Добро пожаловать на сайт компании "Сервиз"!

Если вы заинтересованы в сотрудничестве с нами, пожалуйста, заполните представленную анкету.
Перейти к заполнению >>

Движение без трения. Пассажирская пушка профессора Вейнберга.

Движение без трения. Пассажирская пушка профессора Вейнберга.

«Движение без трения» — так назвал свою небольшую книгу, выпущенную в 1914 г., профессор Томского технологического института Б. Вейнберг. Задавшись целью полностью избавиться от потерь, сопровождающих движение экипажей по земной поверхности, он пришел к идее «безвоздушного электрического пути».

Простая в принципе идея потребовала от Вейнберга немалой изобретательности в разработке технических деталей. Прежде всего, каким должен быть сам путь? По мнению Вейнберга, это металлическая труба, отдельные звенья которой соединены сильфонными вставками для компенсации температурных расширений трубопровода. Через определенные интервалы вдоль трубы установлены насосы, поддерживающие внутри ее вакуум, и боковые камеры с затворами, способные в любой момент герметически перекрыть путь, чтобы дать возможность произвести ремонт, и т. д.

Вейнберг считал: диаметр пассажирского трубопровода должен быть около 90 см. Внутри него движутся вагоны-цилиндры с коническими боковыми крышками, сделанные из железа, причем боковые и верхние стенки у них гораздо толще, чем нижние. Сверху вдоль трубы смонтированы на некотором расстоянии друг от друга мощные электромагниты. Они включаются в электрическую цепь только тогда, когда к ним приближается вагон, и ток в их обмотках протекает в течение доли секунды, только пока,вагон находится близ них. Благодаря кратковременности действия обмотка из малого числа витков, пропускающая токи очень высокой плотности, не будет перегреваться.

На криволинейных участках для изменения траектории вагона нужны дополнительные электромагниты, установленные с той стороны, в которую изгибается путевая труба. Они тоже включаются поочередно — в тот момент, когда нос вагона подходит к ним, и отключаются, когда задняя часть вагона отходит от их середины.

Таково устройство безвоздушного электрического пути в его средней части — самой длинной, самой дорогостоящей и самой, в сущности, простой, ибо ее назначение — лишь поддерживать движение вагона с первоначально заданной скоростью. Разгон же производится на станции отправления. Здесь расположен длинный ряд соленоидов-катушек, охватывающих путевую трубу. Когда нос вагона ходит к очередной катушке, в нее пускается ток, и она втягивает вагон, ускоряя его. Когда же середина вагона проходит через грузоперевозки Киев соленоида, ток отключается, и получивший ускорение вагон подлетает к следующей катушке. Она сообщает ему новый толчок, и эта операция повторяется, пока вагон не достигнет расчетной скорости — 800 км/ч.

На станции назначения точно такое же устройство производит торможение и остановку вагона, только каждый соленоид включается тогда, когда середина вагона пройдет его середину, и выключается, когда конец вагона выйдет из соленоида. Интересно, что энергия, затраченная на разгон вагона на станции отправления, может быть снова возвращена в сеть на станции назначения.

Сам Вейнберг в своей книге отметил, что система ускоряющих соленоидов напоминает электрическую пушку, изобретенную в 1905 г. норвежским физиком Биркеландом. Если это так, то безвоздушный электрический путь русского физика можно уподобить двум гигантским стоящим друг против друга электрическим пушкам, перебрасывающим из ствола в ствол вагоны с пассажирами через искусственно созданное насосами космическое пространство. И именно Вейнбергу принадлежит честь изобретения затвора к этим необычным пассажирским электрическим пуигкам, ибо действительна устройство станции отправления необыкновенно напоминает затвор скорострельного орудия.

Унизанный соленоидами ускорительный участок путевого трубопровода входит в основную камеру, перпендикулярную пути. В ней по рельсам передвигается тележка, на которую могут быть уложены 12 вагонов. К основной камере примыкают четыре боковых, которые могут отделяться от нее и от атмосферного воздуха герметичными задвижками. В каждой из боковых камер 12 вагонов. Когда погрузка окончена; боковая камера изолируется от атмосферного воздуха, в ней создается вакуум и она сообщается с основной. Вагоны _ук-

ладывают на тележку, как снаряды в обойму. И она подает их один за другим в отверстие путевой трубы. «Расстреляв» таким образом вое вагоны, тележка подходит к затвору другой боковой камеры, и вся операция повторяется.

По подсчетам Вейнберга, за минуту можно отправить все 12 вагонов с интервалом между ними 1 км. С учетом времени на «заряжание обоймы» провозная способность составит 15 тыс. вагонов в сутки, или, считая на каждый вагон 150 кг груза, — 2250 г в одном направлении. При этом выгодно располагать станции возможно дальше, так, чтобы одну от другой разделяло около 500—1000 км.

Пожелав сохранить все достоинства такой идеальной, лишенной потерь дороги, Вейнберг столкнулся с массой, казалось «бы, второстепенных, но, в сущности, убийственных для проекта трудностей. И удивительнее всего то, что самые серьезные недостатки проекта вытекали как раз из его достоинств. Вейнберг смог убедиться, что незатейливое стальное колесо, катящееся по рельсу, ценой в общем-то небольших потерь снимает головоломнейшие проблемы. Вынужденный заменить осязаемый рельс невидимым тоннелем, «вытканным» из упругих магнитных силовых линий, он обнаружил, как трудно управлять вагоном, обретшим все шесть степеней свободы. Малейшая неточность, малейшее отклонение при запуске— и вагон начинал «рыскать» в горизонтальной плоскости, гулять вверх и вниз, «клевать» носом, крутиться вокруг продольной осн. И самое главное: раз начавшись, такие движения ще затухают, ибо из-за отсутствия потерь ,на трение, энергию этих движений невозможно рассеять, превратить в теплоту. Больше того, поддерживающие электромагниты могут усиливать некоторые отклонения до такой степени, что вагон, вместо того чтобы описывать волнистую линию с отклонением от оси трубы всего в 1 см, может задеть за верхнюю или нижнюю часть трубы и создать чудовищную катастрофу. Чтобы избежать такой опасности, Вейнберг предлагал очень точно центрировать вагоны перед отправкой и устанавливать сложную систему регулировочных электромагнитов для устранения нежелательных движений вагона уже в пути.

И все-таки ему не удалось отказаться полностью от колес. На начальном и конечном участках пути перевозка мебели Киев должна была перемещаться на колесах. Наконец, немало беспокойства доставила Вейнбергу проблема ускорения и торможения пассажиров: приняв его равным ускорению свободного падения, он обнаружил, что длина тормозного и разгонного участков должна быть по 2,5 км

Все это до такой степени умаляло достоинства идеального безвоздушного электрического пути, что Вейнберг попытался найти иные, компромиссные варианты.

Уже из краткого описания безвоздушного электрического пути видно: в нем трудно найти хоть что-нибудь общее с пневматическим транспортом. Скорее даже наоборот, это — прямая ему противоположность. И все-таки Вейнберг сослужил пассажирскому пневмотранспорту неплохую службу, ибо он между делом разрешил проблему, которая поставила бы в тупик любого инженера 1860-х годов, а именно — проблему герметичного вагона;

Тем временем другой человек из других соображений разработал еще одну идею, чрезвычайно важную для пневмотранспорта.

Так сошлись линии развития самокатных дорог и безвоздушного электрического пути. А когда эти два направления слились с линией эволюции старинных атмосферических дорог, родился комплекс идей, от которого современные специалисты в области транспорта ожидают многого.

Автор Никита Дубина.