De-a lungul istoriei transportului feroviar, apar în mod regulat noi proiecte îndrăznețe care pot duce la o adevărată revoluție în acest domeniu. Cu toate acestea, nu toate aceste propuneri ajung la o utilizare practică. Majoritatea proiectelor îndrăznețe rămân în istorie drept curiozități tehnice promițătoare, dar fără promisiuni. Acestea din urmă includ multe evoluții, inclusiv așa-numitele. transport cu bile electrice proiectat de N. G. Yarmolchuk.
Autorul acestui proiect a fost un tânăr inginer Nikolai Grigorievich Yarmolchuk. După ce a servit în armată și a participat la războiul civil, a obținut un loc de muncă ca instalator pe calea ferată Kursk, unde a lucrat câțiva ani. În timp ce lucra la calea ferată, Yarmolchuk a aflat diferitele caracteristici ale acestui tip de transport și, în timp, a ajuns la concluzia că era necesar să se creeze o nouă clasă de astfel de sisteme. În acele zile, una dintre problemele principale pe care diverși specialiști s-au ocupat a fost creșterea vitezei trenurilor. Yarmolchuk, după ce a studiat căile ferate și materialul rulant existente, a ajuns la concluzia că este imposibil să se aplice soluțiile existente și necesitatea dezvoltării unui transport complet nou.
În scrisorile sale, Yarmolchuk a subliniat că o creștere semnificativă a vitezei este împiedicată de o serie de factori, inclusiv chiar proiectarea căilor ferate și a roților. În timpul mișcării, a remarcat inginerul, setul de roți este ținut pe șine numai de flanșe. În acest caz, perechea se poate mișca de-a lungul axei sale, poate bate împotriva șinei și a altor fenomene neplăcute. Cu o simplă creștere a vitezei de mișcare, bătăile ar fi trebuit să crească, crescând sarcina pe trenul de tren și crescând riscul de distrugere a acestuia. Pentru a elimina aceste fenomene, au fost necesare piste și un șasiu cu un design complet nou.
Tren SHEL cu experiență. Iarna 1932-33 Fotografie Wikimedia Commons
Deja în 1924 N. G. Yarmolchuk a propus o nouă versiune a liniei și a trenului de rulare a trenului, care, în opinia sa, a făcut posibilă creșterea semnificativă a vitezei de mișcare, precum și scăderea problemelor conexe. Potrivit autorului proiectului, în loc de o cale ferată, ar fi trebuit să se folosească un jgheab în formă rotundă. O minge de dimensiuni adecvate ar fi trebuit să se deplaseze de-a lungul unei astfel de tăvi. Când se mișca la viteză mare, roata sferică nu era supusă bătaiei și se putea auto-orienta în funcție de traiectoria mișcării.
În prima versiune a unui proiect promițător, autorul a propus utilizarea de mașini cu un design complet nou. Caroseria mașinii trebuia să aibă o formă sferică și să găzduiască toate unitățile necesare, inclusiv centrala electrică și cabina pasagerilor. Suprafața exterioară a carcasei trebuia să acționeze ca o suprafață de susținere și în contact cu tava. Cu acest design, mașina s-ar putea deplasa de-a lungul jgheabului la viteză mare, menținând o rulare optimă datorită înclinării în timp util la intrarea în viraje. Pentru a economisi spațiu și a obține performanțe maxime posibile, s-a propus echiparea noului transport cu motoare electrice.
Sistemul promițător a fost denumit „Sharoelectrolot transport” sau SHELT pe scurt. Sub această desemnare, proiectul lui Yarmolchuk a rămas în istorie. În plus, unele surse menționează denumirea de „tren cu minge”. Ambele denumiri au fost echivalente și au fost utilizate în paralel.
În următorii câțiva ani, Yarmolchuk a absolvit Universitatea Tehnică de Stat din Moscova și Institutul de Energetică din Moscova, ceea ce i-a permis să dobândească cunoștințele și experiența necesare pentru implementarea proiectului său. În același timp, tânărul inginer a încercat să intereseze persoanele responsabile cu invenția sa. În numeroase scrisori către diferite autorități, el a descris avantajele sistemului său SHELT. În opinia sa, a făcut posibilă creșterea semnificativă a vitezei trenurilor și, prin urmare, reducerea timpului de călătorie. În acest caz, transportul electric cu bile ar putea concura chiar și cu aviația, având în același timp avantajul sub forma unei capacități mai mari de încărcare și pasageri.
Nikolai Grigorievich Yarmolchuk în timpul testelor. Fotografiat din jurnalul de știri
Un alt avantaj al proiectului său N. G. Yarmolchuk a avut în vedere salvarea unor materiale și simplificarea construcției drumurilor. S-a propus realizarea unei tăvi pentru un tren promițător de beton armat, care a făcut posibilă reducerea drastică a consumului de metal. În plus, ar putea fi asamblat din secțiuni de producție din fabrică, reducând astfel timpul necesar pentru asamblarea unei noi căi. Trebuie remarcat faptul că la sfârșitul anilor '20 și începutul anilor '30 nu existau echipamente speciale pentru așezarea șinelor, motiv pentru care majoritatea operațiunilor de așezare a căilor ferate erau efectuate de muncitori manual. Astfel, proiectul SHELT a primit un alt avantaj față de sistemele existente.
Cu toate acestea, până la un anumit moment, propunerile lui Yarmolchuk nu au interesat nimeni. Această reacție a oficialilor s-a datorat mai multor factori. Noul proiect a trebuit testat, iar construcția de noi linii pentru trenurile SHEL promițătoare s-a dovedit a fi prea costisitoare. Din acest motiv, până la sfârșitul anilor '20, proiectul lui Yarmolchuk a rămas doar pe hârtie.
După ce a primit o educație inginerească, inventatorul a continuat să dezvolte proiectul și a făcut modificări semnificative la acesta. Așadar, a decis să abandoneze mașinile sferice și să folosească material rulant cu un aspect mai puțin îndrăzneț și neobișnuit. Acum era planificată utilizarea unei mașini cu un aspect clasic, echipată cu un șasiu original. Căruciorul metalic trebuia să aibă două roți mari amplasate în părțile din față și din spate. Cu un astfel de aspect al mașinii, a fost posibil să se păstreze toate calitățile pozitive inerente sistemului SHELT, precum și să se mărească volumul pentru a se potrivi sarcinii utile.
Trenul promițător trebuia să se deplaseze cu ajutorul a două roți în formă de „sferică” - o sferă cu părți laterale tăiate, în locul căreia se aflau axele și elementele de suspensie. Siroidii au fost propuși să fie din metal și acoperiți cu cauciuc. Un motor electric cu puterea corespunzătoare trebuia să fie amplasat în interiorul corpului unei astfel de roți. Axa roții a fost conectată la structura mașinii, iar cuplul trebuia transmis de la motor la corpul sferic folosind o frecare sau o transmisie a angrenajului. O caracteristică a roților propuse a fost amplasarea centrului lor de greutate sub axa de rotație: motorul a fost suspendat sub ax. Cu acest aranjament, a fost posibil să se mențină o poziție optimă în spațiu atunci când se manevrează.
Demonstrarea stabilității roților. După înclinare, ar trebui să revină la poziția verticală normală. Newsreel kardr
Versiunea modificată a trenului cu bile, conform calculelor autorului, ar putea atinge viteze de aproximativ 300 km / h și ar putea transporta până la 110 pasageri. Astfel, a fost posibil să ajungem de la Moscova la Leningrad în doar câteva ore, iar călătoria de la capitală la Irkutsk ar dura puțin mai mult de o zi, și nu de o săptămână, ca pe trenurile existente. Versiunea actualizată a proiectului a avut un avantaj semnificativ față de trenurile „clasice” în viteză și a depășit avioanele de pasageri în ceea ce privește capacitatea de încărcare.
Activitatea activă la proiectul SHELT, susținută de agențiile guvernamentale, a început în 1929. Acest lucru s-a întâmplat după ce N. G. Yarmolchuk, cu asistența specialiștilor de la Institutul inginerilor de transport din Moscova, a construit un model al unui sistem promițător. Pe tava, care stătea direct pe podeaua laboratorului, o căruță de înfășurare pe „bile” se mișca destul de repede. Modelul trenului a fost arătat reprezentanților Comisariatului Popular al Căilor Ferate, iar această demonstrație le-a făcut o impresie puternică. Drumul era deschis pentru proiect.
La câteva luni după testarea schemei, Comisariatul Popular al Căilor Ferate a creat Biroul de construcție experimentală a transportului cu gloanțe pentru dezvoltarea și implementarea N. G. Yarmolchuk (BOSST). Sarcina acestei organizații a fost de a crea un proiect complet cu construirea ulterioară a unui prototip redus al sistemului SHELT. Apoi, odată cu finalizarea cu succes a acestor lucrări, s-ar putea conta pe construirea unor sisteme de transport cu drepturi depline de un nou tip.
Lucrările de proiectare au continuat până la începutul primăverii anului 1931. Apoi, documentația privind proiectul SHELT a fost demonstrată conducerii de stat și, în curând, Comisariatul Popular al Căilor Ferate a dispus construirea unui prototip de tren promițător. Pentru aceasta, finanțarea a fost alocată în valoare de 1 milion de ruble, precum și o secțiune în apropierea stației Severyanin a căii ferate Yaroslavl (acum teritoriul Moscovei).
89 de specialiști au fost implicați în construcția unei căi experimentale de jgheab și a unui model pe scară largă al trenului. Datorită situației specifice cu alimente pe site-ul furnizat, specialiștii au trebuit să construiască nu numai un prototip al unui nou tip de drum, ci și să rupă o grădină de legume. Diverse legume au fost plantate pe 15 hectare, ceea ce le-a permis specialiștilor să rezolve sarcinile atribuite fără a fi distrase de diferite probleme ale terților. Astfel, zonele alocate au fost utilizate cât mai eficient posibil.
Ansambluri de roți interne: cadru și motor electric suspendat sub acesta. Fotografiat din jurnalul de știri
În primăvara anului 31, Yarmolchuk a primit sprijinul nu numai al Comisariatului Popular al Căilor Ferate, ci și al presei. Ziarele și revistele interne au început să scrie despre noul proiect SHELT și să-l laude, atrăgând atenția asupra avantajelor scontate față de tehnologia existentă. S-a observat că trenurile cu bile electrice de călători vor putea călători de cinci până la șase ori mai repede decât cele „clasice”, iar în cazul trenurilor de marfă, este posibilă chiar și o creștere de douăzeci de ori a vitezei. Capacitatea noilor drumuri ar putea fi de cel puțin două ori mai mare decât cele existente.
Bineînțeles, au fost exprimate și opinii critice. Mulți experți au vorbit despre complexitatea excesivă a proiectului, costul ridicat al implementării sale și alte probleme. Cu toate acestea, persoanele responsabile au decis să continue construcția unui tren SHEL experimental și să testeze în practică propunerea lui Yarmolchuk, dezvăluind toate avantajele și dezavantajele.
În 1931, echipa BOSST a fost angajată în construcția unei piste experimentale de jgheab. Pentru a economisi bani și timp, o versiune mai mică a unui astfel de drum a fost construită din lemn. La o înălțime mică deasupra solului, o pardoseală concavă din scânduri a fost așezată pe un cadru de lemn. De-a lungul cărării erau suporturi în formă de U care susțineau sistemul de transport al energiei electrice. În loc de fire tradiționale pentru transportul electric modern, au fost utilizate conducte. În timpul testelor, au fost utilizate două configurații ale sistemului de alimentare electrică. În prima, una dintre țevi atârna aproape sub transversala suportului, celelalte două - dedesubt. A doua configurație presupunea amplasarea tuturor celor trei conducte la același nivel.
Pista experimentală din lemn avea o lungime de aproximativ 3 km. Lângă el se afla o mică stație electrică, care trebuia să alimenteze conductele cu curentul parametrilor necesari. Conform unor rapoarte, construcția traseului a fost finalizată până la sfârșitul anului 1931 sau la începutul anului 1932. Asamblarea primului prototip de mașină a fost finalizată în curând.
Fixarea roții în corp. Fotografiat din jurnalul de știri
Asamblarea primei mașini SHEL a fost finalizată în aprilie 1932. Era o structură de aproximativ 6 m lungime cu un diametru de 80 cm. Un carenaj conic a fost prevăzut în partea din față a mașinii. Mașina, așa cum sugerează proiectul, a fost echipată cu două roți sferice, în cap și în părțile din spate. Diametrul roților a depășit 1 m. Acestea ieșeau în mod semnificativ din corp și puteau crea un efect giroscopic vizibil care să țină mașina în poziția dorită. Centrala sub formă de două motoare electrice trifazate era amplasată în interiorul roților. Mașinile aveau un volum liber destul de mare, care putea fi utilizat pentru transportul mărfurilor de testare sau chiar a pasagerilor. De asemenea, mașina avea geamuri și uși mici pentru acces la interiorul corpului. Pentru transmiterea energiei electrice, mașina a primit un boghiiu, fixat pe linia de contact și conectat la acoperiș cu o frânghie și cabluri.
Până în toamnă, au fost construite încă patru vagoane, în urma cărora un tren întreg circula deja de-a lungul căii experimentale. Construcția de mașini suplimentare a făcut posibilă nu numai testarea viabilității invenției, ci și elaborarea unor probleme legate de interacțiunea mai multor unități de material rulant pe cale.
Motoarele disponibile au permis trenului experimental să atingă viteze de până la 70 km / h. Designul roților sferice și alte caracteristici ale noului transport au asigurat un comportament stabil, indiferent de viteza de mișcare și de caracteristicile pistei. Trenul cu bile a trecut cu încredere în ture, înclinându-se ușor în direcția corectă, dar fără a arăta vreo dorință de răsturnare. Efectul giroscopic pe care N. G. Yarmolchuk, a condus la rezultatele scontate.
Până în vara anului 1933, o echipă de specialiști BOSST a fost implicată în diferite teste ale unui sistem de transport promițător într-o versiune redusă. În același timp, se desfășura dezvoltarea proiectării trenului, precum și studiul opțiunilor de cale optime. În special, inginerii au fost nevoiți să descopere proiectarea săgeții pentru calea jgheabului. Funcționarea efectivă a SHELT-urilor fără întrerupătoare și alte echipamente speciale de cale nu a fost posibilă, iar crearea lor a fost asociată cu anumite dificultăți.
Primele călătorii de test au fost efectuate de un tren experimentat, fără nicio sarcină. Mai târziu, când fiabilitatea sistemului a fost determinată și confirmată, au început călătoriile cu mărfuri, inclusiv pasageri. Dimensiunile mașinilor permiteau transportul a două persoane, dar acestea trebuiau să fie într-o poziție culcată, pentru care saltelele erau așezate în cabine improvizate. În timpul testelor, D. Lipnitskiy, un jurnalist de la publicația Znanie is Sila, a vizitat locul testului și a fost dus într-un tren experimental SHEL. Ulterior a scris că, în timp ce se pregătea pentru călătorie, se temea de un posibil accident. Trenul se poate roti, zbura de pe tavă etc. Cu toate acestea, prototipul mașinii a pornit ușor și liniștit și a condus de-a lungul pistei fără probleme și chiar fără zgomotul „tradițional” al căilor ferate. Pe secțiunile curbe ale căii, trenul se înclina și păstra echilibrul.
Corpul unui tren cu bilă experimentat fără perete din spate. Roata și suspensia acesteia sunt vizibile. Fotografiat din jurnalul de știri
Testele trenului prototip au început în toamna anului 1932, motiv pentru care specialiștii au întâmpinat unele probleme în timpul testelor. Munca trenului SHEL a fost împiedicată de zăpadă și gheață pe pista de lemn. Înainte de începerea testelor, acestea au trebuit curățate, deoarece trenul de rulare original al trenului nu putea face față unor astfel de nereguli, mai ales în timpul traficului de mare viteză. În etapa de testare, o astfel de problemă a fost considerată un rău inevitabil și a fost suportată, dar ulterior a devenit unul dintre factorii care au afectat soarta întregului proiect.
La finalizarea verificărilor, documentația proiectului și raportul de testare au fost predate unui consiliu special de experți, care trebuia să decidă soarta ulterioară a sistemului SHELT. Un grup de specialiști condus de S. A. Chaplygin a analizat documentația și a ajuns la concluzii pozitive. Potrivit experților, proiectul nu a avut probleme serioase care să interfereze cu utilizarea sa deplină și au recomandat, de asemenea, să înceapă construcția de rute complete pentru transportul electric cu bile.
Până în vara anului 1933 N. G. Yarmolchuk și colegii săi au dezvoltat două versiuni de trenuri SHEL cu drepturi depline în două dimensiuni, așa-numitul. normal și mediu. Trenul „mediu” era destinat testelor finale și putea fi operat și pe șine reale. În această configurație, mașinile erau echipate cu roți sferice cu un diametru de 2 m și puteau transporta până la 82 de locuri pentru pasageri. Viteza de proiectare a unui astfel de transport a atins 180 km / h. Sa presupus că vagoanele de dimensiuni medii ar fi combinate în trenuri de trei și, în această formă, vor transporta pasageri pe liniile suburbane.
Toate planurile timpurii trebuiau să fie puse în aplicare pe deplin într-un transport „normal”. În acest caz, transportul promițător ar fi trebuit să primească roți cu un diametru de 3, 7 m și un corp de dimensiuni adecvate. Viteza de mișcare proiectată a atins 300 km / h, iar în interiorul corpului a fost posibilă amenajarea a cel puțin 100-110 locuri. Având în vedere viteza mare de mișcare, un astfel de tren trebuia să fie echipat nu numai cu frâne mecanice, ci și aerodinamice. Acestea din urmă erau un set de planuri de pe suprafața corpului, extinse de-a lungul fluxului de aer de intrare. Potrivit unor estimări ale BOSST, o cale cu vagoane sau trenuri de dimensiuni normale ar putea avea o capacitate colosală: trenurile promițătoare ar putea transporta populația unui întreg oraș în doar câteva zile. În acest caz, s-a asigurat o superioritate semnificativă față de transportul feroviar existent.
După finalizarea lucrărilor consiliului condus de Chaplygin, la 13 august 1933, Consiliul Comisarilor Poporului a decis asupra soartei ulterioare a proiectului SHELT. Comisariatului popular al căilor ferate a fost însărcinat să construiască prima pistă cu drepturi depline pentru operațiunea de încercare. Noul traseu ar putea apărea pe direcția Moscova-Noginsk sau Moscova-Zvenigorod. După analiza situației existente și a planurilor existente, s-a decis construirea unei autostrăzi către Noginsk. În acel moment, a început construcția unei noi zone industriale la est de Moscova. S-a presupus că, în această direcție, traficul de pasageri ar putea ajunge la 5 milioane de oameni pe an, deci era nevoie de un nou transport cu indicatori corespunzători. La cererea Consiliului comisarilor populari, construcția noului traseu ar fi trebuit finalizată până în toamna anului 1934.
Fotografie din presa internă. Trenul prototip transportă un pasager. Fotografie Termotex.rf
Prima linie completă a canalului trebuia să înceapă în Izmailovo, astfel încât muncitorii să poată ajunge la gară cu tramvaiul sau metroul, apoi să se schimbe în trenul SHEL și să meargă la serviciu. Transportul spațios de mare viteză ar putea schimba semnificativ logistica Moscovei și a regiunii Moscovei, îmbunătățindu-i parametrii principali. În așteptarea unui nou transport cu indicatori unici, presa internă a început din nou să laude proiectul original al N. G. Yarmolchuk.
Cu toate acestea, așteptările presei și ale cetățenilor nu s-au împlinit. La sfârșitul anului 1934, noua gară nu și-a deschis ușile pentru călători, iar trenurile electrice cu bile noi nu i-au dus la muncă. Mai mult, autostrada și gara nici măcar nu au fost construite. Înainte de a începe construcția autostrăzii și a infrastructurii aferente, specialiștii au verificat din nou proiectul promițător și au ajuns la concluzii care au dus la respingerea acestuia.
Viteza de proiectare și capacitatea vagoanelor, precum și alte avantaje ale noului transport păreau atractive, dar în forma propusă avea o mulțime de dezavantaje. În primul rând, a fost complexitatea proiectării atât a trenului SHEL în sine, cât și a traseului pentru acesta. De exemplu, utilizarea unei benzi din beton armat a făcut posibilă reducerea costului metalului, însă a complicat construcția și a necesitat instalarea unor instalații de producție suplimentare. Construcția în serie a trenurilor noi a necesitat, de asemenea, eforturi și costuri corespunzătoare.
Analiza proiectelor propuse ale trenului cu bile electrice a dus, de asemenea, la o concluzie pesimistă. Nivelul tehnologiei care exista la acea vreme nu permitea construirea vehiculului necesar cu caracteristici acceptabile. De exemplu, resursa acoperirii cu cauciuc a roților sferice atunci când circulați pe beton a provocat mari întrebări. În condițiile lipsei de cauciuc, o astfel de nuanță a proiectului ar putea avea consecințe negative grave. În plus, un tren SHEL mare și greu trebuia echipat cu motoare de putere adecvată și alte echipamente speciale, care erau fie absente, fie prea scumpe.
Chiar și cu construcția cu succes a unei căi și a unor trenuri cu bile pentru aceasta, funcționarea sa ar fi asociată cu o serie de probleme grave. De exemplu, în timpul testării unui prototip de tren în timpul iernii, specialiștii BOTTS au trebuit să curățe în mod regulat pista de lemn de zăpadă și gheață. Astfel de contaminanți au interferat cu funcționarea normală a trenului și la viteze mari ar putea duce chiar la o epavă. Probabil, în acest context, experții au reamintit prăbușirea mașinii aeriene a lui Abakovsky în 1921. Apoi, din cauza calității slabe a căii ferate, mașina de mare viteză a zburat de pe șine, ceea ce a dus la moartea mai multor pasageri. Vagonul s-a deplasat cu o viteză de aproximativ 80 km / h, iar proiectul lui Yarmolchuk a presupus viteze de multe ori mai mari și, ca urmare, trenul a fost expus unui risc și mai mare.
Articol din revista Modern Mechanix, februarie 1934. Fotografie de Wikimedia Commons
Pe lângă problemele tehnice, au existat și probleme economice. Proiectul pentru construirea unei autostrăzi cu o lungime de aproximativ 50 km s-a dovedit a fi prea costisitor, iar perspectivele sale au devenit subiect de controversă. Având avantaje față de transportul existent, trenul SHEL nu părea fezabil. Unele economii de timp de călătorie sau capacitatea de a transporta puțin mai mulți pasageri nu ar putea justifica costurile extrem de ridicate.
O combinație de caracteristici și probleme tehnice, tehnologice, operaționale și economice a dus la închiderea proiectului, care cu câteva luni mai devreme a fost considerat nu numai promițător, ci și capabil să schimbe radical aspectul transportului. Construcția primei autostrăzi Moscova-Noginsk a fost redusă la scurt timp după început, nu mai târziu de primele săptămâni ale anului 1934. Din această cauză, angajații întreprinderilor din noua zonă industrială au folosit în viitor doar modurile de transport existente, care, totuși, nu au împiedicat implementarea planurilor de industrializare a regiunii Moscovei.
După ce s-a luat decizia de a renunța la construcția pistei cu bile electrice, presa a încetat să publice articole entuziaste. De-a lungul timpului, proiectul odată promițător a fost uitat. Traseul experimental de lângă stația Severyanin a fost în curând demontat ca inutil. Singurul tren experimental de cinci vagoane a fost probabil abandonat la scurt timp după închiderea proiectului. Nu se poate exclude faptul că de ceva timp a fost stocat într-una dintre organizațiile asociate cu proiectul SHELT, dar nu există informații exacte despre acest lucru. Se știe doar că după 1934, mașinile experimentale nu au fost menționate nicăieri.
Autorul proiectului transportului bil-electric, N. G. Yarmolchuk, în ciuda eșecului, a continuat să lucreze la moduri de transport promițătoare și la componentele lor individuale. Unele dintre evoluțiile sale au fost ulterior utilizate chiar și pe vehicule de producție din diferite clase.
Din câte se știe, Yarmolchuk nu a încetat să lucreze la transportul SHEL, cu toate acestea, toate dezvoltările ulterioare în acest domeniu au fost efectuate de el din proprie inițiativă. Ultimele mențiuni despre acest proiect datează de la începutul anilor șaptezeci. În această perioadă, designerul a încercat din nou să-și ofere dezvoltarea conducerii țării și chiar a încercat să obțină o întâlnire cu A. N. Kosygin. Un public a fost refuzat. N. G. Yarmolchuk a murit în 1978 și după aceea s-au oprit toate lucrările la transportul electric cu bile. Timp de mai mult de patru decenii după decizia de a opri construcția, proiectul a fost dezvoltat prin eforturile unui singur designer. După moartea sa, nimeni nu a vrut să urmeze un proiect care odinioară era considerat o revoluție în transporturi.
