100 великих рекордов транспорта - Станислав Николаевич Зигуненко
Реактивные вагоны и поезда
Реактивные автомобили, как известно, бьют рекорды скорости на соляных озерах. Им даже удалось одолеть звуковой барьер. Аналогичных показателей инженеры хотели бы добиться на железной дороге. Что у них получается?
В 70 е годы ХХ века советские инженеры из ВНИИ вагоностроения, ОКБ А.С. Яковлева и Калининского вагоностроительного завода совместными усилиями создали вагон-лабораторию «ВНИИВ – Скорость». Его главное отличие от других – спаренные турбореактивные двигатели от самолета ЯК-40, торчавшие над крышей.
Идея, двигавшая поиски специалистов, была такой. Обычный электродвигатель вращает колеса, которые, отталкиваясь от рельсов, перемещают состав электрички. С ростом скорости сила сцепления между поездом и стальными нитями уменьшается, а сопротивление движению возрастает. Понятно, такой принцип образования тягового усилия позволяет увеличивать скорость лишь до определенного предела. Иную картину мы наблюдаем при использовании реактивного двигателя. В этом случае локомотив отталкивается уже не от рельсов (они играют роль направляющих), а от окружающей воздушной среды.
Модель вагона продули в аэродинамической трубе, постаравшись придать вагону обтекаемую форму. Однако первые же испытания показали, что вовсе не воздух мешает вагону развить высокую скорость.
Железная дорога редко бывает прямой. На повороте обычно приподнимают наружный рельс, и состав благополучно преодолевает кривую. На скоростной поезд такой рельсовый «трек» не рассчитан – полотно наклонено (в поперечном направлении) не особенно круто. Спрямление искривленных перегонов чрезмерно дорого, а иногда практически неосуществимо. Каков же выход из положения?
Попытки повысить устойчивость с помощью пневморессор и гидродомкратов, давление в которых должно было на поворотах автоматически меняться, желаемого результата не дали. Вагон немилосердно трясло и кидало из стороны в сторону даже на прямых участках. Да добавьте в этому немилосердный рев реактивных двигателей, способных разбудить даже мертвых…
Реактивный вагон – памятник в честь 110‑-летнего юбилея Тверского вагоностроительного завода
В общем, более 250 км/ч экспериментальному реактивному вагону показать не удалось. А такую скорость могут развить и обычные поезда. И затею с реактивным вагоном нашим специалистам пришлось оставить.
Ныне в связи со 110-летним юбилеем Тверского вагоностроительного завода реактивный вагон превратили в памятник. Носовую часть вагона вместе с реактивными двигателями вставили внутрь монументальной каменной рамы. Получился весьма оригинальный монумент.
Между тем в 1955 году работу над аналогичной конструкцией начал и Кенойя Одзава, декан факультета науки и техники Университета Мейджо (провинция Нагоя). Он возглавил исследовательскую группу, перед которой стояла дерзкая задача – создать сверхзвуковой наземный транспорт.
Ранее профессор был известен как конструктор тяжелых самолетов и управляемых ракет. Используя свой богатый опыт авиационного инженера, он разработал необычную транспортную систему – реактивный поезд, двигающийся по оригинальной эстакаде.
Перед тем как выбрать окончательный вариант, Одзава провел около 20 комплексных испытаний различных моделей. В 1968 году была успешно достигнута скорость 1140 км/ч, а в 1969-м, после постройки герметичного тоннеля, – 2300 км/ч! Вакуум препятствовал образованию и распространению ударных волн, шумов.
Специалисты считают, что в будущем транспортная система Одзавы сможет дополнить традиционное метро, трассы которого могут протянуться из города в город.
Как же будет выглядеть реактивный турбопоезд? Состав длиной 220 м и диаметром 5 м будет сделан из легкого сплава. Внутри он разделен на несколько отсеков. Впереди – кабина водителя. За ней – грузовой отсек, который способен вместить контейнеры общим весом 100 тыс. кг. Далее расположены пассажирские салоны, отделенные от машинного отсека огнестойкими стенками. Салоны, снабженные кондиционерами воздуха, рассчитаны на 1000 мест. С собой будет дозволено провозить багаж, весящий в 2,5 раза больше, чем разрешается в самолетах.
Следующий отсек – приятный сюрприз для автолюбителей. По трапу они могут заехать в него прямо на машинах, посидеть в них некоторое время, а затем покинуть поезд на нужной остановке. В кормовой части находится устройство воздушного торможения.
Турбореактивные двигатели расположены симметрично, по две штуки с каждой стороны поезда. Один ТРД развивает тяговое усилие в 10 тыс. кг.
Эстакада покоится на фундаменте – столбах, стоящих через 100 м. Вдоль пути, над столбами, установлены жесткие уголки с Е-образными пазами. Выступ поезда как бы «схвачен» направляющими роликами сверху и сбоку. Ведущие ролики расположены снизу. Кроме того, вдоль пути закреплены опорные ролики.
Отход поезда от станции происходит за счет ведущих роликов, раскручиваемых электромоторами. Реактивные двигатели включаются уже за пределами города. Оперение поезда – три горизонтальных стабилизатора с двумя вертикальными рулями – обеспечивает подъемную силу, уменьшающую нагрузку на опоры и повышает устойчивость поезда.
Торможение осуществляется теми же ведущими роликами, которые теперь работают в режиме рекуперации, частично возвращая электроэнергию, потраченную на разгон, а также тормозным парашютом, который выбрасывается из кормового отсека.
Предполагалось, что на первых порах рейсовая скорость ограничится 980 км/ч. Тогда поезд, отправившись от Токио, домчится до Осаки за 35 минут. Однако испытания показали, что и японцы не смогли до конца справиться с проблемами шума и тряски. И у них рекордный поезд так и остался экспериментальным.
Абсолютный же рекорд скорости на рельсах принадлежит автоматически управляемой платформе с ракетными двигателями. На отрезке длиной 15,2 км на ракетном полигоне в Уайт-санде, штат Нью-Мексико, она развила скорость 9851 км/ч! Случилось это 5 октября 1982 года.
Специальные вагоны и составы
Локомотивы, как известно, предназначены для того, чтобы приводить в движение составы, состоящие из вагонов. Но знаете ли вы, что вагоны появились даже раньше, чем сами локомотивы?
Самыми первыми железнодорожными вагонами считаются… вагонетки. Да, не удивляйтесь, примитивное транспортное средство, двигающееся без локомотива, посредством мускульных усилий человека, не по железным, а еще по деревянным рельсам, тем не менее послужило прототипом железнодорожного вагона. А цепь вагонеток – прародительница современного поезда.
Первые вагонетки были построены в Лебертале еще в 1550 году, а спустя полвека их вовсю использовали в Великобритании для перевозки угля в окрестностях Ноттингема. Катили эти вагонетки по рельсам вручную или с помощью конной тяги.
Позднее, в XVIII веке, появились и первые вагоны для перевозки людей. Это были предшественники трамваев – конки; они перевозили пассажиров по стальным путям опять-таки с помощью конной упряжки.
Ныне вагоны подразделяются на три большие группы – пассажирские, товарные (или грузовые) и специального назначения. К последним относятся, например, вагоны-лаборатории, где размещаются оборудование и сотрудники для проверки железнодорожного пути на ходу. Во время Великой Отечественной
