Kun olemme keskustelleet mielenkiintoisimmasta Yarmolchuk-pallojunasta, ehdotan, että harkitsemme toista hanketta, epätavallista noihin aikoihin.
Magneettisen levitaation junilla on tällä hetkellä suurin nopeus kaikesta rautatieliikenteestä. Vastaava tekniikka perustuu voimakkaan magneettikentän käyttöön, joka nostaa junan kiskojen yläpuolelle ja myös kiihdyttää sitä. Samalla alustan osien ja radan välinen kitka eliminoidaan kokonaan, minkä vuoksi energiaa käytetään mahdollisimman tehokkaasti, ja vain ympäröivän ilman vastus häiritsee kiihtyvyyttä. Magneettiset levitaatiojunat ilmestyivät suhteellisen äskettäin, kahdeksankymmentäluvulla. Kuitenkin yrityksiä nostaa juna tien yläpuolelle kitkan poistamiseksi tehtiin aiemmin, vaikka ne toteutettiin tuolloin olemassa olevalla tekniikalla.
Kuusikymmentäluvun lopulla amerikkalainen Grumman-yhtiö kiinnostui suurten nopeuksien rautatieliikenteen tai muiden vastaavien järjestelmien ongelmasta. Seuraavien vuosien aikana sen työntekijät kehittivät lupaavan suurnopeusajoneuvoprojektin, nimeltään TLRV (Tracked Levitated Research Vehicle - "Experimental Levitating Rail Vehicle"). Lisäksi on olemassa vaihtoehtoinen nimitys TACRV (Tracked Air Cushion Research Vehicle - "Experimental air-cush rail vehicle").
Kuten kahdesta nimityksestä seuraa, projektin tavoitteena oli koeajoneuvon kehittäminen ja rakentaminen, joka ei saa ajon aikana koskettaa tienpintaa.
Grumman TLRV -auto lentokonehallissa testauksen aikana. Kuva Wikimedia Commons.
TLRV-projekti kehitettiin Yhdysvaltain liikenneministeriön aktiivisella osallistumisella. Tämä organisaatio osoitti tuolloin kiinnostusta erilaisiin lupaaviin kehityksiin rautatieliikenteen alalla, mukaan lukien ne, jotka eivät käytä perinteisiä rautateitä. Tietystä hetkestä lähtien ministeriö otti osan työn rahoituksesta ja auttoi kehitysyhtiötä myös kokeellisen radan rakentamisessa ja testauksessa.
Jotkut lähteet mainitsevat TLRV-projektin yhteyden Space Shuttle -ohjelmaan. Todellisuudessa tällä projektilla ei kuitenkaan ollut mitään tekemistä avaruusohjelman kanssa, vaikka futuristisella ulkonäöltään rakennettu prototyyppi muistutti todella avaruussukkulaa ilman siipiä.
Valmistelutyön aikana, jonka tulokset muodostivat TLRV-projektin perustan, Grumman-yhtiön asiantuntijat havaitsivat, että täysin uuden ajoneuvon rakentamiseen tarvitaan asianmukainen reitti. Perinteisen kiskoradan käyttöä pidettiin epäkäytännöllisenä ja kehitettiin uusi versio, jota pitkin lupaava ajoneuvo voisi ajaa. Kiskoparin sijasta ehdotettiin tasaista betonitietä, jonka sivuilla oli pystysuorat sivut. TLRV-auton piti ajaa tällä "tarjottimella" pysyen tietyllä korkeudella pohjansa pinnan yläpuolella. Laudat palvelivat ajoneuvon pitämistä radalla ja auttoivat sitä myös kääntymään.
Mainosvideo:
Prototyyppi radalla. Kuva Evergreen.zenfolio.com
Uuden projektin ehdotettiin perustuvan ilmatyynyyn. Tämä tekniikka oli tuolloin hyvin hallittu ja se pystyi tarjoamaan vaaditut ominaisuudet. Ajoneuvon nousu ilmatyynylle mahdollisti kosketuksen estämisen sen rakenteen ja radan välillä. Lisäksi vastaavien laitteiden takia oli mahdollista estää auton kosketus radan sivuihin. Nämä ja jotkut muut näkökohdat vaikuttivat lopulta kokeellisen TLRV-laitteen suunnitteluun.
Ehdotettiin, että useita turboahtimoottoreita käytettäisiin energialähteenä ajoneuvon siirtämiseen ja ilman syöttämiseen tyynyihin. Tällaisen voimalaitoksen teho oli riittävä pitämään auto ilmassa ja siirtämään sitä eteenpäin riittävän suurella nopeudella. Siksi TLRV-autoa voidaan ulkonäön pääpiirteiden perusteella pitää ilmatyynyautona. On myös huomattava, että hänestä tuli yksi harvoista tämän erittäin harvinaisen laiteluokan edustajista.
Rungon nenäkartio. Kuva Evergreen.zenfolio.com
Lupaavan ajoneuvon perustana oli oltava kaksi erityistä muotoilua teliä, jotka sijaitsevat auton edessä ja takana. Jokaisella heistä piti olla neljä pientä yksikköä ilmatyynyn luomiseksi. Kaksi sijaitsi kärryn pohjan alla, kaksi muuta - sivuilla. Oletettiin, että alemmat nostaisivat auton tien yläpuolelle ja sivut pitävät sitä radan sivujen välissä ja suojaisivat sitä iskuilta.
Osana TLRV-laitetta ehdotettiin kahden tyyppisten ilmatyynyjen käyttöä: pohjan alle oli tarkoitus järjestää laajempia yksiköitä, sivuyksiköiden leveys oli pienempi. Kaikkien tyynyjen pituus oli sama, ja yleinen muotoilu oli samanlainen. Kummankin tyynyn pohja oli metallikotelo, jossa oli ilmakanavat, johon oli kiinnitetty kumihame ja iskunvaimentimet, jotka suojaivat osia betonin kanssa kosketuksissa olevilta vaurioilta. Tyynyt olivat soikeita maksimaalisen tehokkuuden ja vaunun sijoittamisen helpottamiseksi.
Vuorottelemiseksi ja erilaisten tärinöiden kompensoimiseksi kaikki lentokoneen kahdeksan tyynyä asennettiin saranoihin, jotka antoivat heille mahdollisuuden heilua pituusakselia pitkin. Turvatyynyn jousitusjärjestelmässä oli myös iskunvaimentimet ja hydrauliset toimilaitteet alustan kokoonpanon muuttamiseksi. Kahden ilmatyynyryhmän käyttö mahdollisti tietyssä määrin rakenteen yksinkertaistamisen ja keventämisen sekä sen suorituskyvyn parantamisen kulkiessa polun kaarevia osia. Samankaltaisia laitteita, joissa on kiinteät ilmatyynyt koko pohjan ja sivujen pinnan yli, ei normaalisti voitu vaihtaa, koska hameiden ja radan sivujen välillä oli suuria aukkoja. Kaksi siirrettävää vaunua puolestaan mahdollisti ongelman ratkaisemisen tyynyjen oikean asennon ylläpitämisestä.
Yleiskuva autosta. Kuva Cygnus.smugmug.com
Taka-telissä oli suuri säiliö paineilman jakamiseksi pumpuista. Tämä säiliö johdettiin takimmaisiin ilmatyynyihin. Lisäksi laitteen rungon läpi kulki kaksi suurihalkaisijaista putkea. Näiden putkistojen edessä oli yksiköitä paineilman siirtämiseksi etuturvatyynyihin. Näiden putkien ulkopinnoille oli järjestetty puupalikat suojaamaan niitä kosketukselta tarjottimen radan sivuille.
Kokeellisen ilma-auton TLRV runko tehtiin pitkänomaisena autona, jolla oli tyypillinen nenän peite. Molemmat kärjet, joissa oli ilmatyynyt, oli saranoitu sen runkoon alaosassa. Kierrosten kulun helpottamiseksi vaunut voisivat pyöriä pystyakselin ympäri. Tämän vuoksi rungon nenäkartio tehtiin erillisenä yksikkönä ja kiinnitettiin etuteliin. Suojavaipan ja kehon päärungon välille on muodostunut huomattava aukko. Alun perin se peitettiin kangasnauhalla, mutta myöhemmin tämä yksityiskohta menetettiin, minkä vuoksi rungon ja päällysteen välillä on tällä hetkellä avoin aukko.
Suojavaipan alaosassa oli tietty pystysuora aukko, jonka tarkkaa tarkoitusta ei tiedetä. Ehkä yhdessä projektin vaiheissa oli tarkoitus täydentää U: n muotoinen raita keskikiskolla, jonka piti tulla tuuletusaukkoon. Rakennettu kokeellinen raita ei kuitenkaan saanut tällaista kiskoa, ja uran tarkka tarkoitus päällysteessä herättää kysymyksiä.
Sivukuva. Alkuperäisen alustan osat ovat selvästi näkyvissä. Kuva Cygnus.smugmug.com
Suoraan nenäkartion takana oli ohjaamo, jossa oli suuri etulasi ja täysimittaiset kuljettajan työpaikat. Ohjaamoon pääsemiseksi kuljettajalle ja hänen avustajalleen annettiin kaksi lokki-siiven ovea. Lisäksi rungon sivuilla oli useita luukkuja pääsyyn sisäyksiköihin.
Joidenkin raporttien mukaan rungon keskiosa luovutettiin joukolle erikoisvarusteita sekä polttoainesäiliöitä kerosiinille. Rungon hännän osassa oli leveä pylväs, jossa oli kolme Pratt & Whitney J52 -moottorimoottoria, joiden piti tarjota ilmatyynyt ja joita käytettiin myös propulsiolaitteena.
Voidaan olettaa, että moottoripylväässä oli järjestetty pumppu- ja putkijärjestelmä ilmakehän ilman toimittamiseksi ilmatyyppisäiliöihin. Ilmeisesti ilmaa otettiin moottorin kompressorista, joka jaettiin sitten kahdeksan turvatyynyn kesken. Samaan aikaan moottoreilla oli tietty tehoreservi, jota voitiin käyttää auton eteenpäin viemiseen. Turbojettimoottoreita ehdotettiin käytettäväksi myös jarrutettaessa. Tätä varten moottorin suutinkokoonpanot oli varustettu liikkuvilla peruutusputkilla, jotka sijaitsevat yhteisellä akselilla.
TLRV kuljetusvaunussa kuljetuksen aikana museosta toiseen. Voit ottaa huomioon alustan elementit. Kuva Pueblorailway.org
Kokeellinen Grumman TLRV rakennettiin vuonna 1972. Tämä laite painoi noin 25 tuhatta puntaa (11,35 tonnia) ja se oli varustettu testaukseen tarvittavilla laitteilla. Tässä kokoonpanossa autoa oli testattava erityisellä radalla.
Kokeellinen raita rakennettiin nimenomaan alkuperäisen suunnittelun testaamiseksi yhdessä Grummanin omistamista paikoista (muiden lähteiden mukaan liikenneministeriön kentällä). Asennettiin sopivan leveä betonilaattojen rengas, ja sen molemmille puolille sijoitettiin pystysuorat laatat vaunun pitämiseksi. Kaikki myöhemmät tarkastukset suoritettiin vain tällä reitillä. Uusien reittien rakentamista tai nykyisen kaatopaikan modernisointia ei koskaan tarvittu.
Laskelmien mukaan lupaava ajoneuvo voi saavuttaa jopa 300 mailin tuntinopeuden ja kuljettaa noin 10-15 tuhatta puntaa painavaa kuormaa. Kiihtyminen nollasta 270 mph: iin kesti enintään kolme minuuttia. Tulevaisuudessa suorituskykyä oli mahdollista parantaa käyttämällä uusia komponentteja, pääasiassa moottoreita, sekä tekemällä suuria muutoksia itse laitteen suunnitteluun. Ensimmäisen prototyypin testit osoittivat kuitenkin, että tällainen kehitys oli tarpeetonta.
Auton takaosa, voimalaitos ja ilmatyynyn teli. Kuva Evergreen.zenfolio.com
Alkuperäinen TLRV-alavaunu on johtanut merenkulkuneuvojen toimintatapojen käyttöönottoon. Ennen matkaa miehistön oli käynnistettävä turbomoottorimoottorit ja saatettava ne toimintatilaan. Sen jälkeen ilma alkoi vuotaa säiliöihin ja ilmatyynyputkiin. Saavutettuaan järjestelmässä vaadittu paine, oli mahdollista kääntää tyynyt päälle ja nostaa laite pienelle korkeudelle radan yläpuolelle. Lisäksi oli tarpeen lisätä moottorin työntövoima ja aloittaa siten kiihdytys.
Saatavilla olevien tietojen mukaan ilmatyynyauton ensimmäiset tarkastukset sujuivat ongelmitta. Kaikki järjestelmät toimivat normaalisti ja varmistivat oikean kiihtyvyyden pienillä nopeuksilla. Vaunu kääntyi siististi, aluksella olevat turvatyynyt pitivät sitä turvallisella etäisyydellä betonista. Lisäksi käännösten kulkua helpotti kahden liikkuvan vaunun läsnäolo. Projektin tekijät olivat tyytyväisiä ja alkoivat ajan myötä lisätä testiajojen nopeutta.
Nopeuksien asteittainen kasvu tapahtui ilman erityisiä ongelmia, mutta pian ensimmäiset vakavat puutteet paljastettiin. Empiirisesti havaittiin, että kokeellinen laite pystyi liikkumaan suurella nopeudella vain pitkin suoria tieosuuksia. Tällöin nopeutta voidaan todellakin lisätä 300 mailiin tunnissa asentamalla uudet moottorit ja suunnittelemalla muotoilua uudelleen. Turvalliseen kaarteeseen joutuminen oli kuitenkin hidastettava 90 mailiin tunnissa. Huolimatta kääntyvien telien ja laivalla olevien turvatyynyjen käytöstä, suurilla nopeuksilla oli vaara, että alavaunu reagoi ennenaikaisesti myöhempien vaurioiden kanssa.
Kuljetus uuteen paikkaan. Kuva Pueblorailway.org
On aivan mahdollista, että juuri suurten nopeuksien kaarteissa esiintyvät ongelmat estivät TLRV-lentokonetta näyttämästä kaikkia kykyjään ja kehittämään suunnittelunopeuttaan. Testiradan testit jatkuivat useita kuukausia. Koeajojen aikana oli mahdollista kehittää huippunopeus 258,4 mph (415 km / h). Ylikellottaminen nykyisissä olosuhteissa ei ollut mahdollista useista syistä.
TLRV: n ainoan prototyypin kokeiluradalla testit antoivat meille mahdollisuuden testata alkuperäisen konseptin toimivuus sekä tunnistaa sen positiiviset ja negatiiviset puolet. Oli mahdollista saada selville, että lupaavan suurnopeusajoneuvon ehdotettu muotoilu todella antaa mahdollisuuden kehittää suuria nopeuksia ja lyhentää matka-aikaa. Lisäksi mahdollisuus kokeilla vahvistettiin ilmatyynyryhmän täysimääräinen käyttö.
Se ei kuitenkaan ollut ilman haittoja. Vakavin ongelma oli alustan riittämätön muotoilu, joka ei voinut varmistaa turvatyynyjen ja ratalautojen oikeaa vuorovaikutusta suurilla nopeuksilla. Betoniosien osumisen suuren riskin takia jouduttiin hidastamaan kaarteissa. Kun liikennöidään todellisilla reiteillä, se voi johtaa säännöllisen jarrutuksen ja kiihdytyksen tarpeeseen, mikä voi muun muassa vahingoittaa vakavasti järjestelmän taloutta, koska turboahdettujen moottoreiden toimintatapaa muutetaan usein. Lisäksi säännöllinen nopeuden vaihtamistarve vaikeutti auton hallintaa, ja käytännössä aiheuttaisi vaikeuksia lentojen suunnittelussa.
Kuljetus uuteen paikkaan. Kuva Pueblorailway.org
Toinen TLRV-ohjelman vakava haittapuoli, joka oli tuolloin jo johtanut monien rohkean projektin päättämiseen, oli tarve rakentaa erityinen reitti. Ilmatyynyvaunu ei voinut käyttää olemassa olevaa rautatieverkkoa ja tarvitsi erikoisreittejä. Niiden rakentamiseen tarvitaan vakavia taloudellisia investointeja, jotka teoriassa voivat maksaa itsensä uuden liikenteen käytön aikana. Jopa nykyiset edut eivät kuitenkaan antaneet odottaa sijoitetun pääoman tuottoa kohtuullisessa ajassa.
Testiradalla tehtyjen testien tulosten perusteella päätettiin luopua jatkotyöstä. Uudessa ilma-autossa oli nykymuodossaan vakavia haittoja, mikä ei antanut meidän puhua sen käytännön käytöstä. Oli huomattavia teknisiä puutteita, ja lisäksi epäiltiin vakavasti tällaisten laitteiden täysimittaisen käytännön mahdollisuutta.
Testit valmistuivat vuonna 1972, ja pian koerata purettiin tarpeettomana. TLRV-auton ainoa prototyyppi lähetettiin varastointiin. Pian Grumman ja Yhdysvaltain liikenneministeriö määrittivät laitteen tulevaisuuden. Kukaan ei uskaltanut hävittää alkuperäisten ideoiden ainutlaatuista suoritusmuotoa, ja siksi kokeellinen ilma-auto siirrettiin Pueblo Weisbrodin lentokonemuseoon (Pueblo, Colorado), jossa se oli esillä useita vuosia. Keväällä 2010 ilmailumuseo suostui siirtämään "ei-ydin" -näyttelyn toiselle organisaatiolle. Huhtikuussa 2010 ilma-auto kuljetettiin Pueblo Railroad Museumiin. Siellä TLRV-laitetta pidetään tähän päivään asti ja se on kaikkien saatavilla.