, derefter i Jekaterinoslav og Simbirsk. Endelig blev Petr Petrovich i 1910 guvernør for Kostroma. Men da han var statsmand, glemte Shilovsky ikke sin hobby - svinghjulstransport.

I foråret 1909 modtog Shilovsky et patent nr. 27091 på "En enhed til at opretholde balancen mellem vogne eller andre kroppe i en ustabil position." Desuden patenterede han sin opfindelse ikke kun derhjemme, men også i England, Tyskland, Frankrig og USA. "I naturen er normal, korrekt, naturlig fremadgående bevægelse," skriver opfinderen, "bevægelse langs en linje, ikke langs et plan."

I april 1911 præsenterede Pyotr Petrovich incognito en model af sit enkeltskinnespor på en udstilling i Skt. Petersborg, der var tidsindstillet til 75-årsdagen for den første russiske jernbane. Men der er intet hemmeligt, der ikke ville blive afsløret. Journalister kom til bunden af sandheden. På udstillingen meddelte Shilovsky, at han planlagde at bygge et rigtigt stort gyro-tog. Men problemer begyndte i tjenesten, Kostroma guvernøren blev overført til fjerntliggende Petrozavodsk, og snart trak han sig tilbage, flyttede til Petersborg og tog teknisk kreativitet.

Image
Image

Om skaberen af modellen, Peter Petrovich Shilovsky, skrev "Petersburg Gazeta": "Mærkeligt som det kan synes, modtog opfinderen ingen særlig teknisk uddannelse. Han er advokat og har en meget fremtrædende administrativ stilling i en af Ruslands provinser. " Faktisk ledede Shilovsky Kostroma-provinsen på det tidspunkt.

Han kom fra en gammel adelig familie, uddannet fra St. Petersburg School of Jurisprudence, et "børnehave for statsfolk", som denne privilegerede uddannelsesinstitution da blev kaldt. Petr Petrovich rykkede hurtigt op på karrierestigen, startende fra den beskedne stilling som en efterforsker i Luga, og besatte derefter stillingerne som vice-guvernør i Uralsk, Jekaterinoslav og Simbirsk. Og i 1910 nåede han det højeste punkt i sin karriere: han blev guvernør i Kostroma-provinsen.

En Moskva-reporter beskrev PL. Shilovsky som følger:”Rig begavet med stor ambition drømte han om at blive forfremmet fra barndommen. I det miljø, hvor han blev opdraget, skulle fremrykning gøre en bureaukratisk karriere. Naturlige evner skubbede hans nysgerrige sind i retning af viden, og de synspunkter, miljøet indpodede, tiltrak ham til en karriere, og ud fra disse to principper blev hans hele liv dannet."

Shilovsky var forfatter til en række værker om retspraksis og mange publicistiske artikler om juridiske spørgsmål. Men den fantastiske ting, teknologi, mekanik interesserede ham ikke mindre og måske endda mere end juridiske videnskaber. Og han valgte selv en af de sværeste og sværeste dele af mekanikken, som de største forskere stak hjernen over.

"En enhed til at opretholde balancen mellem vogne eller andre ustabile kroppe." Dette var navnet på opfindelsen, for hvilken Shilovsky fik et privilegium, et russisk patent, indgivet i foråret 1909. Enheden havde et to-frame gyroskop med et pendul. Hvis balancen i vognen blev forstyrret, tilsluttede pendulet en elektrisk motor, som påvirkede gyroskopets indre ramme. En kraft dukkede op, der gendannede balance.

I juni 1909 bevægede en lille gyroskopisk model sig allerede med tillid langs en ledning strakt mellem træerne ved opfinderens dacha.

Image
Image

Krigen var allerede i fuld gang, da Shilovsky foreslog at levere skibskanoner med gyroskopiske enheder. I 1915 henvendte han sig til flådens generalstab med et brev, hvori han argumenterede for, at dette ville øge nøjagtigheden af skyderiet betydeligt, da gyroskopisk pistol altid ville være rettet mod målet, "selvom skibet var underlagt den mest alvorlige rulning."

Derefter under første verdenskrig udviklede han en direkte heroisk indsats for at implementere sin opfindelse i flåden. Og det var ikke hans skyld, at dette af rent bureaukratiske grunde aldrig blev gjort.

Shilovsky flød med dristige ideer. Samtidig med projektet med den gyroskopiske kanon dukkede hans gyroskopiske stabilisator af skibets pitching op. Han skabte en gyroskopisk kursindikator for skibe og fly, den såkaldte "ortoskopiske". I Petrograd blev der gennem en utrættelig opfinders indsats etableret en pilotproduktion af sådanne enheder. De blev testet med succes til søs og i luften på det kæmpe fly "Ilya Muromets". Ak, det var slutningen på det. Tiderne med ødelæggelse og sammenbrud er kommet.

Girokar Shilovsky med en masse på 2750 kg havde en akselafstand med en længde på 3969 mm. For at opretholde balancen blev der brugt et 600 kg svinghjul med en diameter på 1 m og en tykkelse på 12 cm, som blev centrifugeret af en elmotor med en kapacitet på 1,25 liter. med., drevet af generatoren til den vigtigste benzinmotor med en kapacitet på 24 liter. fra. fremstillet af det samme firma Wolseley
Girokar Shilovsky med en masse på 2750 kg havde en akselafstand med en længde på 3969 mm. For at opretholde balancen blev der brugt et 600 kg svinghjul med en diameter på 1 m og en tykkelse på 12 cm, som blev centrifugeret af en elmotor med en kapacitet på 1,25 liter. med., drevet af generatoren til den vigtigste benzinmotor med en kapacitet på 24 liter. fra. fremstillet af det samme firma Wolseley

Girokar Shilovsky med en masse på 2750 kg havde en akselafstand med en længde på 3969 mm. For at opretholde balancen blev der brugt et 600 kg svinghjul med en diameter på 1 m og en tykkelse på 12 cm, som blev centrifugeret af en elmotor med en kapacitet på 1,25 liter. med., drevet af generatoren til den vigtigste benzinmotor med en kapacitet på 24 liter. fra. fremstillet af det samme firma Wolseley.

Gyro-toget var ikke designernes eneste projekt. Shilovsky har længe klækket ideen om at bygge en tohjulet bil
Gyro-toget var ikke designernes eneste projekt. Shilovsky har længe klækket ideen om at bygge en tohjulet bil

Gyro-toget var ikke designernes eneste projekt. Shilovsky har længe klækket ideen om at bygge en tohjulet bil.

På trods af det tidligere guvernørskab lykkedes det ikke Peter Shilovsky at finde penge til at opbygge en gyro-mobil i Rusland, og han bygger dem i England hos firmaet Wesley. Han flyttede til England, arbejdede for Sperry Gyroscope Company og forsøgte på enhver mulig måde at overbevise investorerne om løftet om enkeltsporet transport. Snart begyndte det engelske firma Wolseley Tool & Motorcar Company at skabe Shilovsky-miraklet. I sommeren 1914 dukkede en tohjulet bil ud på Londons gader, der overraskede og glædede metropolens indbyggere. Vi vil snakke mere om hans arbejde der senere..

Det vides ikke, hvad Shilovskys bils skæbne ville have været, hvis ikke krigen. Første verdenskrig frøs et innovativt projekt i lang tid. Ikke desto mindre dukkede Shilovskys navn op igen.

Shilovsky vendte tilbage til Rusland og vidste endnu ikke, hvad der lå foran ham. Og revolutionen ventede på ham. Men her er en underlig ting: greven, den rige mand, den tidligere guvernør kom ikke under den nye regerings pres. Tværtimod bemærkede myndighederne først og fremmest hans opfindsomme evner. Den 8. september 1919 lavede han en rapport på et møde i det all-russiske råd for nationaløkonomi med en rapport "Om opførelsen af en gyroskopisk jernbanelinje Kreml - Kuntsevo." Det øverste råd for national økonomi udstedte et dekret om behovet for at bygge en eksperimentel gyroskopisk jernbane med 6 længder og instruerer et medlem af præsidiet Krasin om at oprette en kommission til at forberede dekretet og udstede et forskud til byggeriet. Shilovsky fik tildelt et særskilt designbureau, der gav ingeniørerne underordning - og han kom nidkært til forretning. Shilovsky-vognprojekt:

Tegning fra et gyroskopisk vejprojekt
Tegning fra et gyroskopisk vejprojekt

Tegning fra et gyroskopisk vejprojekt.

Enestående udsigter åbnede sig for ham. Shilovsky modtog en ordre fra den sovjetiske regering om at oprette verdens første gyro-tog. Det lykkedes os at organisere vores eget designbureau og tiltrække sådanne geniale specialister til projektet.

Under forholdene med mangel på skinner under borgerkrigen så den nye transport meget attraktiv ud. Derudover var det en mulighed for at forenkle opførelsen af militærfeltets smalsporede jernbaner.

I løbet af året skabte en gruppe ingeniører (R. N. Wolf, A. M. Godytsky-Tsvirko, V. N. Evreinov, R. A. Luther, A. S. Schwartz m.fl.) under ledelse af Shilovsky et projekt med et enkelt jernbanespor og et gyroskopisk tog … De mest berømte russiske mekaniske videnskabsmænd var involveret i den teoretiske underbyggelse af monorail: I. V. Meshchersky, P. F. Papkovich, N. E. Zhukovsky.

Opførelsen af et enkelt jernbanespor, hævdede Shilovsky, ville være meget billigere end at bygge et konventionelt spor. Især opførelsen af jernbanebroer. For et gyro-tog vil de ligne almindelige bjælker. Desuden kan selv et tæt strakt stålkabel spille rollen som en bro!

Den 15. november 1919 blev protokollen fra mødet i Rådet for militærindustrien om flodmilitært skibsbygning og flykonstruktion udarbejdet

Til stede: formand P. A. Bogdanov; medlemmer: A. F. Tolokontsev, K. N. Orlov, V. S. Mikhailov.

Inviterede]: Kammerat Medvedev - repræsentant for Genmore

VA Crete - den tekniske del af VP Council, SA Egiz - den tekniske del af VP Council.

Hørt: 2. Om gyroskopiske både (teknisk rapport).

Beslutte: under hensyntagen til det presserende behov for at have hurtige, lavtgående skibe på floderne, bevæbnet med langtrækkende artilleri, let transporteret med jernbane, afhængigt af ændringen i den taktiske situation, hvilket igen gør det muligt uden meget tidstab hurtigt at skabe ved en vandlinje nok stærk flotille anser Council of War Industry for, at det er hensigtsmæssigt at tillade Morky at bestille fire eksperimentelle 45-ton tunge både udstyret med en gyroskopisk enhed af P. P. Shilovsky-systemet, med forbehold af opfinderens foreløbige udførelse af følgende.

1. I betragtning af den begrænsede periode, der er tildelt til udførelse af både, er det nødvendigt at forelægge en detaljeret plan for distribution af arbejde fra individuelle fabrikker og samtykke til implementering af værker fra de involverede fabrikker inden for den planlagte tid (nogle både - ved begyndelsen af navigationen 1920, resten - under navigationen 1920) …

2. I betragtning af opfinderens usikkerhed med hensyn til at skaffe de nødvendige motorer er det nødvendigt at have visse garantier for at skaffe motorer fra Morkom eller fra militærafdelingen, og det er nødvendigt at tage højde for den negative holdning fra Glakor om spørgsmålet om installation af russiske Renault-flymotorer på både.

3. Giv Genmore en kopi af professor Zhukovskys konklusion med et forslag om at forpligte Shilovsky til at teste gyroskopet ved at placere det på et pendul.

4. Efter afslutningen af alle forhandlinger foretaget af Genmore med Shilovsky, organiser en særlig kommission til at overvåge gennemførelsen af arbejdet med konstruktion af både bestående af: en repræsentant fra Genmore og en fra Council of War Industry.

5. Med hensyn til finansiering anses det for muligt at afsætte øjeblikkeligt højst 2 millioner rubler til hver af bådene. således at Shilovsky blev præsenteret for et skøn udarbejdet i forhold til de endelige betingelser og forelagt til godkendelse af Rådet for Militærindustrien, skulle den samme finansiering under arbejdsprocessen udføres i en rapporteringsprocedure baseret på en gyldig verifikation af produktionsomkostningerne.

Image
Image

Kørsel langs monorail vil være glattere og mere naturlig. "I naturen, skrev Shilovsky," er normal, korrekt, naturlig bevægelse bevægelse langs en linje, ikke langs et plan. " Hastigheden på gyro-toget skulle være betydelig - 150-200 km / t. Det eksperimentelle tog skulle bestå af to strømlinede biler, hver til halvtreds passagerer.

Skeptikere malede forfærdelige billeder af katastrofen forårsaget af et tog, der faldt, da gyroskopet pludselig stoppede. Shilovsky skrev med forbløffelse: "Selv ingeniører glemmer undertiden, at en overclocked 100-pund top roterer på grund af en akkumuleret energi i cirka syv timer." Det er ikke svært at lave specielle understøtninger til toget på stationerne.

I 1921 begyndte byggeriet på den samme enkeltbanevej, som vi nævnte. Avisen "Petrogradskaya Pravda" rapporterede den 14. august 1921: "Det forberedende arbejde med opførelsen af Petrograd-Gatchina-envejsvejen er afsluttet. Alle de nødvendige projekter og ordninger er udviklet, der er materialer, mad og arbejdskraft. Vejbygningen begynder i de kommende dage. " Gyro-toget blev oprettet som et elektrisk lokomotiv med sin egen produktionsstation, udstyret med to forbrændingsmotorer på hver 250 liter. fra. Det blev antaget, at toget vil bestå af to strømlinede biler - motor og passager til 50 personer (ifølge andre kilder - med en samlet kapacitet på 400 passagerer). Bevægelseshastigheden skulle nå 150 km / t. Derfor blev modeltoget sprængt gennem Polytechnic Institute's vindtunnel.

På fire måneder blev der bygget 12 kilometer monorail-spor (fra Detskoye Selo til Srednyaya Rogatka), og rullende materiel blev beordret til virksomheder i Skt. Petersborg. I maj 1922 blev finansieringen til projektet imidlertid afbrudt.

Model af et gyroskopisk damplokomotiv af P. P. Shilovsky
Model af et gyroskopisk damplokomotiv af P. P. Shilovsky

Model af et gyroskopisk damplokomotiv af P. P. Shilovsky.

Selvfølgelig ser projektet med en jernbane ud til at være interessant, på tidspunktet for tyverne blev dets økonomiske konsekvenser bestukket - mindre støbejern til skinner, mindre træ til sveller, enklere pile … og så videre. Det vil sige, det var muligt at beregne den direkte effekt her, men der var også øjeblikke, der kun var planlagt at blive behandlet. Ingen sikkerheds- eller infrastrukturproblemer blev identificeret på nogen måde.

1. Sikkerhed - Det første og vigtigste spørgsmål er svinghjulets stop. Selv når man tager højde for det høje inerti-øjeblik, stopper det i meget lang tid, uden at være drejet. Og i dette øjeblik skal du gøre noget. Svinghjulet kunne "hoppe" ud af aksen og simpelthen flyve bortset fra metaludmattelse.

2. Infrastruktur - Det er ikke særlig klart, hvordan det var planlagt at danne stationer til toget. Depot præsenterer også spørgsmål

Pyotr Petrovich Shilovsky døde i 1940, to år tidligere udgav han en monografi om gyroskoper. Der er gået mere end 80 år siden da. De gyroskopiske jernbaner, som Shilovsky forudsagde en stor fremtid, er endnu ikke bygget. Imidlertid er hans andre ideer længe blevet realiseret, og de mest forskellige gyro-enheder, som det er kendt, har fundet den bredeste anvendelse på jorden, mennesker, i luften og rummet.

Image
Image

Et par år før Shilovsky blev en monorail med gyroskopisk stabilisering patenteret af Louis Brennan i 1903.

Image
Image

I næsten 80 år af sit liv opfandt Brennan flere interessante enheder, men ikke alle hans planer blev til virkelighed.

Louis Brennan boede længe i Australien, hvor han udviklede en original guidet torpedo. I 1880 kom Brennan til England for at sælge et patent på denne opfindelse til det britiske admiralitet. Ifølge rygter formåede opfinderen på denne kontrakt at tjene et kolossalt beløb - mere end £ 100.000. Disse penge tillod Brennan at afsætte sig til en anden hobby - det gyroskopiske apparat. I 1903 patenterer han et enkelt spor gyroskopisk tog.

Pengene modtaget fra investorer var nok for Louis Brennan til to lokomotiver i fuld størrelse og flere spektakulære demonstrationer.

Image
Image

Et skematisk diagram af en Louis Brennan gyroskopisk stabilisator.

A, A ', B - ben

C - roterende ender af gyroskopakserne

D - hjul bevæger sig langs skinnen

E-skinne

F - køretøj

G - bevægeligt stop

Demonstrationen havde en effekt. Den britiske hær blev interesseret i opfindelsen: Brennan modtog 2.000 pund til videreudvikling (det var planlagt at udstede 10.000 pund, men dette blev modsat af finansafdelingen) og byggede en anden model på 183 cm på dem. Modellen var fuldt operationel og kunne modstå en lys mand: Brennan byggede en lille monorail og rullede min datter på den. Et af de mest berømte fotografier fra den tid var et foto, hvor Brennans datter kører en monorail på et reb, der strækkes en og en halv meter fra jorden mellem træerne. Denne model har overlevet den dag i dag: den kan ses på London Science Museum. Det er sandt, at det opbevares under glas, det blev ikke startet i omkring hundrede år.

Image
Image

Den anden demonstration overbeviste hæren om funktionaliteten af den nye opfindelse. Brennan blev tildelt adskillige tilskud, og i 1909 præsenterede han endelig et lokomotiv i fuld størrelse med et gyroskop. En 12-meter bil med en 20-hesters benzinmotor kunne nå op til 35 km / t.

Den 15. oktober 1909 kørte hun 32 mennesker ad en eksperimentel enkeltbanevej - repræsentanter for hæren, industrien og pressen. Det følgende år havde Brennan bygget en anden bil, som blev vist på en teknisk udstilling i London. Winston Churchill selv (dengang stadig ung) red det.

Image
Image

Alligevel vandt skepsis over fremskridt. Ja, enskinnede veje var halvdelen af udgifterne til konstruktion, ja, gyromaskiner kunne bygges med en hvilken som helst strømlinet form, og deres hastighed var meget højere end damplokomotiver med samme bæreevne. Men ulemperne opvejet. For det første kunne gyromaskinen ikke stå uden motoren: den opretholdte kun balance, når svinghjulet drejede. Det var udstyret med stop, men de var ikke særlig behagelige, og hver drejning af svinghjulet tog meget tid. I princippet er alt dette bagateller, men konservatisme opvejes. Brennan tog andre ting op og leverede et kæmpe bidrag til helikopternes stabiliseringssystemer, han døde i ære i en høj position

Fra 1919 til 1926 designer han en helikopter. Brennans fly var tæt på implementering, men finansieringen til projektet blev afbrudt i 1926. Den tekniske udvikling, som Brennan altid stræbte efter, til sidst og ødelagde ham. I januar 1932 blev Louis Brennan ramt af en bil i Montreux, Schweiz.

Selve Brennan-monorailen blev anerkendt som kompromisløs, men Shilovsky-stabiliseringssystemet viste sig at være mere effektivt, som det fremgår af konstruktionen af Shilovsky i 1912 i England af en tohjulet bil "Girokar", der bevægede sig støt.

Image
Image

Også i Amerika patenterede ingeniør Thomas Summers en hel familie af gyro-lastbiler til kørsel på smalle bjergstier.

Image
Image

Den sidste jernbane med en jernbane var tyskeren August Schörl. Han præsenterede sin opfindelse på samme tid som Brennan og demonstrerede en arbejdsmodel den 10. november 1909 i Berlin. Sandt nok medførte det fem meter lange Sherl-lokomotiv ikke økonomiske tilskud - og opfinderen opgav sikkert denne idé.

Image
Image

I dag er der ingen gyroskopisk transport som sådan. Det er sandsynligt, at vi om et par år vil se de jernbaner med en jernbane, som Brennan, Sherl og Shilovsky drømte om.