Kroz povijest željezničkog prometa redovito se pojavljuju novi odvažni projekti koji mogu dovesti do prave revolucije na ovom području. Međutim, nemaju svi ti prijedlozi praktičnu uporabu. Većina hrabrih projekata ostaju u povijesti kao obećavajući, ali neperspektivni tehnički zanimljivosti. Potonje uključuju mnoga zbivanja, uključujući tzv. električni transport lopti koji je dizajnirao N. G. Yarmolchuk.
Autor ovog projekta bio je mladi inženjer Nikolaj Grigorievič Yarmolchuk. Nakon odsluženja vojske i sudjelovanja u građanskom ratu zaposlio se kao monter na kurškoj željeznici, gdje je radio nekoliko godina. Radeći na željeznici, Yarmolchuk je naučio razne značajke ove vrste prijevoza i s vremenom je došao do zaključka da je potrebno stvoriti novu klasu takvih sustava. U to je vrijeme jedno od glavnih pitanja s kojima su se bavili razni stručnjaci bilo povećanje brzine vlakova. Yarmolchuk, proučavajući postojeće željeznice i vozna sredstva, došao je do zaključka da je nemoguće primijeniti postojeća rješenja i potrebu za razvojem potpuno novog prijevoza.
U svojim je pismima Yarmolchuk istaknuo da značajan porast brzine ometaju brojni čimbenici, uključujući sam dizajn željezničkih tračnica i kotača. Tijekom kretanja, napomenuo je inženjer, kotači se na tračnicama drže samo prirubnice. U tom se slučaju par može kretati duž svoje osi, udarajući o tračnicu i druge neugodne pojave. Jednostavnim povećanjem brzine kretanja, otkucaji su se trebali povećati, povećavajući opterećenje na podvozju vlaka i povećavajući rizik od njegovog uništenja. Da bi se eliminirali ti fenomeni, bile su potrebne gusjenice i šasija potpuno novog dizajna.
Iskusni vlak SHEL. Zima 1932-33
Već 1924. N. G. Yarmolchuk je predložio novu verziju kolosijeka i pogonske opreme vlaka, što je, prema njegovom mišljenju, omogućilo značajno povećanje brzine kretanja, kao i rješavanje povezanih problema. Prema autoru projekta, umjesto željezničke pruge trebao bi se koristiti žlijeb okruglog oblika. Lopta odgovarajućih dimenzija trebala se kretati duž takvog pladnja. Kada se kretao velikom brzinom, sferni kotač nije bio izložen udarcima, a mogao se i samoorijentirati ovisno o putanji kretanja.
U prvoj verziji perspektivnog 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 pladnjem. Ovim dizajnom automobil se mogao kretati po žljebu velikom brzinom, održavajući optimalno kotrljanje zbog pravovremenog nagiba pri ulasku u zavoje. Kako bi se uštedio prostor i postigle maksimalne moguće performanse, predloženo je opremanje novog transporta električnim motorima.
Obećavajući sustav nazvan je "sharoelectrolytic transport" ili skraćeno SHELT. Pod ovom oznakom Yarmolchukov projekt ostao je u povijesti. Uz to, neki izvori spominju naziv "vlak s loptama". Obje oznake bile su ekvivalentne i upotrebljavale su se paralelno.
Tijekom sljedećih nekoliko godina Yarmolchuk je diplomirao na Moskovskom državnom tehničkom sveučilištu i Moskovskom institutu za elektroenergetiku, što mu je omogućilo da stekne znanje i iskustvo potrebno za provedbu svog projekta. Istodobno je mladi inženjer svojim izumom pokušao zainteresirati odgovorne osobe. U brojnim pismima raznim vlastima opisao je prednosti svog sustava SHELT. Prema njegovu mišljenju, to je omogućilo značajno povećanje brzine vlakova i time smanjenje vremena putovanja. U ovom slučaju, loptasti električni prijevoz mogao bi se natjecati čak i sa zrakoplovstvom, dok je u prednosti u obliku većeg teretnog i putničkog kapaciteta.
Promotivni video:
Nikolay Grigorievich Yarmolchuk tijekom ispitivanja. Snimka iz vijesti.
Još jedna prednost njegovog projekta N. G. Yarmolchuk je razmišljao o uštedi nekih materijala i pojednostavljenju izgradnje cesta. Predloženo je napraviti pladanj za perspektivni vlak od armiranog betona, što je omogućilo drastično smanjenje potrošnje metala. Uz to, mogao bi se sastaviti iz tvorničkih proizvodnih sekcija, čime bi se smanjilo vrijeme potrebno za sastavljanje nove staze. Treba napomenuti da krajem dvadesetih i početkom tridesetih godina nije postojala posebna oprema za polaganje tračnica, zbog čega su većinu operacija prilikom postavljanja pruga radnici obavljali ručno. Tako je projekt SHELT dobio još jednu prednost u odnosu na postojeće sustave.
Ipak, do određenog vremena Yarmolchukovi prijedlozi nikoga nisu zanimali. Ovakva reakcija dužnosnika bila je posljedica nekoliko čimbenika. Novi projekt trebalo je testirati, a izgradnja novih linija za perspektivne vlakove SHEL pokazala se preskupom. Iz tog razloga, do kraja dvadesetih godina, Yarmolchukov projekt ostao je samo na papiru.
Dobivši inženjersko obrazovanje, izumitelj je nastavio razvijati projekt i na njemu napravio značajne promjene. Stoga je odlučio napustiti sferne automobile i upotrijebiti vozna sredstva manje odvažnog i neobičnog izgleda. Sada se planiralo koristiti automobil klasičnog izgleda, opremljen originalnom šasijom. Metalna kočija trebala je imati dva velika kotača smještena u prednjem i stražnjem dijelu. Ovim rasporedom automobila bilo je moguće sačuvati sve pozitivne osobine svojstvene SHELT sustavu, kao i povećati volumen za smještaj korisnog tereta.
Perspektivni vlak trebao se kretati uz pomoć dva kotača u obliku "sferne" - kugle s odsječenim bočnim dijelovima, na čijem su se mjestu nalazili osovina i elementi ovjesa. Šaroidi su predloženi da budu izrađeni od metala i prekriveni gumom. Električni motor odgovarajuće snage trebao je biti smješten unutar tijela takvog kotača. Osovina kotača bila je povezana s konstrukcijom automobila, a obrtni moment trebao se prenositi s motora na sferno tijelo pomoću trenja ili prijenosnika zupčanika. Karakteristična značajka predloženih kotača bilo je postavljanje njihova težišta ispod osi rotacije: motor je bio ovješen ispod osi. Ovim je rasporedom bilo moguće zadržati optimalan položaj u svemiru prilikom manevriranja.
Prikaz stabilnosti kotača. Nakon naginjanja trebao bi se vratiti u normalan uspravan položaj. Kardr iz novina.
Izmijenjena verzija loptastog vlaka, prema izračunima autora, mogla je postizati brzinu od oko 300 km / h i prevesti do 110 putnika. Tako je iz Moskve do Lenjingrada bilo moguće doći za samo nekoliko sati, a put od glavnog grada do Irkutska trajao bi nešto više od jednog dana, a ne tjedan dana, kao u postojećim vlakovima. Ažurirana verzija projekta imala je značajnu prednost u odnosu na "klasične" vlakove brzinom i nadmašila je putničko zrakoplovstvo po nosivosti.
Aktivni rad na projektu SHELT, podržan od vladinih agencija, započeo je 1929. To se dogodilo nakon što je N. G. Yarmolchuk je, uz pomoć stručnjaka Moskovskog instituta inženjera prometa, izgradio model perspektivnog sustava. Na pladnju, koji je stajao točno na podu laboratorija, privijena kočija na "kuglicama" kretala se prilično brzo. Model vlaka prikazan je predstavnicima Narodnog komesarijata za željeznice, a ova demonstracija na njih je ostavila snažan dojam. Put je bio otvoren za projekt.
Nekoliko mjeseci nakon ispitivanja izgleda, Narodni komesarijat za željeznice stvorio je Zavod za eksperimentalnu gradnju prijevoza metaka kako bi razvio i primijenio izum N. G. Yarmolchuk (BOSST). Zadatak ove organizacije bio je stvoriti punopravni projekt s naknadnom izgradnjom smanjenog prototipa sustava SHELT. Tada bi se uspješnim završetkom ovih radova moglo računati na izgradnju punopravnih transportnih sustava novog tipa.
Rad na dizajnu nastavljen je do ranog proljeća 1931. Tada je državnom vrhu demonstrirana dokumentacija o projektu SHELT, a ubrzo je Narodni komesarijat za željeznice naredio izgradnju prototipa perspektivnog vlaka. Za to je dodijeljeno financiranje u iznosu od milijun rubalja, kao i dio u blizini stanice Severyanin željezničke pruge Yaroslavl (danas teritorij Moskve).
89 stručnjaka bilo je uključeno u izgradnju eksperimentalne staze za padobran i veliki model vlaka. S obzirom na specifičnu situaciju s hranom na predviđenom mjestu, stručnjaci su morali sagraditi ne samo prototip nove vrste ceste, već i razbiti povrtnjak. Na 15 hektara posađeno je razno povrće, što je omogućilo stručnjacima da riješe zadane zadatke, a da ih ne omete razni problemi trećih strana. Tako su dodijeljena područja korištena što je učinkovitije moguće.
Unutarnji sklopovi kotača: okvir i elektromotor ovješen ispod njega. Snimka iz vijesti.
U proljeće 31. Yarmolchuk je dobio potporu ne samo od Narodnog komesarijata za željeznice, već i od tiska. Domaće novine i časopisi počeli su pisati o novom projektu SHELT i hvaliti ga, upozoravajući na očekivane prednosti u odnosu na postojeću tehnologiju. Primijećeno je da će putnički električni vlakovi s kuglicama moći putovati pet do šest puta brže od "klasičnih", a u slučaju teretnih vlakova moguće je čak dvadeset puta veće povećanje brzine. Kapacitet novih cesta mogao bi biti najmanje dvostruko veći od postojećih.
Naravno, izrečena su i kritička mišljenja. Mnogi su stručnjaci govorili o pretjeranoj složenosti projekta, visokoj cijeni njegove provedbe i nekim drugim problemima. Ipak, odgovorne su osobe odlučile nastaviti gradnju eksperimentalnog SHEL vlaka i testirati Yarmolchukov prijedlog u praksi, otkrivajući sve postojeće prednosti i nedostatke.
Tijekom 1931. godine tim BOSST-a bio je angažiran na izgradnji eksperimentalne staze za padobran. Radi uštede novca i vremena manja verzija takve ceste izgrađena je od drveta. Na maloj visini iznad tla na drveni okvir postavljen je udubljeni pod od dasaka. Uzduž staze nalazili su se nosači u obliku slova U koji su podupirali sustav za prijenos električne energije. Umjesto žica tradicionalnih za suvremeni električni transport, korištene su cijevi. Tijekom ispitivanja korištene su dvije konfiguracije sustava za opskrbu električnom energijom. U prvoj je jedna od cijevi visjela gotovo ispod same prečke nosača, druge dvije - ispod. Druga je konfiguracija uključivala položaj sve tri cijevi na istoj razini.
Pokusna drvena staza bila je duga oko 3 km. Uz nju je bila smještena mala električna trafostanica koja je trebala opskrbljivati cijevi strujom potrebnih parametara. Prema nekim izvješćima, izgradnja rute završena je krajem 1931. ili početkom 1932. godine. Ubrzo je završena montaža prvog prototipa automobila.
Nosači kotača u karoseriji. Snimka iz vijesti.
Montaža prvog automobila SHEL dovršena je u travnju 1932. godine. Bila je to konstrukcija duga oko 6 m, promjera 80 cm. U prednjem dijelu automobila bio je predviđen konusni pokrov. Automobil je, kako se podrazumijeva projekt, bio opremljen s dva sferna kotača, u dijelu glave i repa. Promjer kotača premašio je 1 m. Značajno su virili iz karoserije i mogli bi stvoriti primjetan žiroskopski efekt koji je automobil držao u željenom položaju. Elektrana u obliku dva trofazna elektromotora nalazila se unutar kotača. Automobili su imali prilično veliku slobodnu količinu koja se mogla koristiti za prijevoz testnog tereta ili čak putnika. Automobil je također imao prozore i mala vrata za pristup unutrašnjosti trupa. Za prijenos električne energije automobil je dobio kolica,učvršćen na kontaktnoj liniji i spojen na krov kabelom i kablovima.
Do jeseni su izgrađena još četiri automobila, uslijed čega je čitav vlak već vozio pokusnom stazom. Konstrukcija dodatnih automobila omogućila je ne samo ispitivanje same održivosti izuma, već i rješavanje nekih pitanja povezanih s interakcijom nekoliko jedinica voznog parka na pruzi.
Dostupni motori omogućili su eksperimentalnom vlaku da postigne brzinu do 70 km / h. Dizajn sfernih kotača i druge značajke novog transporta osiguravale su stabilno ponašanje bez obzira na brzinu kretanja i karakteristike staze. Vlak s loptom samouvjereno je prolazio zavoje, lagano se naginjući u pravom smjeru, ali ne pokazujući nikakvu želju za prevrtanjem. Žiroskopski učinak, koji N. G. Yarmolchuk, dovela je do očekivanih rezultata.
Do ljeta 1933. godine tim stručnjaka tvrtke BOSST bio je angažiran na raznim ispitivanjima perspektivnog transportnog sustava u smanjenoj verziji. Istodobno se odvijao razvoj dizajna vlakova, kao i proučavanje optimalnih opcija pruge. Konkretno, inženjeri su se morali zagonetiti oko dizajna strelice za put žlijeba. Stvarni rad SHELT-ova bez skretnica i druge posebne opreme za kolosijeke nije bio moguć, a njihovo stvaranje bilo je povezano s određenim poteškoćama.
Prva probna putovanja izveo je iskusni vlak bez ikakvog tereta. Kasnije, kada je utvrđena i potvrđena pouzdanost sustava, započela su putovanja s teretom, uključujući putnike. Dimenzije automobila omogućavale su prijevoz dviju osoba, ali morale su biti u ležećem položaju, za što su madraci bili smješteni u improviziranim kabinama. Tijekom ispitivanja, D. Lipnitskiy, novinar publikacije Znanie is Sila, posjetio je mjesto testiranja i odveden u eksperimentalni vlak SHEL. Kasnije je napisao da se pripremajući se za put bojao moguće nesreće. Vlak se mogao prevrnuti, odletjeti s pladnja itd. Ipak, prototip automobila nježno je i tiho krenuo i vozio se prugom bez ikakvih problema, pa čak i bez "tradicionalnog" zveckanja željezničkih kotača. Na zakrivljenim dionicama pruge vlak se naginjao i održavao ravnotežu.
Tijelo iskusnog loptastog vlaka bez stražnjeg zida. Vidljivi su kotač i njegov ovjes. Snimka iz vijesti.
Ispitivanja prototipa vlaka započela su u jesen 1932. godine, zbog čega su stručnjaci naišli na neke probleme tijekom probnih vožnja. Rad vlaka SHEL ometao je snijeg i led na drvenoj pruzi. Prije početka probnih vožnji, morali su se očistiti, jer se originalni podvoz vlaka nije mogao nositi s takvim nepravilnostima, posebno tijekom brze vožnje. U fazi testiranja takav se problem smatrao neizbježnim zlom i podnosio ga, ali kasnije je postao jedan od čimbenika koji je utjecao na sudbinu cijelog projekta.
Na kraju provjera projektna dokumentacija i izvještaj o ispitivanju predani su posebnom stručnom vijeću koje je trebalo odlučiti o daljnjoj sudbini sustava SHELT. Skupina stručnjaka na čelu sa S. A. Chaplygin je pregledao dokumentaciju i donio pozitivne zaključke. Prema riječima stručnjaka, projekt nije imao ozbiljnih problema koji bi mogli ometati njegovu punopravnu uporabu, a također su preporučili započinjanje izgradnje punopravnih ruta za loptasti električni transport.
Do ljeta 1933. N. G. Yarmolchuk i njegovi kolege razvili su dvije verzije punopravnih vlakova SHEL u dvije dimenzije, tzv. normalno i prosječno. "Prosječni" vlak bio je namijenjen završnim ispitima, a mogao se voziti i na pravim tračnicama. U ovoj su konfiguraciji automobili bili opremljeni sfernim kotačima promjera 2 m i mogli su nositi do 82 putnička sjedala. Projektna brzina takvog transporta dosegla je 180 km / h. Pretpostavljalo se da će se automobili srednje veličine kombinirati u vlakove od po troje i u tom obliku prevoziti putnike na prigradskim linijama.
Svi rani planovi trebali su se u potpunosti provesti u "normalnom" vagonu. U ovom slučaju, perspektivni transport trebao je dobiti kotače promjera 3,7 m i tijelo odgovarajućih dimenzija. Projektna brzina dosegnula je 300 km / h, a unutar trupa bilo je moguće smjestiti najmanje 100-110 sjedala. S obzirom na velike brzine kretanja, takav je vlak morao biti opremljen ne samo mehaničkim, već i aerodinamičnim kočnicama. Potonji su bili skup aviona na površini tijela, produženi preko dolaznog protoka zraka. Prema nekim proračunima tvrtke BOSST, pruga s vagonima ili vlakovima normalne veličine mogla bi imati kolosalnu nosivost: perspektivni vlakovi mogli bi prevesti stanovništvo cijelog grada u samo nekoliko dana. U ovom je slučaju osigurana značajna superiornost nad postojećim željezničkim prijevozom.
Nakon završetka rada vijeća na čelu s Chaplyginom, 13. kolovoza 1933. Vijeće narodnih povjerenika odlučilo je o daljnjoj sudbini projekta SHELT. Narodnom komesarijatu za željeznice naloženo je da izgradi prvu punopravnu stazu za probne radove. Nova ruta mogla bi se pojaviti u smjeru Moskva-Noginsk ili Moskva-Zvenigorod. Nakon analize postojeće situacije i postojećih planova, odlučeno je izgraditi autocestu do Noginska. U to je vrijeme započela gradnja 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 povjerenika, izgradnja nove trase trebala je biti završena do jeseni 1934. godine.
Fotografija iz domaćeg tiska. Prototip vlaka prevozi putnika.
Prva punopravna trac staza trebala je započeti u Izmailovu, kako bi radnici mogli doći do stanice tramvajem ili metroom, a zatim se presjesti na vlak SHEL i otići na posao. Brzi prostrani prijevoz mogao bi značajno promijeniti logistiku Moskve i Moskovske regije, poboljšavajući njene glavne parametre. U iščekivanju novog prijevoza s jedinstvenim pokazateljima, domaći je tisak ponovno počeo hvaliti izvorni projekt N. G. Yarmolchuk.
Međutim, očekivanja tiska i građana nisu ispunjena. Krajem 1934. nova stanica nije otvorila vrata putnicima, a novi električni kuglični vlakovi nisu ih odveli na posao. Štoviše, autocesta i kolodvor nisu ni izgrađeni. Prije početka izgradnje autoceste i povezane infrastrukture, stručnjaci su ponovno provjerili perspektivni projekt i došli do zaključaka koji su doveli do njegovog odbijanja.
Dizajn brzine i kapaciteta vagona, kao i druge prednosti novog prijevoza izgledali su atraktivno, ali u predloženom obliku imao je puno nedostataka. Prije svega, bila je to složenost konstrukcije samog vlaka SHEL i rute za njega. Na primjer, upotreba armirano-betonskog pladnja-staze 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 kuglastog vlaka također je dovela do pesimističnog zaključka. Razina tehnologije koja je tada postojala nije dopuštala izgradnju potrebnog vozila s prihvatljivim karakteristikama. Na primjer, resurs gumene obloge sfernih kotača tijekom vožnje na betonu izazvao je velika pitanja. S obzirom na nedostatak gume, takva nijansa projekta mogla bi imati ozbiljne negativne posljedice. Osim toga, veliki i teški vlak SHEL morao je biti opremljen motorima odgovarajuće snage i drugom posebnom opremom, koja je ili nedostajala ili je bila preskupa.
Čak i uz uspješnu izgradnju korita i vlakova s kuglicama za njega, njegov bi rad bio povezan s nizom ozbiljnih problema. Primjerice, tijekom testiranja prototipa vlaka zimi, stručnjaci za BOTTS morali su redovito čistiti drvenu prugu od snijega i leda. Takve onečišćenja ometale su normalan tijek vlaka, a pri velikim brzinama mogle bi dovesti i do sudara. Vjerojatno su se u tom kontekstu stručnjaci prisjetili pada zračnog automobila Abakovskog 1921. godine. Tada je, zbog loše kvalitete željezničke pruge, brzi automobil izletio iz tračnica, što je dovelo do smrti nekoliko putnika. Zračni se automobil kretao brzinom od oko 80 km / h, a Yarmolchukov projekt pretpostavljao je višestruko veće brzine i kao rezultat toga vlak je bio izložen još većem riziku.
Članak iz časopisa Modern Mechanix, veljača 1934
Osim tehničkih problema, bilo je i ekonomskih. Pokazalo se da je projekt izgradnje jedne autoceste, dugačke oko 50 km, preskup, a njegovi izgledi postali su predmet kontroverzi. Imajući prednosti nad postojećim prijevozom, vlak SHEL nije se činio izvedivim. Neke uštede u vremenu putovanja ili mogućnost prevoza nešto više putnika ne mogu opravdati izuzetno visoke troškove.
Kombinacija tehničkih, tehnoloških, operativnih i ekonomskih značajki i problema dovela je do zatvaranja projekta, koji se nekoliko mjeseci ranije smatrao ne samo perspektivnim, već i sposobnim za radikalnu promjenu izgleda prijevoza. Izgradnja prve autoceste Moskva-Noginsk zaustavljena je nedugo nakon početka, najkasnije u prvim tjednima 1934. godine. 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 da se odustane od izgradnje električne staze s kuglicama, tisak je prestao objavljivati oduševljene članke. Vremenom je nekoć perspektivni projekt zaboravljen. Eksperimentalni kolosijek u blizini stanice Severjanin uskoro je demontiran kao nepotreban. Jedini eksperimentalni vlak od pet automobila vjerojatno je otpisan ubrzo nakon zatvaranja projekta. Ne može se isključiti da je neko vrijeme bio pohranjen u nekoj od organizacija povezanih s projektom SHELT, ali o tome nema točnih podataka. Samo je poznato da se nakon 1934. eksperimentalni automobili nigdje nisu spominjali.
Autor projekta električnog prijevoza kuglica, N. G. Yarmolchuk je, unatoč neuspjehu, nastavio raditi na obećavajućim načinima prijevoza i njihovim pojedinačnim komponentama. Neki od njegovih događaja kasnije su čak korišteni na serijskim vozilima različitih klasa.
Koliko nam je poznato, Yarmolchuk nije prestao raditi na SHEL transportu, ali je sva daljnja zbivanja na ovom području provodio on samoinicijativno. Posljednji spomen ovog projekta datira iz ranih sedamdesetih. U tom je razdoblju dizajner ponovno pokušao ponuditi svoj razvoj vodstvu zemlje, pa čak i pokušao dogovoriti sastanak s A. N. Kosygin. Publika je odbijena. N. G. Yarmolchuk je umro 1978., a nakon toga su prestali svi radovi na loptastom električnom transportu. Više od četiri desetljeća nakon odluke o prestanku gradnje, projekt je razvijen naporima samo jednog dizajnera. Nakon njegove smrti, nitko nije želio nastaviti projekt koji se nekoć smatrao revolucijom u prometu.
