Колело на колело: парни локомотиви

Краят на XIX век е период на бързо развитие на железопътния транспорт. Километри (по-точно мили) железопътни линии се прокарват ежедневно в Съединените щати, мрежа покрива диви западни земи и се изискват нови локомотиви и вагони. Броят на парните локомотивни компании растеше с скокове и граници и много от тях в историята си изградиха един или два парни локомотива - и фалираха. Обществеността, всяка нова техническа новост буди възторг и увереност, че именно това е двигателят на бъдещето. Но през 1887 г. на железопътната линия в Ню Джърси се появи нещо напълно необикновено. Новият парен двигател Holman Locomotive изненадваше сред инженерите и механиците, а за обикновените хора - море от емоции и сляпа вяра в прогреса. На външен вид любопитството наподобяваше обикновен парен локомотив от американски тип (2–2–0 според съветската класификация или 4–4–0 според американския), но колелата му изобщо не пипаха релсите…

Първият локомотив на системата Холман (1887 г.) е обичайният тип 4–4−0, поставен на допълнителни каруци. Във второто поколение на „абсурда на Холман“ (1897 г.) само колелата на сдвоени (задвижващи) оси са били разположени на колички.

Всъщност това беше обичайното 4-4-0, току-що модернизирано от Холман. Колелата на невероятна кола не бяха на релси, а на допълнителни колички; чрез предаване на триене те предадоха въртящ момент на задвижваните колела на талигите, които от своя страна вече бяха в контакт с релсите. Габаритът остана нормален - 1435 мм.

Усложнението не донесе никаква печалба, само съпротивлението поради триенето стана по-голямо и рискът от счупване се увеличи (колкото повече детайли, толкова по-бързо ще се разруши структурата). Логично да се обясни причината за създаването на изродът би могъл единствено самият Уилям Дженингс Холман, собственик на локомотивната компания Holman. Много по-късно, през 1895 г., Холман дори патентова своето „изобретение“ (US 546153); Той имаше проблеми само с оправданието на полезността на дизайна, тъй като технически парната машина Holman със сигурност беше иновативна идея.

И така, какъв беше парен влак на Холман в дъното? Както вече споменахме, конкуренцията в железопътната индустрия през онези години беше неистова. А делата на мъничката компания Холман вървяха много зле. Вместо да гони напредъка и да се опита да надмине останалите, господин Холман взе още едно доста рисковано решение. Той купи стар парен локомотив от тип 4−4−0 (ще използваме американската класификация), постави фрикционни джанти на колелата, постави красавицата върху количките, качи всичко и пусна парния локомотив по клона на Ню Джърси. Разбира се, любопитството привлече вниманието.

Холман рекламираше двигателя си възможно най-добре. Той проведе многобройни презентации, купи цели страници с вестници, половината от страната беше окачена с рекламни плакати. Холман обясни на зрителите (използвайки напълно абсурдно от гледна точка на изявленията на физиката), че този дизайн ще доведе до трикратно увеличаване на скоростта при същата мощност на парната инсталация, а по-големият брой точки на контакт с релсите ще избегне приплъзване на колелата, а това ще работи и за увеличаване на скоростта и намаляване на разходите за празна енергия. И накрая, кулминацията на рекламната кампания беше предложението бързо и лесно да се „подобри“ всеки съществуващ парен локомотив, превръщайки го в тип холман. Разбира се, само локомотивната компания Holman предоставя такава услуга.

И най-важното: Холман емитира акции от 25 до 100 долара - за общо 10 милиона долара (поне така е посочено). Моля, обърнете внимание - в края на XIX век, няколко долара можете да живеете седмица. И докато инженерите и железопътните работници тръбяха за измама, Холман продаде почти всички акции - те бяха купени от обикновени хора, които не разбират нищо от физиката и механиката, но лесно се рекламираха. Ангъс Синклер пише в книгата си „Локомотивно развитие“, че една негова позната, на име Марион Френч, инвестира едва 570 долара в акции на Холман и чака следващите 20 години, когато тя ще започне да изплаща дивиденти.

Много вестници наемат технически експерти, за да коментират явлението. Отначало повечето се съгласиха, че Холман е неграмотен самоук, който не разбира законите на физиката. Едва след като той изчезна с всички постъпления, оставяйки парния двигател в наследство на представителите на Ню Джърси, стана ясно, че той е преди всичко брилянтен измамник. Локомотивът стана известен като „Абсурд на Холман“.

Но през 1894 г. Холман внезапно се върна (очевидно парите изтичаха) и поръча на локомотивната компания Baldwin Locomotive Works вече три парни локомотива на неговата система, като плати предварително само един. Системата беше малко по-различна. Воланите стояха директно върху релсите, а само две задвижващи оси почиваха върху количките. А количките бяха с малко по-различен дизайн и схема на предавка; Холман също получи патент за него - през 1898 г. (US 597557). В резултат на това само един Балдуин от системата Холман излезе от фабричната порта три години по-късно, през 1897 година. Но дори и на него Холман успя да спечели няколко добри пари, като отново пусна поредица от акции в новосформирания The Holman Locomotive and Speeding Truck Co и ги подсвирква. След поредното изчезване на Холман, злополучната парна машина беше превърната в обичайните 4-4-0 и изпратена да изкупи срамното си минало в Канзас.

Холман не изчезна напълно и безвъзвратно. Малко по-късно, през 1904 г., той получава патент за неразделна железопътна релса от три части, който не може да прикрепи никъде другаде. В защита на Холман трябва да се каже, че той е бил добър инженер - получава общо седем патента за различни подобрения за железопътната линия (от 1856 до 1904 г.). Друг патент изплува през 1926 г., но най-вероятно е принадлежал на съименника, защото по това време Холман е бил най-малко на 90 години. По време на втората кампания за увещаване на населението той изглеждаше около 60 години.

Патентите сочат, че той е живял в Минесота, след това в Индиана, после в Канзас. И нищо повече не се знае наистина за него.

Но в историята на технологиите Холман ще остане като изобретател на най-абсурдния локомотив в света. И може би като човек, който ловко измами всички. И два пъти.

Парен локомотив Laferrera

Холман не беше пионер в идеята да постави едно колело над друго. През 1850 г. френската компания Entreprise Geneve Laferrère произвежда в едно копие не по-малко оригинален дизайн.

Проблемът беше, че в средата на XIX век няма стандарт за еднакъв габарит. По принцип днес в различни страни по света железопътната коловоза може да има различна ширина - от 610 до 2000 мм (без да се брои детските железници). А Великата западна железница във Великобритания дълго време (до 1892 г.) дори имаше ширина 2140 мм. Дизайнът на Laferrère беше един от опитите да се извърши преходът от един габарит към друг.

Парен локомотив Laferrera

Горната част на локомотива беше обикновен парен локомотив от тип 0–6–0 за път с междурелсие 1000 mm. Ако имаше нужда да се движи парен локомотив по габарит 1435 мм, тогава талигите просто превключиха местата: горната се спусна надолу, а долната - нагоре. Освен това устройството позволи да промени трасето, без да спира парната машина! Трябва да се каже, че от гледна точка на механиката, дизайнът на Лаферър е гениален, особено за средата на XIX век. Друг въпрос е, че всъщност никой не се нуждаеше от това и това развитие спря.

Локомотивът Laferrera е обвит в мистерия от всички страни. Няма патенти за този дизайн, само едно изображение на системата е оцеляло до днес и дори името на производителя е прочетено от табела, която се вижда ясно на снимката. Комбинацията „инженер Лаферър“ е намерена в същата статия от Scientific American от 1888 г., за която двигателят е преизчислен от някоя френска публикация (най-вероятно, Genie Civil).

Парен локомотив на Фонтен

И накрая, струва си да разкажем за друг невероятен дизайн, известен днес като „Fontaine Freak“.

През 1881 г. Grant Locomotive Works (Патерсън, Ню Джърси) изгради уникален локомотив за канадската железница, проектиран от инженера от Детройт Юджийн Фонтейн. Този локомотив вдигна много шум и в продължение на няколко години привлече вниманието както на инженерите-механици, така и на бездействащата публика.

Парен двигател Fontaine. За разлика от хитрия измамник Холман, инженерът Юджийн Фонтейн искрено вярва във функционалността на своя дизайн. По принцип тя функционира, но не дава печалба нито в сила, нито в скорост. През 1881-1882 г. те успяват да построят три парни локомотива по такава схема.

Задвижващото колело на локомотива на Фонтен беше разположено на нивото на котела и чрез предаване на триене завърташе колелото, директно се движеше по релси. Самият Фонтен заяви, че това развитие значително ще увеличи скоростта на двигателя. „Днес имаме ситуация, при която увеличението на скоростта е достъпно само чрез увеличаване на количеството доставено гориво, което води до допълнителни разходи“, пише Фонтейн. „Моят дизайн ще разруши илюзията за невъзможността да се движи по друга пътека ...“ Той направи своето заключение въз основа на това, че въртенето на задвижващо колело с голям диаметър (72 инча), което не е изложено на натиск от масата на двигателя, изисква по-малко енергия от конвенционалната верига. Долното колело с триене (задвижвано), разположено на същата ос като в контакт с релсите, имаше диаметър по-малък от 56 инча, което също намали разходите и позволи да се развие по-голяма скорост. И накрая, системата Fontaine повиши безопасността на движението. Американските железници бяха, да не се крием, доста тромави (особено на запад) и често влаковете слизаха от релсите, просто поради лошото качество на тяхното полагане. Fontaine взриви задвижващата система и задвижващите колела, което сериозно намали обратния ефект на кривата на пътя върху задвижващите лостове, повишавайки надеждността и издръжливостта на конструкцията.


Локомотив на лед Натаниел Грю

Границата между парния локомотив и парния трактор е много тънка: първата минава по релсите, а втората по всяка повърхност. Изглежда: поставете локомотива на гуми или коловози и той ще престане да бъде представител на железопътния транспорт.

И през 1861 г. англичанинът Натаниел Грю проектира и изгражда с участието на господарите. Neilson & Co. парен влак ... на бегачи! Гру беше в Русия малко преди това, където беше потресен от количеството сняг и освен това от тежките пътни условия. Локомотиви откровено се пързаляха по снежни релси. И Греу измисли парен двигател, специално проектиран за Русия.

Забележителното (и наивно) изобретение на Греу е дълго 15 фута и тежеше около 12 тона и трябваше да се движи на задните колела с къси стоманени шипове за по-добро сцепление. Но пред колелата вместо колелата бяха монтирани шейни, които според идеята на Гру можеха перфектно да се плъзгат по снежния път, като по този начин разчистиха пътя на задвижващите колела. Още при доставка до Москва парният локомотив беше оборудван с затворена отопляема кабина, доставяна от парен котел.

Колкото и да е странно, Русия прие проекта и парният локомотив Gru беше придобит от търговеца Солодорников, който редовно обслужваше цялата зима на 1861-62 г. - макар и не по железницата, а по речния лед, превозвайки товари и пътници. Освен това следата на локомотива е загубена в историята, въпреки че според някои съобщения още следващата зима на 1862–63 той пада под леда и остава там завинаги.

За съжаление, Фонтен донякъде сбърка, което беше доказано по време на няколко години експлоатация на парния локомотив на южната железопътна линия на Канада, за което той е създаден. За разлика от Холман, който най-вероятно е бил вдъхновен от идеята за инженер от Детройт, Фонтейн искрено се надяваше да подобри двигателя. Системата му се оказа не по-добра и не по-лоша от обичайната и следователно не беше икономически осъществима поради технологичната сложност. Впоследствие уникалният двигател е преустроен в обикновен работен кон 4-3 -2.

Въпреки това, според системата на Фонтен, в началото през 1882 г. са произведени още два парни локомотива: първият за Пенсилвания железопътна линия, вторият за Уилинг и езерото Ери Railroad. Всички такива локомотиви бяха активно експлоатирани.

В обобщение можем да кажем, че човешкото въображение е безгранично. И колкото и абсурден да изглежда този или онзи дизайн на пръв поглед, струва си да го създадете поне така, че напредъкът да не спира дори за секунда.

Статията е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 4, април 2011 г.).

Препоръчано

Декласифициран смартфон Huawei Honor V10
2019
Тайното оръжие на боговете: как Индра побеждава Ваджра Ваджра
2019
Как да си направите сами направете магнитна гривна "Направи си сам"
2019