Tijekom povijesti željezničkog prometa redovito se pojavljuju novi hrabri projekti koji mogu dovesti do prave revolucije na ovom području. Ipak, nemaju svi takvi prijedlozi praktičnu primjenu. Većina hrabrih projekata ostaje u povijesti kao obećavajući, ali bez obećanja tehnički kuriozitet. Potonji uključuju mnogo razvoja, uključujući i tzv. transport električnom kuglom koju je projektirao 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 kurskoj željeznici, gdje je radio nekoliko godina. Radeći na željeznici, Yarmolchuk je naučio različite značajke ove vrste prijevoza, te je s vremenom došao do zaključka da je potrebno stvoriti novu klasu takvih sustava. U to vrijeme jedno od glavnih pitanja kojima su se bavili različiti stručnjaci bilo je povećanje brzine vlakova. Yarmolchuk je, proučavajući postojeće željeznice i željeznička vozila, došao do zaključka da je nemoguće primijeniti postojeća rješenja i da je potrebno razviti potpuno novi prijevoz.
U svojim je pismima Yarmolchuk istaknuo kako značajno povećanje brzine ometaju brojni čimbenici, uključujući sam dizajn željezničkih kolosijeka i kotača. Inženjer je primijetio da se tijekom kretanja kotač drži na tračnicama samo prirubnicama. U tom slučaju par se može kretati duž svoje osi, udarati o tračnicu i druge neugodne pojave. Jednostavnim povećanjem brzine kretanja, otkucaji su se trebali povećati, povećavajući opterećenje podvozja vlaka i povećavajući rizik od njegovog uništenja. Za uklanjanje ovih pojava bile su potrebne gusjenice i šasija potpuno novog dizajna.
Iskusni vlak SHEL. Zima 1932-33 Fotografija Wikimedia Commons
Već 1924. N. G. Yarmolchuk je predložio novu verziju kolosijeka i hodne površine vlaka, što je, prema njegovu mišljenju, omogućilo značajno povećanje brzine kretanja, kao i rješavanje srodnih problema. Prema riječima autora projekta, umjesto željezničke pruge trebalo je upotrijebiti padobran okruglog oblika. Uz takav pladanj trebala se kretati kugla odgovarajućih dimenzija. Pri kretanju velikom brzinom, sferni kotač nije bio podložan udarcima, a mogao se i samostalno orijentirati ovisno o putanji kretanja.
U prvoj verziji obećavajućeg 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 ladicom. S ovim dizajnom, automobil bi se mogao kretati uz padobran velikom brzinom, održavajući optimalno kotrljanje zbog pravovremenog nagiba prilikom ulaska u zavoje. Kako bi se uštedio prostor i postigle najveće moguće performanse, predloženo je novi transport opremiti elektromotorima.
Obećavajući sustav nazvan je "Sharoelectrolot transport" ili skraćeno SHELT. Pod tim je nazivom Yarmolchukov projekt ostao u povijesti. Osim toga, neki izvori spominju naziv "kuglasti vlak". Obje su oznake bile ekvivalentne i koristile su se paralelno.
Tijekom sljedećih nekoliko godina Yarmolchuk je diplomirao na Moskovskom državnom tehničkom sveučilištu i Moskovskom institutu za energetiku, što mu je omogućilo stjecanje znanja i iskustva potrebnog za provedbu njegova projekta. U isto vrijeme, mladi inženjer pokušao je svojim izumom zainteresirati odgovorne osobe. U brojnim pismima raznim vlastima opisao je prednosti svog sustava SHELT. Prema njegovom mišljenju, to je omogućilo značajno povećanje brzine vlakova i time smanjilo vrijeme putovanja. U ovom slučaju, električni transport s kuglicom mogao bi se natjecati čak i sa zrakoplovstvom, dok bi imao prednost u obliku većeg kapaciteta tereta i putnika.
Nikolaj Grigorievich Yarmolchuk tijekom ispitivanja. Snimljeno iz časopisa
Još jedna prednost njegova projekta N. G. Yarmolchuk je razmišljao o uštedi nekih materijala i pojednostavljenju izgradnje cesta. Predloženo je napraviti pladanj za obećavajući vlak od armiranog betona, što je omogućilo drastično smanjenje potrošnje metala. Osim toga, mogao se sastaviti iz tvorničkih proizvodnih odjeljaka, čime se skraćuje vrijeme potrebno za sastavljanje novog kolosijeka. Valja napomenuti da kasnih dvadesetih i ranih tridesetih godina nije postojala posebna oprema za postavljanje tračnica, zbog čega su većinu operacija pri postavljanju željeznica ručno izvodili radnici. Tako je projekt SHELT dobio još jednu prednost u odnosu na postojeće sustave.
Ipak, do određenog vremena Yarmolčukovi prijedlozi nikoga nisu zanimali. Ova reakcija dužnosnika bila je posljedica nekoliko čimbenika. Novi projekt trebalo je testirati, a izgradnja novih linija za obećavajuće vlakove SHEL pokazala se preskupom. Iz tog je razloga do kraja dvadesetih godina Yarmolchukov projekt ostao samo na papiru.
Nakon što je stekao inženjersko obrazovanje, izumitelj je nastavio razvijati projekt i u njega uveo 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 kolica trebala su imati dva velika kotača smještena u prednjem i stražnjem dijelu. S takvim rasporedom automobila bilo je moguće sačuvati sve pozitivne kvalitete svojstvene sustavu SHELT, kao i povećati volumen kako bi se prilagodilo nosivosti.
Obećavajući vlak trebao se kretati uz pomoć dva kotača u obliku "sferičnog" - kugle s odsječenim bočnim dijelovima, na čijem su mjestu bili smješteni osovinski i ovjesni elementi. Predloženo je da se šaroidi izrade od metala i prekriju gumom. Unutar tijela takvog kotača trebao se nalaziti elektromotor odgovarajuće snage. Osovina kotača bila je povezana s konstrukcijom automobila, a okretni moment trebao se prenositi s motora na sferno tijelo pomoću prijenosnika trenja ili zupčanika. Karakteristična značajka predloženih kotača bilo je postavljanje njihovog težišta ispod osi rotacije: motor je bio ovješen ispod osovine. Ovim je rasporedom bilo moguće održati optimalan položaj u prostoru pri manevriranju.
Demonstracija stabilnosti kotača. Nakon naginjanja, trebao bi se vratiti u normalan uspravan položaj. Novinar kardr
Modificirana verzija loptastog vlaka, prema autorovim izračunima, mogla je doseći brzinu od oko 300 km / h i prevoziti do 110 putnika. Tako je iz Moskve u Lenjingrad bilo moguće stići za samo nekoliko sati, a put od glavnog grada do Irkutska trajao bi nešto više od jednog dana, a ne tjedan dana, kao na postojećim vlakovima. Ažurirana verzija projekta imala je značajnu prednost u odnosu na "klasične" vlakove po brzini i premašila nosivost putničkih zrakoplova.
Aktivni rad na projektu SHELT, podržan od vladinih agencija, započeo je 1929. godine. To se dogodilo nakon što je N. G. Yarmolchuk je, uz pomoć stručnjaka iz Moskovskog instituta transportnih inženjera, izgradio model obećavajućeg sustava. Na pladnju, koji je stajao izravno na podu laboratorija, kolica za navijanje na "kuglicama" kretala su se prilično brzo. Maketa vlaka prikazana je predstavnicima Narodnog komesarijata željeznica, a ova demonstracija ostavila je na njih snažan dojam. Cesta je bila otvorena za projekt.
Nekoliko mjeseci nakon testiranja izgleda, Narodni komesarijat željeznica osnovao je Zavod za eksperimentalnu izgradnju transportera metaka za razvoj i implementaciju N. G. Yarmolchuk (BOSST). Zadatak ove organizacije bio je stvoriti punopravni projekt s naknadnom izgradnjom smanjenog prototipa SHELT sustava. Tada bi se uspješnim završetkom ovih radova moglo računati na izgradnju punopravnih transportnih sustava novog tipa.
Projektiranje se nastavilo do ranog proljeća 1931. Tada je dokumentacija o projektu SHELT demonstrirana državnom vrhu, a uskoro je i Narodni komesarijat željeznica naredio izgradnju prototipa perspektivnog vlaka. Za to su dodijeljena sredstva u iznosu od 1 milijun rubalja, kao i dio u blizini stanice Severyanin na željeznici Yaroslavl (sada teritorij Moskve).
89 stručnjaka bilo je uključeno u izgradnju eksperimentalnog kolosijeka i velike makete vlaka. Zbog specifične situacije s hranom na predviđenom mjestu, stručnjaci su morali izgraditi ne samo prototip nove vrste ceste, već i razbiti povrtnjak. Na 15 hektara zasađeno je različito povrće, što je stručnjacima omogućilo rješavanje postavljenih zadataka bez ometanja raznim problemima trećih strana. Tako su dodijeljena područja korištena što učinkovitije.
Unutarnji sklopovi kotača: okvir i električni motor ovješen ispod njega. Snimljeno iz časopisa
U proljeće 31. Yarmolchuk je dobio podršku ne samo Narodnog komesarijata željeznica, već i tiska. Domaće novine i časopisi počeli su pisati o novom projektu SHELT i hvaliti ga, skrećući pozornost na očekivane prednosti u odnosu na postojeću tehnologiju. Uočeno je da će putnički električni kuglični vlakovi moći putovati pet do šest puta brže od "klasičnih", a u slučaju teretnih vlakova moguće je čak i dvadeseterostruko povećanje brzine. Kapacitet novih cesta mogao bi biti barem dvostruko veći od postojećih.
Naravno, izražena su i kritička mišljenja. Mnogi su stručnjaci govorili o pretjeranoj složenosti projekta, visokim troškovima njegove provedbe i nekim drugim problemima. Ipak, odgovorne osobe odlučile su nastaviti s izgradnjom pokusnog vlaka SHEL i u praksi isprobati Yarmolchukov prijedlog otkrivajući sve prednosti i nedostatke.
Tijekom 1931. godine tim BOSST -a bio je angažiran na izgradnji pokusne staze za padobran. Kako bi se uštedio novac i vrijeme, manja verzija takve ceste izgrađena je od drveta. Na niskoj visini iznad tla, na drveni okvir postavljen je konkavni pod od dasaka. Uz stazu su bili nosači u obliku slova U koji su podupirali sustav prijenosa električne energije. Umjesto žica tradicionalnih za suvremeni električni transport, korištene su cijevi. Tijekom ispitivanja korištene su dvije konfiguracije sustava napajanja električnom energijom. U prvom je jedna cijev visjela gotovo ispod same prečke nosača, druge dvije - ispod. Druga konfiguracija podrazumijevala je položaj sve tri cijevi na istoj razini.
Ogledna drvena staza bila je duga oko 3 km. Uz nju se nalazila mala električna podstanica koja je trebala opskrbiti cijevi strujom potrebnih parametara. Prema nekim izvješćima, izgradnja trase dovršena je krajem 1931. ili početkom 1932. godine. Ubrzo je završena montaža prvog prototipa automobila.
Pričvršćivanje kotača u karoseriji. Snimljeno iz časopisa
Montaža prvog automobila SHEL dovršena je u travnju 1932. Bila je to građevina dugačka oko 6 m s promjerom od 80 cm. U prednjem dijelu automobila bio je predviđen stožast oklop. Automobil je, kako projekt implicira, bio opremljen s dva sferna kotača, u glavnom i repnom dijelu. Promjer kotača prelazio je 1 m. Značajno su stršili iz karoserije i mogli su stvoriti zamjetan žiroskopski učinak koji je držao automobil u željenom položaju. Elektrana u obliku dva trofazna elektromotora nalazila se unutar kotača. Automobili su imali prilično veliki slobodni volumen koji se mogao koristiti za prijevoz probnog tereta ili čak putnika. Također, automobil je imao prozore i mala vrata za pristup unutrašnjosti trupa. Za prijenos električne energije automobil je dobio okretna postolja, pričvršćena na kontaktnu liniju i spojena s krovom užetom i sajlama.
Do jeseni izgrađena su još četiri vagona, uslijed čega je cijeli eksperimentalni kolosijek već vozio cijeli vlak. Konstrukcija dodatnih automobila omogućila je ne samo ispitivanje same održivosti izuma, već i rješavanje nekih pitanja koja se odnose na interakciju nekoliko jedinica željezničkih vozila na pruzi.
Dostupni motori omogućili su eksperimentalnom vlaku postizanje brzine do 70 km / h. Dizajn sfernih kotača i druge značajke novog transporta osigurale su stabilno ponašanje bez obzira na brzinu kretanja i karakteristike kolosijeka. Loptasti vlak samouvjereno je prolazio zavoje, blago se naginjući u pravom smjeru, ali ne pokazujući nikakvu želju da se prevrne. Žiroskopski učinak koji je N. G. Yarmolchuk, dovela je do očekivanih rezultata.
Do ljeta 1933. tim stručnjaka BOSST -a bio je angažiran na raznim ispitivanjima obećavajućeg transportnog sustava u smanjenoj verziji. Istodobno se odvijao razvoj dizajna vlaka, kao i proučavanje optimalnih mogućnosti kolosijeka. Inženjeri su se morali zabaviti oko dizajna strelice za put padobrana. Stvarni rad SHELT -ova bez skretnica i druge posebne opreme kolosijeka nije bio moguć, a njihovo stvaranje bilo je povezano s određenim poteškoćama.
Prva probna putovanja izveo je iskusni vlak bez tereta. Kasnije, kada je utvrđena i potvrđena pouzdanost sustava, počela su putovanja s teretom, uključujući i putnike. Dimenzije automobila omogućile su prijevoz dviju osoba, ali su morale biti u ležećem položaju, za što su madraci bili postavljeni u improvizirane kabine. Tijekom testova, D. Lipnitskiy, novinar iz izdanja Znanie is Sila, posjetio je poligon i odveden u eksperimentalni vlak SHEL. Kasnije je napisao da se pripremajući za putovanje bojao moguće nesreće. Vlak se mogao prevrnuti, odletjeti s pladnja itd. Ipak, prototip automobila nježno je i tiho krenuo i bez problema se vozio uz stazu, pa čak i bez "tradicionalnog" željezničkog zveckanja kotača. Na zakrivljenim dijelovima kolosijeka vlak se nagnuo i zadržao ravnotežu.
Tijelo iskusnog kuglastog vlaka bez stražnje stjenke. Kotač i njegov ovjes su vidljivi. Snimljeno iz časopisa
Ispitivanja prototipa vlaka započela su u jesen 1932., zbog čega su stručnjaci naišli na neke probleme tijekom probnih vožnji. Rad vlaka SHEL ometali su snijeg i led na drvenoj pruzi. Prije početka probnih vožnji morali su ih očistiti, budući da se prvotni podvoz vlaka nije mogao nositi s takvim nepravilnostima, osobito tijekom brzog prometa. U fazi testiranja takav se problem smatrao neizbježnim zlom i pomirio se s njim, no kasnije je postao jedan od čimbenika koji su utjecali na sudbinu cijelog projekta.
Po završetku provjera, projektna dokumentacija i izvješće o ispitivanju predani su posebnom stručnom vijeću koje je trebalo odlučiti o daljnjoj sudbini SHELT sustava. Grupa stručnjaka na čelu sa S. A. Chaplygin je pregledao dokumentaciju i došao do pozitivnih zaključaka. Prema riječima stručnjaka, projekt nije imao ozbiljnih problema koji bi ometali njegovu punopravnu uporabu, a preporučili su i početak izgradnje punopravnih ruta za prijevoz električnom kuglom.
Do ljeta 1933. N. G. Yarmolchuk i njegovi kolege razvili su dvije verzije punopravnih vlakova SHEL u dvije dimenzije, tzv. normalna i prosječna. "Prosječni" vlak bio je namijenjen završnim ispitivanjima, a mogao se voziti i na pravim kolosijecima. U ovoj konfiguraciji automobili su bili opremljeni sfernim kotačima promjera 2 m i mogli su nositi do 82 putnička sjedala. Projektirana brzina takvog transporta dosegla je 180 km / h. Pretpostavljalo se da će se vagoni srednje veličine kombinirati u vlakove od tri i u tom će obliku prevoziti putnike na prigradskim linijama.
Svi rani planovi trebali su se u potpunosti provesti u "normalnom" vagonu. U ovom slučaju, perspektivni prijevoz trebao je dobiti kotače promjera 3, 7 m i karoseriju odgovarajućih dimenzija. Projektirana brzina kretanja dosegla je 300 km / h, a unutar trupa bilo je moguće urediti najmanje 100-110 sjedala. S obzirom na velike brzine kretanja, takav je vlak morao biti opremljen ne samo mehaničkim, već i aerodinamičkim kočnicama. Potonji su bili skup ravnina na površini tijela, proširenih preko dolaznog strujanja zraka. Prema nekim procjenama BOSST -a, kolosijek s vagonima ili vlakovima normalne veličine mogao bi imati ogroman kapacitet: obećavajući vlakovi mogli bi prevesti stanovništvo cijelog grada u samo nekoliko dana. U tom je slučaju osigurana značajna superiornost nad postojećim željezničkim prijevozom.
Nakon završetka rada vijeća na čelu s Chaplyginom, 13. kolovoza 1933. Vijeće narodnih komesara odlučilo je o daljnjoj sudbini projekta SHELT. Narodni komesarijat željeznica dobio je uputu da izgradi prvi punopravni kolosijek za probni rad. Nova ruta mogla bi se pojaviti na pravcu Moskva-Noginsk ili Moskva-Zvenigorod. Nakon analize postojećeg stanja i postojećih planova, odlučeno je da se izgradi autocesta do Noginska. U to vrijeme započela je izgradnja 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 komesara izgradnja nove trase trebala je biti dovršena do jeseni 1934. godine.
Fotografija iz domaćeg tiska. Prototip vlaka prevozi putnika. Fotografija Termotex.rf
Prva punopravna kolosiječna pruga trebala je započeti u Izmailovu, tako da su radnici mogli doći do stanice tramvajem ili metroom, a zatim presjesti na vlak SHEL i otići na posao. Prostrani prijevoz velikom brzinom mogao bi značajno promijeniti logistiku Moskve i moskovske regije, poboljšavajući njegove glavne parametre. U iščekivanju novog transporta s jedinstvenim pokazateljima, domaći tisak ponovno je počeo hvaliti izvorni projekt N. G. Yarmolchuk.
Međutim, očekivanja tiska i građana nisu se ispunila. Krajem 1934. nova postaja nije otvorila vrata putnicima, a novi električni kuglični vlakovi nisu ih odveli na posao. Štoviše, autocesta i kolodvor nisu bili ni izgrađeni. Prije početka izgradnje autoceste i povezane infrastrukture, stručnjaci su ponovno provjerili obećavajući projekt i došli do zaključaka koji su doveli do njegovog odbijanja.
Projektirana brzina i kapacitet vagona, kao i druge prednosti novog transporta izgledale su atraktivno, ali u predloženom obliku imalo je dosta nedostataka. Prije svega, to je bila složenost dizajna samog vlaka SHEL i rute za njega. Na primjer, upotreba armirano-betonske podloge omogućila je smanjenje troškova metala, međutim, zakomplicirala 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 prihvatljivih karakteristika. Na primjer, resurs gumene obloge sfernih kotača pri vožnji po betonu izazvao je velika pitanja. U uvjetima nedostatka gume, takva bi nijansa projekta mogla 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 kolosiječne pruge i vlačnih vlakova za nju, njezin bi rad bio povezan s nizom ozbiljnih problema. Na primjer, tijekom testiranja prototipnog vlaka zimi, stručnjaci BOTTS -a morali su redovito čistiti drvenu prugu od snijega i leda. Takvi zagađivači ometali su normalan rad vlaka, a pri velikim brzinama mogli su čak dovesti do olupine. 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 vagon se kretao brzinom od oko 80 km / h, a Yarmolchukov projekt pretpostavljao je višestruko veće brzine te je kao rezultat toga vlak bio izložen još većem riziku.
Članak iz časopisa Modern Mechanix, veljača 1934. Fotografija Wikimedia Commons
Osim tehničkih problema, bilo je i ekonomskih. Projekt izgradnje jedne autoceste duljine oko 50 km pokazao se preskupim, a njegovi izgledi postali su predmet kontroverzi. Imajući prednosti u odnosu na postojeći prijevoz, vlak SHEL nije se činio izvedivim. Neka ušteda u vremenu putovanja ili mogućnost prijevoza nešto više putnika nisu mogli opravdati iznimno visoke troškove.
Kombinacija tehničkih, tehnoloških, operativnih i ekonomskih značajki i problema dovela je do zatvaranja projekta, koji se nekoliko mjeseci ranije smatrao ne samo obećavajućim, već i sposobnim radikalno promijeniti izgled prijevoza. Izgradnja prve autoceste Moskva-Noginsk prekinuta je ubrzo nakon početka, najkasnije u prvim tjednima 1934. 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 o napuštanju izgradnje staze s električnom kuglom, tisak je prestao objavljivati entuzijastične članke. S vremenom je nekoć obećavajući projekt zaboravljen. Eksperimentalna staza u blizini stanice Severyanin uskoro je demontirana kao nepotrebna. Jedini eksperimentalni vlak od pet automobila vjerojatno je otpisan ubrzo nakon zatvaranja projekta. Ne može se isključiti da je neko vrijeme bilo pohranjeno u jednoj od organizacija povezanih s projektom SHELT, ali o tome nema točnih podataka. Poznato je samo da se nakon 1934. godine eksperimentalni automobili nigdje nisu spominjali.
Autor projekta kuglasto-električnog transporta, N. G. Yarmolchuk je, unatoč neuspjehu, nastavio raditi na obećavajućim načinima prijevoza i njihovim pojedinačnim komponentama. Neki od njegovih razvoja kasnije su čak korišteni na proizvodnim vozilima različitih klasa.
Koliko je poznato, Yarmolchuk nije prestao raditi na SHEL transportu, međutim, sve daljnje razvoje na ovom području on je izveo na vlastitu inicijativu. Zadnje spominjanje ovog projekta datira iz ranih sedamdesetih. U tom je razdoblju dizajner ponovno pokušao ponuditi svoj razvoj vodstvu zemlje, pa je čak pokušao dobiti i sastanak s A. N. Kosygin. Publika je odbijena. N. G. Yarmolchuk je umro 1978. godine i nakon toga su prestali svi radovi na transportu kuglicom. Više od četiri desetljeća nakon odluke o prekidu gradnje, projekt se razvijao trudom samo jednog projektanta. Nakon njegove smrti nitko nije htio nastaviti projekt koji se nekad smatrao revolucijom u transportu.
