История монорельса
Термин «монорельс» или «промышленный монорельс» используется для описания любого количества транспортных систем, в которых кресло или транспортное средство подвешивается к подвесной рельсовой конструкции или едет по ней. В отличие от хорошо известной двухрельсовой системы, существует множество вариантов рельсового транспорта, которые были описаны как монорельсовые дороги, поэтому отслеживание истории представляет собой проблему демаркации относительно того, что следует включить, а что следует опустить.
Обычное использование определяет монорельс как любое транспортное средство с рельсовым управлением, которое не использует конусообразное действие обычных железных дорог сцепления для достижения курсовой устойчивости. Это исключит зубчатые железные дороги и фуникулеры . Еще одним общепринятым правилом является то, что направляющая или путь должны быть уже автомобиля/транспортного средства. [ 1 ] Приподнятые, поддерживаемые системы с приводом от троса, такие как Cable Liner и MiniMetro, обычно не считаются монорельсовыми дорогами.
Принимая во внимание структуру развития традиционных железных дорог , в разное время были актуальны разные критерии и меры эффективности, и предлагались альтернативные проектные решения. Таким образом, монорельс начала XIX века мало похож на нынешний. конструкции и были оптимизированы для различных целей производительности в рамках различных технологических ограничений.
Ранние разработки
[ редактировать ]
Самый ранний патент на транспортное средство, предназначенное для движения по одному рельсу, можно найти в патенте Великобритании № 4618 от 22 ноября 1821 года. Изобретателем был Генри Робинсон Палмер , который описал его как «единственную линию рельсов, поддерживаемую на такой высоте от землю, чтобы позволить центру сила тяжести вагонов должна находиться ниже верхней поверхности рельса». Транспортные средства стояли на рельсах, как пара корзин на муле. Движение осуществлялось на лошадях. [ 2 ] Линия была построена в 1824 году на верфи Дептфорд в Лондоне, а в 1825 году еще одна линия была построена в Чешанте , Хартфордшир . Эта линия, получившая название « Чешантская железная дорога» , вошла в историю, поскольку это была первая в мире пассажирская монорельсовая дорога и первая железнодорожная линия, открывшаяся в Хартфордшире. [ 3 ] [ 4 ] В 1826 году была создана компания для строительства линии между Барменом и Эльберфельдом в Германии, но строительство так и не началось.
На протяжении XIX века конструкция Палмера была улучшена за счет добавления стабилизирующих колес и дополнительных рельсов (что привело к неправильному названию «монорельсовой дороги»). В 1829 году Максвелл Дик ввел «перила безопасности» под ходовыми рельсами, чтобы снизить вероятность схода с рельсов. Он также сформулировал основное преимущество, заявленное для этого класса транспортных средств: «столбы или опоры должны быть разной высоты, в зависимости от обстоятельств страны». Другими словами, система лучше подходила для пересечения пересеченной местности.
В 1868 году Уильям Торольд MICE представил документ, предлагающий монорельсовую систему, которую можно было бы построить на уровне земли внутри или рядом с дорогами. Монорельсовые дороги штата Патиала и железная дорога долины Кундала были построены в Индии по описанному им принципу.
В 1869 году Дж. Хэддон построил монорельсовую дорогу в Сирии , чтобы заменить поезд с мулами, использовавшийся в военных целях. Он представлял собой боковые направляющие, но по сути представлял собой конструкцию корзины, буксируемую локомотивом с двойными вертикальными паровыми котлами.
Генерал Лерой Стоун продемонстрировал в 1876 году свою монорельсовую дорогу Centennial для перевозки пассажиров, но не смог использовать эту концепцию также на монорельсовой дороге Брэдфорд и Фостер-Брук , и она была закрыта всего через год из-за смертельного взрыва котла в 1879 году. Примерно в 1879 году Джозеф Стрингфеллоу разработал аналогичную систему «одного рельса» для возможного использования в качестве «дешевой железной дороги» в Австралии. [ 5 ]
К концу XIX века основными сторонниками монорельсовой дороги были Шарль Лартиг и Ф.Б. Бер. Лартиг построил монорельсовые дороги Палмера в Алжире для перевозки травы эспарто, чтобы заменить мулов и верблюдов, хотя движущая сила указана как «животная». Он также продемонстрировал свои идеи в Париже (1884 г.), Вестминстере (1886 г.), Туре (1889 г.), Санкт-Петербурге (1894 г.), Лонг-Айленде (1894 г.) и Брюсселе (1897 г.). Бер предложил построить высокоскоростную монорельсовую дорогу между Ливерпулем и Манчестером , но строительство так и не началось из-за отсутствия финансовой поддержки.
Самой известной монорельсовой дорогой Лартиг была железная дорога Листоуэл и Баллибанион в Ирландии, которая работала с 1888 по 1924 год. [ 6 ] Часть этой железной дороги сохранилась как сохранившаяся железная дорога и туристическая достопримечательность. [ 7 ] [ 8 ]
Последний проект Лартига был построен в 1924 году между магниевым рудником в Кристал-Хиллз, примерно в 100 милях к северу от Лос-Анджелеса, и железнодорожной станцией в Троне, Калифорния. При этом использовались локомотивы с бензиновым двигателем, а рельсы устанавливались на набор деревянных А-образных рам.
Подвесные и велосипедные железные дороги
[ редактировать ]
В 1886 году компания Enos Electric продемонстрировала подвесную монорельсовую дорогу на территории компании Daft Electric Light Company в районе Гринвилл в Джерси-Сити , штат Нью-Джерси . [ 9 ] который был ближе по своему внешнему виду к более современным монорельсовым дорогам, но самым известным подвесным монорельсом той эпохи была « Швебебан » Ойгена Лангена, или плавучая железная дорога в Вуппертале , которая вступила в строй в 1901 году и до сих пор используется ежедневно.
Монорельсовая дорога Вупперталь следует по долине Вуппер , где обычная железная дорога совершенно непрактична. Подвесной монорельс, как и монорельс Палмера, кажется потенциально лучшим решением для пересеченной и гористой местности, но поскольку большая часть пути проходит над более благоприятная территория, она лишь в редких случаях предлагает лучшее решение в целом. Короткие участки в горных районах, такие как система, построенная для компании Ria Copper Co. компанией Siemens в Пиренеях , по-видимому, являются нишей для этого типа монорельсовой дороги. В этом конкретном примере использовалась форма рекуперативного торможения, так что электроэнергии, вырабатываемой полностью спускающимися грузовиками, было достаточно, чтобы отвезти пустые грузовики обратно в гору.
В 1890 году на Лонг-Айленде была построена Бойнтонская велосипедная железная дорога . [ 10 ] [ 11 ] Эта железная дорога, спроектированная Хосе Рамоном Вильялоном, который позже станет одним из величайших государственных деятелей Кубы, шла по одному рельсу на уровне земли, но с верхним стабилизирующим рельсом, соединенным с парой горизонтально противоположных колес. Железная дорога проработала всего два года, но проект был принят в другом месте.
В 1908 году Элфрик Уэллс Чалмерс Кирни (1881–1960) [ 12 ] разработал монорельс с подвесным стабилизирующим рельсом и подпружиненными вертикальными стабилизирующими колесами, но, хотя вагон был построен, он так и не поступил в эксплуатацию.
В 1910–1914 годах монорельсовая система, спроектированная Говардом Тунисом, использовалась на железной дороге Пелхэм-Парк и Сити-Айленд в Бронксе , Нью-Йорк. При первом же путешествии по монорельсу транспортное средство с изобретателем за штурвалом соскользнуло с опорного нижнего рельса. Хотя некоторые нью-йоркские газеты ошибочно сообщили, что авария стала крупной катастрофой, это не так, и только один пассажир автомобиля заявил о незначительной травме. Вагон был быстро отремонтирован, и монорельсовая дорога регулярно работала безопасно с 1911 по 1917 год, когда она была демонтирована военными в начале Первой мировой войны из-за реквизиции терминала возле Сити-Айленда. Подвесной монорельс с винтовым приводом, сочетающий скорость самолета с безопасностью и надежностью железных дорог, был разработан Джорджем Бенни в 1926 году и назван « Железнодорожный самолет Бенни ». Демонстратор был построен недалеко от Глазго в 1929 году, но в Великобритании система не получила дальнейшего развития.
Россия работала над системой, аналогичной железнодорожному самолету Бенни в 1930-х годах, и даже планировала построить линию длиной 332 мили через Туркестан с максимальной скоростью 180 миль в час. Их система была уникальна тем, что в ней на одном рельсе подвешивались два бок о бок вагона, и он мог фактически слезть с рельса, чтобы пересечь реки как амфибия, а затем снова подняться на рельс с другой стороны. И хотя элементы этой системы испытывались в Москве, российское правительство вместо этого построило обычную железнодорожную систему. [ 13 ]
Гирорельсовая монорельсовая дорога
[ редактировать ]
Возможно, единственной настоящей монорельсовой дорогой была гироскопическая монорельсовая дорога, разработанная независимо Луисом Бреннаном , Августом Шерлом и Петром Шиловским . Это был настоящий однопутный поезд, в котором использовалась система балансировки на основе гироскопа, чтобы оставаться в вертикальном положении. Все они были продемонстрированы в виде полномасштабных прототипов, но разработка была фактически остановлена Первой мировой войной. Проект Бреннана был серьезно рассмотрен для северо-западной границы предложило построить монорельсовую дорогу Шиловского Индии, и в 1921 году правительство СССР между Ленинградом и Царским Селом . [ 14 ] Средства закончились вскоре после начала строительства.
В начале 1930-х годов в Нью-Йорке рассматривалась возможность создания монорельсовой системы, которая должна была стать первой в США. [ 15 ]
В 2018 году проект гироскопического вагона занял первое место на премии German Mobility Award. [ 16 ] В 2020 году разработчики обеспечили государственное финансирование в размере 3,6 миллиона евро на разработку прототипа, и ожидается, что испытания могут начаться в 2022 году. Транспортные средства будут предназначены для движения по существующим, но заброшенным железнодорожным путям, обгоняя друг друга по существующим рельсам. [ 17 ]
Эволюция монорельсовой дороги «колесо на стали»
[ редактировать ]Транспортные средства, упомянутые выше (за исключением все еще работающей монорельсовой дороги в Вуппертале ), теперь представляют собой не более чем исторические диковинки. Преимущество монорельсовой дороги в пересечении пересеченной гористой местности было актуальным во времена расширения железнодорожной сети по целинной местности, и в большинстве случаев обычная железная дорога доказала свое преимущество. более подходящее решение, за исключением нескольких ниш. Монорельсовые пути редко были длиннее 60 миль, а обычно значительно короче. Автомобильный транспорт окончательно вытеснил монорельсовую дорогу из ее немногочисленных нишевых приложений.
Колесо на стали характеризовало монорельсовые дороги той ранней эпохи, как и обычные железные дороги, хотя некоторые велосипедные железные дороги могли реагировать на стабилизирующий рельс, увеличивая сцепление, улучшая ускорение, торможение и подъем в гору.
Современная эпоха: перекидные балки
[ редактировать ]Развитие автомобильной техники привело к появлению нового класса монорельсовых дорог , который мало чем обязан работам Палмера и Лартига. Эти транспортные средства подвешены к бетонным балкам или установлены между ними и используют пневматические шины для улучшения сцепления и снижения шума по сравнению со стальными колесами. У них больше общего с автобусами с гидом, чем с обычными железными дорогами. Балка менее заметна, чем надземная дорога или железная дорога, и современные конструкции могут занять нишу в решении проблем с полосой отвода в перегруженных центрах городов с меньшими затратами по сравнению с прокладкой туннелей.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Определение монорельса» . Общество монорельсовой дороги . Проверено 26 июня 2021 г.
- ^ Палмер, Генри (1823) [1823]. Описание железной дороги по новому принципу . Дж. Тейлор.
- ^ Общество Финчли (26 июня 1997 г.). «Протокол ежегодного общего собрания Общества Финчли» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 декабря 2008 г. Проверено 3 апреля 2009 г.
- ^ Сегодня в истории науки. «25 июня – сегодняшний день в истории науки» . Проверено 3 апреля 2009 г.
- ^ «Дешевая железная дорога» . Брисбенский курьер . 27 ноября 1878 г.
- ^ Ньюхэм, AT (1998) [1989]. Железная дорога Листоуэл и Баллибанион (изд. LP33). Оквуд Пресс. ISBN 0-85361-093-2 .
- ^ «Железная дорога Листоуэл и Баллибанион» .
- ^ «Уникальные ирландские поезда ходят по одному рельсу», Popular Science , февраль 1935 г.
- ^ «Испытание электрической железной дороги» . Нью-Йорк Таймс . 12 ноября 1886 г. Проверено 13 мая 2010 г.
- ↑ Scientific American, 28 марта 1891 г.
- ^ «Бойнтонская велосипедная надземная железная дорога» . Научный американец . 17 февраля 1894 г. Архивировано из оригинала 17 февраля 2012 г. Проверено 21 января 2012 г.
- ^ Бэдси-Эллис, Энтони (2005). Затерянные схемы метро Лондона . Харроу: Столичный транспорт. п. 320. ИСБН 1-85414-293-3 . стр257
- ^ "Твин-вагоны-амфибии для монорельсовой дороги", научно-популярный журнал , июль 1934 г.
- ^ Селф, Дуглас (20 июля 2004 г.). «Гирокар Шиловского» . Дуглас Селф . Проверено 23 декабря 2006 г.
- ^ «Первая в Америке линия монорельсовой дороги запланирована на Нью-Йорк», ноябрь 1930 г., Popular Science.
- ^ «Обладатель премии German Mobility Award CountryCab – однообъемники с гиростабилизацией» . Проверено 25 июня 2021 г.
- ^ «Монокабина для начала» . Проверено 25 июня 2021 г.
- ^ «ОДНОрельсовая железная дорога» . The Perth Gazette и West Australian Times . Национальная библиотека Австралии. 17 мая 1872 г. с. 1 Приложение: Приложение к Perth Gazette и WA Times . Проверено 16 июля 2011 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Гарнер Адриан С. «Монорельсовые дороги XIX века», 2011, Lightmoor Press, ISBN 9781899889570
- Barton HHC Монорельсовые дороги , Институт локомотивных инженеров, 6 февраля 1962 г.
- Wheatcroft ELE, Монорельсовые дороги Woodhouse LC , Proc. Inst Mech Eng , том 181, 1967.
- Казинс Х. Устойчивость гироскопических одногусеничных транспортных средств . Инженерное дело, 21 ноября, 28 ноября, 12 декабря 1913 г.
- Картер Ф.В. Об устойчивости хода локомотивов , Учеб. Королевское общество, июль 1928 г.
- Викенс А.Х. Динамика железнодорожных транспортных средств на прямом пути: фундаментальные соображения поперечной устойчивости . Учеб. Инст. Мех Инж. Том 180, 1966 г.
- Палмер, Генри (1823) [1823]. Описание железной дороги по новому принципу . Дж. Тейлор.