Skozi zgodovino železniškega prometa se redno pojavljajo novi drzni projekti, ki lahko privedejo do prave revolucije na tem področju. Kljub temu pa vsi takšni predlogi nimajo praktične uporabe. Večina drznih projektov je v zgodovini ostala kot obetavna, a neperspektivna tehnična zanimivost. Slednji vključujejo veliko razvoja, med drugim tudi t.i. transport električnih kroglic, ki ga je zasnoval N. G. Yarmolchuk.
Avtor tega projekta je bil mladi inženir Nikolaj Grigorievič Yarmolchuk. Po odsluženi vojski in sodelovanju v državljanski vojni se je zaposlil kot monter na Kurski železnici, kjer je delal več let. Med delom na železnici se je Yarmolchuk naučil različnih značilnosti te vrste prevoza in sčasoma prišel do zaključka, da je treba ustvariti nov razred tovrstnih sistemov. V tistem času je bilo eno glavnih vprašanj, s katerimi so se ukvarjali različni strokovnjaki, povečanje hitrosti vlakov. Yarmolchuk je po preučitvi obstoječih železnic in voznega parka prišel do zaključka, da je nemogoče uporabiti obstoječe rešitve in da je treba razviti popolnoma nov promet.
Yarmolchuk je v svojih pismih poudaril, da znatno povečanje hitrosti ovirajo številni dejavniki, med drugim tudi sama zasnova železniških tirov in koles. Inženir je med gibanjem kolesno dvojico držal na tirnicah le s prirobnicami. V tem primeru se lahko par premika vzdolž svoje osi, bije ob tirnico in druge neprijetne pojave. S preprostim povečanjem hitrosti gibanja bi se morali utripi povečati, povečati obremenitev podvozja vlaka in povečati tveganje njegovega uničenja. Za odpravo teh pojavov so bile potrebne gosenice in šasija popolnoma nove zasnove.
Izkušen vlak SHEL. Zima 1932-33 Fotografija Wikimedia Commons
Že leta 1924 je N. G. Yarmolchuk je predlagal novo različico tira in vozne opreme vlaka, ki je po njegovem mnenju omogočila znatno povečanje hitrosti gibanja in se znebila povezanih težav. Po mnenju avtorja projekta bi morali namesto železniške proge uporabiti žleb okrogle oblike. Po takem pladnju bi se morala premikati krogla ustreznih dimenzij. Pri gibanju z veliko hitrostjo sferično kolo ni bilo izpostavljeno udarcem in se je lahko tudi samo orientiralo, odvisno od poti gibanja.
V prvi različici obetavnega projekta je avtor predlagal uporabo avtomobilov popolnoma nove zasnove. Karoserija avtomobila naj bi imela sferično obliko in bi vsebovala vse potrebne enote, vključno z elektrarno in potniško kabino. Zunanja površina ohišja naj bi delovala kot podporna površina in bila v stiku s pladnjem. S to zasnovo bi se lahko avto premikal vzdolž žleba z veliko hitrostjo, pri čemer bi ohranil optimalen kot zaradi pravočasnega nagiba pri vstopu v zavoje. Da bi prihranili prostor in dosegli največjo možno zmogljivost, je bilo predlagano, da se novi transport opremi z elektromotorji.
Obetavni sistem se je imenoval "Sharoelectrolot transport" ali skrajšano SHELT. Pod tem imenom je Yarmolchukov projekt ostal v zgodovini. Poleg tega nekateri viri omenjajo ime "žogica". Obe oznaki sta bili enakovredni in sta se uporabljali vzporedno.
V naslednjih nekaj letih je Yarmolchuk diplomiral na Moskovski državni tehnični univerzi in Moskovskem inštitutu za energetiko, kar mu je omogočilo pridobivanje znanja in izkušenj, potrebnih za izvedbo njegovega projekta. Hkrati je mladi inženir s svojim izumom skušal zanimati odgovorne osebe. V številnih pismih različnim organom je opisal prednosti svojega sistema SHELT. Po njegovem mnenju je omogočilo znatno povečanje hitrosti vlakov in s tem skrajšanje časa potovanja. V tem primeru bi električni transport z žogo lahko konkuriral celo letalstvu, hkrati pa bi imel prednost v obliki večje tovorne in potniške zmogljivosti.
Nikolaj Grigorievič Yarmolchuk med testi. Posneto iz časopisa
Druga prednost njegovega projekta N. G. Yarmolchuk je razmišljal o prihranku nekaterih materialov in poenostavitvi gradnje cest. Predlagano je bilo izdelati pladenj za obetaven vlak iz armiranega betona, kar je omogočilo drastično zmanjšanje porabe kovin. Poleg tega bi ga lahko sestavili iz tovarniških proizvodnih odsekov, s čimer bi skrajšali čas, potreben za sestavljanje novega tira. Treba je opozoriti, da v poznih dvajsetih in zgodnjih tridesetih letih ni bilo posebne opreme za polaganje tirnic, zato so večino operacij pri polaganju železnic delavci izvajali ročno. Tako je projekt SHELT dobil še eno prednost pred obstoječimi sistemi.
Kljub temu do določenega časa Yarmolčukovi predlogi nikogar niso zanimali. Ta odziv uradnikov je bil posledica več dejavnikov. Novi projekt je bilo treba preizkusiti, gradnja novih prog za obetavne vlake SHEL pa se je izkazala za predrago. Iz tega razloga je projekt Yarmolchuk do konca dvajsetih let ostal le na papirju.
Po pridobljeni inženirski izobrazbi je izumitelj še naprej razvijal projekt in ga bistveno spremenil. Zato se je odločil opustiti sferične avtomobile in uporabiti vozni park manj drznega in nenavadnega videza. Zdaj je bilo načrtovano uporabo avtomobila klasične postavitve, opremljenega z originalnim podvozjem. Kovinski voziček naj bi imel v sprednjem in zadnjem delu dve veliki kolesi. S takšno postavitvijo avtomobila je bilo mogoče ohraniti vse pozitivne lastnosti, ki so značilne za sistem SHELT, pa tudi povečati prostornino za prilagoditev tovora.
Obetavni vlak naj bi se premikal s pomočjo dveh koles v obliki "sferične" - krogle z odrezanimi stranskimi deli, na mestu katere sta se nahajala os in elementi vzmetenja. Predlagano je bilo, da so šaroidi izdelani iz kovine in pokriti z gumo. V notranjosti ohišja takega kolesa naj bi bil elektromotor ustrezne moči. Os kolesa je bila povezana s konstrukcijo avtomobila, navor pa naj bi se s pomočjo trenja ali zobniškega prenosa prenašal z motorja na sferično telo. Značilnost predlaganih koles je bila postavitev njihovega težišča pod os vrtenja: motor je bil obešen pod osjo. S to ureditvijo je bilo mogoče pri manevriranju ohraniti optimalen položaj v prostoru.
Dokaz stabilnosti koles. Po nagibu naj se vrne v svoj normalni pokončni položaj. Novinar Kardr
Spremenjena različica krogličnega vlaka bi po izračunu avtorja lahko dosegla hitrost okoli 300 km / h in prevažala do 110 potnikov. Tako je bilo mogoče iz Moskve v Leningrad priti v le nekaj urah, pot od prestolnice do Irkutska pa bi trajala nekaj več kot en dan in ne teden, kot na obstoječih vlakih. Posodobljena različica projekta je imela znatno prednost pred "klasičnimi" vlaki po hitrosti in je po nosilnosti presegla potniška letala.
Aktivno delo na projektu SHELT, ki ga podpirajo vladne agencije, se je začelo leta 1929. To se je zgodilo po tem, ko je N. G. Yarmolchuk je ob pomoči strokovnjakov z moskovskega inštituta prometnih inženirjev zgradil model obetavnega sistema. Na pladnju, ki je stal neposredno na tleh laboratorija, se je precej hitro premikal navijalni voziček na "kroglicah". Model vlaka so pokazali predstavnikom Ljudskega komisariata za železnice in ta demonstracija je nanje naredila močan vtis. Pot do projekta je bila odprta.
Nekaj mesecev po preizkusu postavitve je Ljudski komisariat za železnice ustanovil Urad za eksperimentalno gradnjo krogelnega transporta za razvoj in izvajanje N. G. Yarmolchuk (BOSST). Naloga te organizacije je bila ustvariti celovit projekt z nadaljnjo izgradnjo zmanjšanega prototipa sistema SHELT. Potem bi lahko z uspešnim zaključkom teh del računali na izgradnjo celovitih transportnih sistemov novega tipa.
Oblikovalska dela so se nadaljevala do zgodnje pomladi 1931. Potem je bila dokumentacija o projektu SHELT predstavljena državnemu vodstvu in kmalu je Ljudski komisariat za železnice odredil gradnjo prototipa obetavnega vlaka. Za to so bila dodeljena sredstva v višini 1 milijona rubljev in odsek v bližini postaje Severyanin na železnici Yaroslavl (zdaj ozemlje Moskve).
Pri gradnji poskusnega tira in obsežne makete vlaka je bilo vključenih 89 strokovnjakov. Zaradi posebne situacije s hrano na predvidenem mestu so morali strokovnjaki zgraditi ne le prototip nove vrste ceste, ampak tudi zlomiti zelenjavni vrt. Na 15 hektarjih je bila zasajena različna zelenjava, kar je strokovnjakom omogočilo reševanje dodeljenih nalog, ne da bi jih motili različni problemi tretjih oseb. Tako so bila dodeljena območja uporabljena čim bolj učinkovito.
Notranji sklopi koles: okvir in pod njim obešen elektromotor. Posneto iz časopisa
Spomladi 31. je Yarmolchuk dobil podporo ne le Ljudskega komisariata za železnice, ampak tudi tisk. Domači časopisi in revije so začeli pisati o novem projektu SHELT in ga hvaliti ter opozarjati na pričakovane prednosti pred obstoječo tehnologijo. Ugotovljeno je bilo, da bodo potniški električni kroglični vlaki lahko vozili pet do šestkrat hitreje kot »klasični«, v primeru tovornih vlakov pa je možno celo dvajsetkratno povečanje hitrosti. Zmogljivost novih cest bi lahko bila vsaj dvakrat večja od obstoječih.
Seveda so bila izražena tudi kritična mnenja. Mnogi strokovnjaki so govorili o pretirani zapletenosti projekta, visokih stroških njegove izvedbe in nekaterih drugih težavah. Kljub temu so se odgovorne osebe odločile, da bodo nadaljevale z gradnjo poskusnega vlaka SHEL in v praksi preizkusile Yarmolčukov predlog ter razkrile vse prednosti in slabosti.
Med letom 1931 se je ekipa BOSST ukvarjala z gradnjo poskusne žlebove. Zaradi prihranka denarja in časa je bila manjša različica takšne ceste zgrajena iz lesa. Na nizki višini nad tlemi je bila na leseni okvir postavljena vbočena tla iz desk. Ob poti so bili nosilci v obliki črke U, ki so podpirali prenosni sistem električne energije. Namesto žic, ki so tradicionalne za sodobni električni promet, so bile uporabljene cevi. Med preskusi sta bili uporabljeni dve konfiguraciji sistema za oskrbo z električno energijo. V prvem je ena od cevi visela skoraj pod samo prečko nosilca, drugi dve - spodaj. Druga konfiguracija je pomenila lego vseh treh cevi na isti ravni.
Poskusna lesena proga je bila dolga približno 3 km. Zraven je bila majhna električna postaja, ki naj bi cevi oskrbovala s tokom zahtevanih parametrov. Po nekaterih poročilih je bila gradnja trase končana do konca leta 1931 ali v začetku leta 1932. Sestava prvega prototipnega avtomobila je bila kmalu zaključena.
Pritrditev kolesa v karoseriji. Posneto iz časopisa
Sestavljanje prvega avtomobila SHEL je bilo zaključeno aprila 1932. Šlo je za konstrukcijo, dolgo približno 6 m s premerom 80 cm. Avto je bil, kot je predvideno s projektom, opremljen z dvema sferičnima kolesoma, v glavi in repu. Premer koles je presegel 1 m. Znatno so štrleli iz karoserije in bi lahko ustvarili opazen žiroskopski učinek, ki je avto zadrževal v želenem položaju. Elektrarna v obliki dveh trifaznih elektromotorjev je bila nameščena znotraj koles. Avtomobili so imeli precej veliko proste prostornine, ki bi jo lahko uporabili za prevoz testnega tovora ali celo potnikov. Avto je imel tudi okna in majhna vrata za dostop do notranjosti trupa. Za prenos električne energije je avto prejel podstavni voziček, pritrjen na kontaktno linijo in z vrvjo in kabli povezan s streho.
Do jeseni so bili zgrajeni še štirje avtomobili, zaradi česar je po poskusni progi že vozil cel vlak. Konstrukcija dodatnih avtomobilov je omogočila ne le preizkus same izvedljivosti izuma, temveč tudi razrešitev nekaterih vprašanj, povezanih z interakcijo več voznih parkov na progi.
Razpoložljivi motorji so eksperimentalnemu vlaku omogočili hitrost do 70 km / h. Zasnova sferičnih koles in druge značilnosti novega transporta so zagotavljale stabilno obnašanje ne glede na hitrost gibanja in značilnosti proge. Žogarski vlak je samozavestno šel skozi ovinke, se rahlo nagnil v pravo smer, vendar ni pokazal želje, da bi se prevrnil. Žiroskopski učinek, ki ga je N. G. Yarmolchuk, pripeljala do pričakovanih rezultatov.
Do poletja 1933 se je ekipa strokovnjakov BOSST ukvarjala z različnimi preizkusi obetavnega transportnega sistema v skrajšani različici. Hkrati je potekal razvoj načrtovanja vlakov in proučevanje optimalnih možnosti tirov. Zlasti so se morali inženirji uganiti nad zasnovo puščice za pot žleba. Dejansko delovanje SHELT -ov brez stikal in druge posebne tirne opreme ni bilo mogoče, njihovo ustvarjanje pa je bilo povezano z določenimi težavami.
Prva poskusna potovanja je opravil izkušen vlak brez tovora. Kasneje, ko je bila zanesljivost sistema ugotovljena in potrjena, so se začela potovanja s tovorom, vključno s potniki. Dimenzije avtomobilov so omogočale prevoz dveh oseb, vendar so morale biti v ležečem položaju, za kar so bile žimnice postavljene v improvizirane kabine. Med testiranji je D. Lipnitskiy, novinar časopisa Znanie is Sila, obiskal poligon in ga odpeljal na poskusni vlak SHEL. Pozneje je zapisal, da se je med pripravo na potovanje bal morebitne nesreče. Vlak se lahko prevrne, odleti s pladnja itd. Kljub temu je prototipni avtomobil nežno in tiho krenil in se brez težav in celo brez »tradicionalnega« železniškega ropotanja koles pripeljal po progi. Na ukrivljenih odsekih proge se je vlak nagnil in ohranil ravnotežje.
Telo izkušenega žogice brez zadnje stene. Kolo in njegovo vzmetenje sta vidna. Posneto iz časopisa
Preskusi prototipnega vlaka so se začeli jeseni 1932, zato so strokovnjaki med poskusnimi vožnjami naleteli na nekatere težave. Delo vlaka SHEL sta ovirala sneg in led na leseni progi. Pred začetkom preskusnih voženj jih je bilo treba očistiti, saj prvotni podvoz vlaka ni mogel obvladati takšnih nepravilnosti, zlasti med hitrim prometom. V fazi preskušanja je bil tak problem obravnavan kot neizogibno zlo in se z njim sprijaznil, kasneje pa je postal eden od dejavnikov, ki so vplivali na usodo celotnega projekta.
Po zaključku preverjanj so bili projektna dokumentacija in poročilo o preskusu predani posebnemu strokovnemu svetu, ki naj bi odločal o nadaljnji usodi sistema SHELT. Skupina strokovnjakov na čelu s S. A. Chaplygin je pregledal dokumentacijo in prišel do pozitivnih zaključkov. Po mnenju strokovnjakov projekt ni imel resnih težav, ki bi ovirale njegovo polnopravno uporabo, priporočili pa so tudi začetek gradnje polnopravnih poti za kroglični električni transport.
Do poletja 1933 je N. G. Yarmolchuk in njegovi sodelavci so razvili dve različici polnopravnih vlakov SHEL v dveh dimenzijah, tako imenovani. normalno in povprečno. "Povprečni" vlak je bil namenjen končnim preizkusom, lahko pa se je vozil tudi po pravih tirih. V tej konfiguraciji so bili avtomobili opremljeni s sferičnimi kolesi s premerom 2 m in so lahko nosili do 82 potniških sedežev. Načrtovana hitrost takšnega transporta je dosegla 180 km / h. Predvidevalo se je, da bodo srednje velike avtomobile združili v tri vlake in bodo v tej obliki prevažali potnike na primestnih linijah.
Vsi zgodnji načrti naj bi bili v celoti izvedeni v "običajnem" vozičku. V tem primeru bi moral obetavni prevoz prejeti kolesa s premerom 3, 7 m in karoserijo ustreznih dimenzij. Načrtovana hitrost gibanja je dosegla 300 km / h, znotraj trupa pa je bilo mogoče urediti vsaj 100-110 sedežev. Zaradi velike hitrosti gibanja je moral biti tak vlak opremljen ne le z mehanskimi, ampak tudi z aerodinamičnimi zavorami. Slednji so bili niz ravnin na površini telesa, ki se raztezajo po vstopnem zračnem toku. Po nekaterih ocenah podjetja BOSST bi lahko tir z vagoni ali vlaki normalne velikosti imel ogromno zmogljivost: obetavni vlaki bi lahko v le nekaj dneh prepeljali prebivalce celotnega mesta. V tem primeru je bila zagotovljena precejšnja premoč nad obstoječim železniškim prometom.
Po končanem delu sveta, ki ga je vodil Chaplygin, je 13. avgusta 1933 Svet ljudskih komisarjev odločil o nadaljnji usodi projekta SHELT. Ljudski komisariat za železnice je dobil naročilo, da za poskusno obratovanje zgradi prvi polnopravni pladenj. Nova pot bi se lahko pojavila na smeri Moskva-Noginsk ali Moskva-Zvenigorod. Po analizi obstoječega stanja in obstoječih načrtov je bilo odločeno, da se zgradi avtocesta do Noginska. Takrat se je začela gradnja nove industrijske cone vzhodno od Moskve. Predvidevalo se je, da bi lahko v tej smeri potniški promet dosegel 5 milijonov ljudi na leto, zato je bila potrebna nova pot z ustreznimi kazalniki. Na zahtevo Sveta ljudskih komisarjev bi morala biti gradnja nove proge končana do jeseni 1934.
Fotografija iz domačega tiska. Prototip vlaka prevaža potnika. Fotografija Termotex.rf
Prva polnopravna korita naj bi se začela v Izmailovu, tako da so delavci lahko do postaje prišli s tramvajem ali podzemno železnico, nato pa presedli na vlak SHEL in se odpravili na delo. Prostoren prevoz z veliko hitrostjo bi lahko bistveno spremenil logistiko Moskve in moskovske regije ter izboljšal njene glavne parametre. V pričakovanju novega transporta z edinstvenimi kazalniki je domači tisk spet začel hvaliti prvotni projekt N. G. Yarmolchuk.
Vendar se pričakovanja tiska in občanov niso uresničila. Konec leta 1934 nova postaja potnikom ni odprla vrat, novi električni kroglični vlaki pa jih niso odpeljali na delo. Poleg tega avtocesta in postaja nista bili niti zgrajeni. Pred začetkom gradnje avtoceste in z njo povezane infrastrukture so strokovnjaki ponovno preverili obetaven projekt in prišli do zaključkov, ki so ga zavrnili.
Oblikovna hitrost in zmogljivost vagonov ter druge prednosti novega transporta so bile videti privlačne, vendar je imel v predlagani obliki veliko pomanjkljivosti. Najprej je bila zapletenost zasnove vlaka SHEL samega in poti zanj. Na primer, uporaba armiranobetonskega pladnja je omogočila znižanje stroškov kovine, vendar je zapletla gradnjo in zahtevala postavitev dodatnih proizvodnih zmogljivosti. Serijska gradnja novih vlakov je zahtevala tudi ustrezna prizadevanja in stroške.
Analiza predlaganih projektov električnega krogličnega vlaka je pripeljala tudi do pesimističnega zaključka. Stopnja tehnologije, ki je takrat obstajala, ni omogočala izdelave zahtevanega vozila s sprejemljivimi lastnostmi. Na primer, vir gumijaste prevleke sferičnih koles pri vožnji po betonu je povzročil velika vprašanja. V pogojih pomanjkanja gume bi lahko imel tak odtenek projekta resne negativne posledice. Poleg tega je bilo treba velik in težek vlak SHEL opremiti z motorji ustrezne moči in drugo posebno opremo, ki je bodisi ni bilo ali je bila predraga.
Tudi če bi bila zanj uspešno zgrajena korita in zanki, bi bilo njeno delovanje povezano s številnimi resnimi težavami. Na primer, med testiranjem prototipnega vlaka pozimi so morali strokovnjaki podjetja BOTTS leseno progo redno čistiti pred snegom in ledom. Takšni onesnaževalci so motili normalno delovanje vlaka, pri velikih hitrostih pa lahko celo povzročijo razbitino. Verjetno so se v tem okviru strokovnjaki spomnili nesreče letala Abakovskega leta 1921. Potem je zaradi slabe kakovosti železniškega tira hitri avtomobil odletel s tirnic, kar je povzročilo smrt več potnikov. Letalski avtomobil se je gibal s hitrostjo približno 80 km / h, Yarmolchukov projekt pa je prevzel večkrat večje hitrosti, zato je bil vlak izpostavljen še večjemu tveganju.
Članek iz revije Modern Mechanix, februar 1934. Fotografija Wikimedia Commons
Poleg tehničnih težav so bile tudi gospodarske. Projekt za izgradnjo ene avtoceste v dolžini približno 50 km se je izkazal za predragega, njegove možnosti pa so postale predmet polemik. Vlak SHEL, ki je imel prednosti pred obstoječim prevozom, se ni zdel izvedljiv. Nekateri prihranki pri potovalnem času ali zmožnost prevoza nekoliko več potnikov niso mogli upravičiti izredno visokih stroškov.
Kombinacija tehničnih, tehnoloških, operativnih in ekonomskih značilnosti ter težav je pripeljala do zaključka projekta, ki je nekaj mesecev prej veljal ne le za obetaven, ampak tudi za korenito spremembo videza prevoza. Gradnja prve avtoceste Moskva-Noginsk je bila kmalu po začetku, najpozneje v prvih tednih leta 1934, prekinjena. Zaradi tega so zaposleni v podjetjih nove industrijske cone v prihodnosti uporabljali le obstoječe načine prevoza, kar pa ni preprečilo uresničevanja načrtov za industrializacijo moskovske regije.
Po sprejetju odločitve o opustitvi gradnje električnega krogličnega tira je tisk prenehal objavljati navdušene članke. Sčasoma je bil nekoč obetaven projekt pozabljen. Poskusno progo v bližini postaje Severyanin so kmalu razstavili kot nepotrebno. Edini poskusni vlak s petimi vagoni je bil verjetno odpravljen kmalu po zaključku projekta. Ni mogoče izključiti, da je bil nekaj časa shranjen v eni od organizacij, povezanih s projektom SHELT, vendar o tem ni natančnih podatkov. Znano je le, da po letu 1934 poskusni avtomobili niso bili nikjer omenjeni.
Avtor projekta krogličnega električnega transporta N. G. Yarmolchuk je kljub napaki še naprej delal na obetavnih načinih prevoza in njihovih posameznih sestavnih delih. Nekateri njegovi dosežki so bili kasneje celo uporabljeni na serijskih vozilih različnih razredov.
Kolikor je znano, Yarmolchuk ni prenehal delati na transportu SHEL, vendar je ves nadaljnji razvoj na tem področju izvedel na lastno pobudo. Zadnje omembe tega projekta segajo v zgodnja sedemdeseta leta. V tem obdobju je oblikovalec znova poskušal ponuditi svoj razvoj vodstvu države in se celo poskušal dogovoriti za sestanek z A. N. Kosygin. Občinstvo je bilo zavrnjeno. N. G. Yarmolchuk je umrl leta 1978, nato pa so se vsa dela na električnem prevozu s kroglicami ustavila. Več kot štiri desetletja po odločitvi o prekinitvi gradnje je bil projekt razvit s prizadevanji le enega oblikovalca. Po njegovi smrti nihče ni hotel nadaljevati projekta, ki je nekoč veljal za revolucijo v prometu.
