Анна
я могу ...да почти всё...
Самая непростительная ошибка – отказ от действий из-за страха ошибиться
Анна Лаптева
Все записи
текст

Наше ё. Как в России изобрели и прошляпили электротранспорт

Промышленная революция скоро превратила крупные города Старого и Нового света в мегаполисы. Только представьте себе, в начале XIX века на нашей планете не было ни одного города-миллионника, а уже в середине столетия в Лондоне проживало более 2 млн человек, в Париже – более 1,5 млн, население Нью-Йорка, Вены, Берлина и Санкт-Петербурга перевалило за полмиллиона! И конечно, перед каждым из деловых центров остро встал вопрос внутригородских пассажирских перевозок.
Наше ё. Как в России изобрели и прошляпили электротранспорт
     «Время – деньги!» – повторяли вслед за Бенджамином Франклином коммерсанты всего мира, торопливо запрыгивая в конные экипажи, наводнившие улицы городов. Вскоре им на подмогу пришли общественные экипажи – омнибусы (в России называемые линейками), способные перевозить до полутора десятков пассажиров одновременно. Мода на железные дороги породила новый вид общественного транспорта – конку, трамвайчик на конной тяге. В итоге картина городских улиц того времени не могла порадовать глаз современника: за лошадьми не успевали убирать, мостовые истирались подковами и железными ободьями экипажей. Добавим к вышеописанным прелестям хаос, возникающий на улицах с наступлением сумерек, и станет понятно, почему мысли изобретателей XIX века обратились к электричеству.
Лошадь было решено заменить электродвигателем, и базовой моделью для разработок в этом направлении стала конка. Ее конструкция была практически идеальна – салон прошел проверку временем и во всем устраивал горожан, а движение по рельсам гарантировало плавный ход и низкие энергозатраты. Тем не менее, без появления стационарных электростанций, передающих ток по проводам на необходимое расстояние, конка не смогла бы эволюционировать до электрического трамвая. Во-первых, дающие необходимую энергию гальванические элементы тогда были неимоверно тяжелыми, и первые модели на электрической тяге ползли, как черепахи, не составляя никакой конкуренции своим паровым оппонентам. Во-вторых, производство батарей требовало дорогостоящих металлов – меди и цинка.


«Трамвай» имеет английские корни и в этимологическом словаре русского языка связывается со словами tram – вагон, тележка, и way – дорога, путь. В английском языке оно появилось еще до изобретения электрического трамвая. В Англии так называли вагон, ведомый лошадьми, очень напоминающий русскую конку. В словаре Брокгауза и Ефрона статья о конке сопровождается картинкой, на которой по всей длине вагона, перевозимого лошадьми, идет надпись: «Glasgow Corporation Tramways».
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ современного электрического трамвая началась, однако, раньше, чем электричество побежало к массовому потребителю по проводам. В 1874–1876 годах наш соотечественник, которого по праву считают отцом электротранспорта, Федор Аполлонович Пироцкий, в ряде опытов заставил двигаться по рельсам свою первую электрическую машину без всяких проводов. Нет, гальванического элемента в ее конструкции не было. Электричество к двигателю подавалось… прямо по рельсам! На километровом участке Сестрорецкой железной дороги рельсы изолировали от земли и подключили к небольшому генератору, один рельс взял на себя функцию прямого провода, а другой – обратного. Опыты прошли блестяще. Машина с электродвигателем получала необходимую для движения энергию, находясь даже на расстоянии 1000 м от источника питания. 
Вдохновленный успехом Пироцкий принялся за создание первого в мире трамвая, установив электродвигатель на одну из конок Петербургской конно-железной дороги. Спустя несколько лет, 22 августа 1880 года, в Петербурге на Песках (район современных Советских улиц) горожане прокатились на первом электрическом трамвае. Двигатель мощностью 4 л. с. позволил вагону с 40 пассажирами легко развить скорость до 12 км/ч. Постоянный ток напряжением 100 В подавался от генератора на специально подготовленный участок путей. Двигатель принимал электроэнергию через бандажи колес, поэтому колесный механизм был тщательно изолирован от пассажирского вагона. Кстати, кроме электродвигателя новый вид транспорта включал еще одну техническую новинку – зубчатую передачу от двигателя к осям колес собственной конструкции Пироцкого.

НА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ ВЫСТАВКЕ 1881 года в Париже Федор Пироцкий продемонстрировал свою схему электрической железной дороги. Его находками был очень впечатлен Вернер фон Сименс (Werner von Siemens) – немецкий ученый, изобретатель, основатель ныне всемирно известного транснационального концерна. С идеями Пироцкого он успел познакомиться ранее, фирма Siemens & Halske сотрудничала с Россией, вкладывала деньги в развитие промышленности и была в курсе российских научных новостей. 
Позаимствовав идею передачи электрической энергии по рельсам у российского коллеги, уже 1879 году господин Сименс организовал на Берлинской промышленной выставке презентацию своей полуигрушечной модели электропоезда. Локомотивчик и три маленьких вагонетки, на сидениях которых могли разместиться 18 пассажиров, почти бесшумно скользили по рельсам, чем произвели фурор среди зрителей, привыкших к грохоту и дыму паровозов. Рельсов у модели Сименса было три: один служил проводником тока, а по двум другим катились колеса вагонов. 
Увы, и на этот раз слава изобретателя досталась вовсе не автору идеи, а тому, кто ею предприимчиво воспользовался. Обладающий деловой жилкой Сименс быстро сообразил, что перед ним не только полет научной мысли, но и вполне прибыльное предприятие. Уже 16 мая 1881 года он открыл трамвайное сообщение между станцией Лихтерфельде Анхальтской железной дороги и Кадетским колледжем Берлина. Трамвай Сименса развивал скорость до 30 км/ч и колесил по путям протяженностью 2,5 км. Его конструкция практически во всем повторяла «запряженную электродвигателем» конку Пироцкого, за маленьким исключением – зубчатую передачу от двигателя к осям колес Сименс, видимо, второпях не разглядел и оснастил свою машину старомодным ременным приводом.

Создание троллейбуса – повод, по которому к Вернеру фон Сименсу претензий нет. 29 апреля 1882 года первая троллейбусная линия была открыта компанией Siemens & Halske в предместье Берлина. Electromote, так Сименс окрестил свое изобретение, был далек от совершенства. Его контактные провода располагались слишком близко друг к другу, и порывы ветра то и дело вызывали в них короткое замыкание. Существующий в наши дни принцип съема электроэнергии с проводов усатым троллейбусом возник в результате многочисленных доработок появившейся еще в 1909 году системы немецкого инженера Макса Шиманна (Max Schiemann). Троллейбусный проект российского изобретателя Петра Александровича Фрезе, разработанный в мельчайших деталях еще в 1904–1905 годах, так и не был осуществлен, а жаль – в планы Фрезе входило запустить его между Новороссийском и Сухуми. Первый троллейбус марки ЛК-1 (названный в честь Лазаря Кагановича) начал движение по российской земле лишь в 1933 году в Москве. В мире троллейбусы приобрели популярность после Второй мировой войны, в период дефицита автомобильного топлива. Этот «золотой век» завершился уже в 1960-е, и к началу XXI века в Австрии, Германии, Испании, Италии, Канаде, Нидерландах, США, Франции, Японии остались лишь единичные троллейбусные ветки. Австралия, Бельгия и Финляндия и вовсе отказались от этого вида транспорта.
ЧЕРЕЗ ДВА ГОДА, в 1883-м, трамвайная ветка открылась в Вене, еще через год – в английском Брайтоне. В России же, на родине трамвая, распространение нового вида транспорта тормозилось, и не из-за традиционных бюрократических проволочек, а из-за конфликта деловых интересов. Владельцы конно-железных дорог всеми силами старались не допустить на рынок перевозок незваного конкурента. Европейские города на сей счет «не заморачивались» – трамвайные пути прокладывались, где это было возможно, по соседству с путями конки и выживали ее, что называется, в здоровой конкурентной борьбе. 
ПОЛНОЦЕННОЕ ТРАМВАЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ появилось в России только в 1892 году. Городом-новатором стал Киев. Первый киевский трамвайчик являлся детищем исключительно отечественного машиностроения: желобчатые рельсы изготовил Брянский рельсопрокатный завод, а вагоны – Коломенский завод. Перевозки вели два вагона на 40 мест каждый. Электричество на трамвайную линию поставляла электростанция, смонтированная на обычной деревянной барже. Двигатели мощностью 120 л. с. выдавали ток напряжением 500 В. К началу XX столетия протяженность киевской трамвайной линии достигла 50 км. Трамваи появились в Нижнем, Курске, Орле, Севастополе и Днепропетровске. Последними сдались столицы. 

В Петербурге в 1895 году электрическая фирма М. М. Подобедова устроила что-то вроде демоверсии трамвайного маршрута: пустила трамвай не по линии конно-железной дороги, а по рельсам, уложенным на невский лед. «Ледовый электрический трамвай» пять зимних сезонов мозолил глаза владельцам конок, в итоге затеявшим против него судебную тяжбу, которую, впрочем, они проиграли. Суд вынес решение в пользу трамвая, заявив, что, двигаясь по льду, он не нарушал права Общества конных железных дорог. 
Наблюдая преимущества электротранспорта, Петербург не прекращал экспериментов: на рельсы устанавливали то трамвай на аккумуляторах, то, подражая англичанам, «паровик», и лишь к 1907 году здесь открылось регулярное трамвайное движение. Не отставала и Москва – семикилометровый участок конно-железной дороги отказался от лошадей и перешел на паровую тягу, однако после несложных экономических выкладок и здесь выбор был сделан в пользу электричества. Для реализации проекта городская Дума приняла решение: «Городские железные дороги в Москве должны составлять особое городское предприятие, и их устройство и эксплуатация должны производиться с самого начала за счет и мерами городского управления».

ТРАМВАЙ ПОСТОЯННО совершенствовался. Рельсы не удавалось идеально изолировать от земли, что приводило к постоянным утечкам тока, и электрический провод подняли над рельсами. Так у трамвая появился сначала трос, соединяющий его со специальной кареткой, двигавшейся по проводам, а затем и его узнаваемый складной металлический «ромбик» с контактной дугой над крышей. Претерпевала эволюционные изменения и трансмиссия: сначала трамвай обзавелся двумя двигателями, и обе его оси стали ведущими, а к 1946 году была подготовлена первая модель четырехосного трамвая. Изменился и корпус трамвайного вагона – с одной стороны, инженеры-разработчики старательно его «вытягивали» для повышения вместимости, с другой – следили за сохранением маневренности на узких городских улицах, сужали переднюю и заднюю части. 
В наши дни эволюция трамвая продолжается. Конструкторы пытаются сделать его низкопольным – для сокращения времени на посадку и высадку пассажиров, а также для удобства людей с ограниченными возможностями – и энергоэффективным. 
Сегодня многие, особенно в двух российских столицах, склонны думать, что трамвай как вид транспорта уходит в прошлое. Но исчезновение трамваев из центра города – не общемировая тенденция. Париж, к примеру, полностью отказавшийся от трамвая еще в 1937 году, сегодня вернул его на свои улицы.

До 2002 года трамвайная сеть Петербурга считалась самой протяженной в мире, но после демонтажа нескольких городских трамвайных веток пальму первенства у Северной Венеции вырвал австралийский Мельбурн. Общая протяженность трамвайных путей Мельбурна составляет 254 км. В городе 30 трамвайных линий и около 1800 остановок. Почти полтысячи трамваев за год перевозят более 180 млн пассажиров.В ТО ВРЕМЯ, когда электрический транспорт завоевывал себе место под солнцем, похожие процессы происходили и под землей. Метро как подземную железную дорогу придумал лондонец Чарльз Пирсон (Charles Pearson). В 1846 году он представил свой проект Королевской комиссии по делам столичных железных дорог, а в 1853 году была создана компания North Metropolitan Railway Co. (слово metropolitan в названии, кстати, означает «столичная»). Со значительными проволочками, испытывая денежные затруднения, компания открыла в Лондоне первую ветку метро лишь 10 января 1863 года. Четыре вагона с газовым освещением тянул паровоз, наполняющий туннель дымом и паром. Несмотря на это лондонская подземка быстро приобрела популярность – рабочие городских предприятий благодаря ей смогли отказаться от дорого жилья в центре города и переселиться на дешевые окраины. Избавить пассажиров от копоти электричество смогло лишь спустя почти 30 лет, в 1890 году.
Второй в мире метрополитен был открыт в Нью-Йорке в 1868-м, а в начале ХХ века собственными подземками уже могли похвастаться Будапешт (1896), Париж (1900), Берлин (1902), Токио (1925). 
В РОССИИ ПЕРВАЯ ЛИНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА была торжественно запущена в Москве 15 мая 1935 года. Сделать это в царской России энтузиастам не удалось по тем же причинам, которые ранее мешали повсеместному распространению трамвая – слишком сильно было противодействие конкурирующих видов транспорта. На этот раз к ретроградам примкнули и владельцы трамвайных парков, всерьез опасающиеся снижения прибыли. 
Потому весьма интересное изобретение русского инженера и революционера по совместительству Александра Логиновича Линева в последнюю очередь нашло применение на родине. Зато предложенная им система токосъема с помощью контактного рельса как нельзя кстати пришлась в Лондоне, затем в США, а в дальнейшем применялась на трамвае княжества Монако. Сегодня многие метрополитены мира, включая Московский и Петербургский, применяют токосъем от «третьего рельса», который представляет собой усовершенствованную систему А. Л. Линева.

ЕСТЬ ОСНОВАНИЯ ГОВОРИТЬ о еще одном утраченном первенстве России в создании электрического транспорта. Первый монорельс на электрической тяге заработал в Гатчине в 1899 году. Ее автором стал петербургский инженер Ипполит Владимирович Романов. Кольцевую линию длиной в 200 м удерживали в одной плоскости решетчатые металлические опоры различной высоты, компенсирующие неровности ландшафта. Подвижным составом являлся трамвайный вагон, весивший 1600 кг и допускавший вдвое большую нагрузку. За крышу вагон был подвешен к установленным на линии двухосным тележкам. Ходовое колесо каждой из тележек имело двигатель мощностью 6 кВт, работающий при напряжении 100 В постоянного тока. Небольшой диаметр ходового колеса (120 мм) ограничивал скорость движения вагона до 15 км/ч. Тем не менее, Романов полагал, что подобная система способна развивать скорость до 200 км/ч. 
Среди проектов Романова, разработанных совместно с инженером К. Н. Кашкиным, была монорельсовая дорога между Петербургом, Москвой и Нижним Новгородом, в которой предлагалось использовать электропривод от двигателей трехфазного переменного тока. Однако и эти идеи поддержки у российского правительства не нашли. Кроме того, они не были должным образом запатентованы. В 1901 году очередной предприимчивый немец – инженер Ланген – оформил соответствующий патент на свое имя и связал посредством монорельса два населенных пункта. Только стали ими не Москва и Петербург, а Бармен и Эльберфельд в Германии.

ПРАКТИЧЕСКИ ВСЕ ВИДЫ электротранспорта сегодня уже отметили свой вековой юбилей. Еще недавно потесненные автомобилями они вновь отвоевывают сданные позиции благодаря своей экологичности, сниженному уровню шума, пожарной безопасности в случае аварии, да и вообще более низкой аварийности. Помимо этого, расходы на энергию у электрического автобуса, к примеру, в 5,5 раз меньше, чем у традиционного, оснащенного двигателем внутреннего сгорания. Возможно, при стремительно надвигающемся дефиците ресурсов именно это экономическое преимущество, наконец, сделает электричество главной движущей силой для транспорта XXI века.

Не Ё-мобиль
В 1899 году инженер Ипполит Романов продемонстрировал в Санкт-Петербурге первый русский электромобиль, рассчитанный на перевозку двух пассажиров. Двигатель мощностью 6 л. с. Романов сконструировал сам, однако его модель не была абсолютным ноу-хау – эксперименты с электрическим приводом для транспорта успешно проводились и ранее. Тем не менее, это был тщательно проработанный образец транспортного средства, пригодный для эксплуатации: он мог проходить без замены батарей до 65 км, развивая скорость до 35 верст в час (примерно 39 км/ч). Аккумуляторы для своего электромобиля Романов также разработал сам – они имели более тонкие пластины, чем большинство тогдашних батарей, и располагались не вертикально, а горизонтально. В сочетании с легкой рамой из труб и кузовом из легкого листового материала (изготовленного по принципу ДВП) вся конструкция была вдвое легче своих европейских аналогов: электромобиль Романова весил 720 кг, а масса французского электромобиля «Жанто» составляла 1440 кг. Свой успех Романов закрепил, изготовив и первый электрический омнибус на 17 пассажирских мест. 

Изобретения

Машины и Механизмы
Всего 0 комментариев
Комментарии

Рекомендуем

Научные события Петербурга:
Общая теория относительности: искусство познания Общая теория относительности: искусство познания
Образовательное пространство «Итальянская 16» Суббота, 24 августа 2019 года, 19:00–20:30
Вечерняя экскурсия по Пулковской обсерватории Вечерняя экскурсия по Пулковской обсерватории
Пулковское шоссе, д. 65, к. 1 23.08.2019
Петросити
Поэма здоровья
Биосфера
Бесконтактная примерка обуви
OK OK OK OK OK OK OK