История создания необычного общественного транспорта – заводного трамвая
Когда мы говорим, что трамвай в некоем городе «работает как часы», мы обычно подразумеваем, что вагоны там бегают с раннего утра до поздней ночи с большими скоростями и маленькими интервалами, надёжно и комфортно перевозя миллионы пассажиров. Но в истории остался трамвай, к которому эта фраза применима буквально, ибо в движение он приводился той же силой, что и старинные «брегеты» — силой заведённой пружины.
В середине XVII века великий нидерландский учёный Христиан Гюйгенс изобрёл часовую пружину: загнутую спиралью металлическую ленту, в которой можно было аккумулировать энергию, закрутив (заведя) её. Раскручиваясь, пружина могла приводить в движение различные механизмы, будучи эдаким компактным мотором. По тем временам, очень компактным. Она нашла применение, прежде всего, в часах, которым отныне не нужен был маятник: вставил ключ в маленькую коробочку, завёл пружинку и можешь целый день наслаждаться точным временем. Такие часы, несмотря на появление электромеханических и даже электронных аналогов, выпускались ещё лет двадцать назад. Часами пружина Гюйгенса не ограничилась. Она крутила шестерёнки заводных игрушек (приводивших в восторг в том числе и взрослых — у лесковской блохи была уйма реальных прототипов), музыкальных шкатулок, механических пианино, граммофонов и много чего ещё. Послужила она и науке — вспомним хоть «аэродинамическую машину» Ломоносова. Трудится она и сейчас. В конце XIX века часовую пружину пытались приспособить для привода и более «серьёзной» техники: мотоциклов, торпед… и трамваев!
Первым идея заводного трамвая озарила бельгийца Эдварда Генри Лево, жившего в английском местечке Брук Грин (ныне входит в состав Лондона). В мае 1875 года на Ломан-стрит, что в лондонском районе Саутвек, заработала демонстрационная линия, построенная по его проекту фирмой «Томас Мидлтон и К.» На маленьком пятитонном вагончике установили шесть спиральных пружин, собранных по три в две скручиваемых в противоположных направлениях группы, получавших и отдававших энергию посредством замысловатых зубчатых передач. Заводились они стационарной паровой машиной мощностью 5 л.с., чей вал находился под поверхностью земли сбоку от путей.
Эта машина, через несколько установленных на складной стойке шестерней, крутила оснащённый храповым механизмом заводной вал трамвая. Когда «зарядка» завершалась, стойка с шестернями складывалась и вагон отправлялся в путь. Управлялся он всего двумя рычагами: стартовым и реверсивным. Тормоза представляли собой колодки, механически прижимающиеся к ободам колёс. Запаса энергии хватало, чтобы проехать полмили (около 800 м) со скоростью 7 миль в час (около 11 км/ч). На следующий год количество пружин довели до 24, за счёт чего трамвай смог одолеть более трёх километров.
Лево работал над усовершенствованием своей идеи. В его последующих патентах храповик заменён на червячную передачу, появляется механизм регулирования мощности (путём подключения и вывода из работы групп пружин), ленточные тормоза. Он предлагал перенести пружины с пассажирских вагонов на эдакие «локомотивы», которые можно было бы подцеплять и отцеплять по мере надобности, не тратя время на заводку.
В конце концов, наработки Лево по заводным устройствам нашли своё воплощение в конструкции механического пианино, а вот трамваев по его проектам больше не строили.
В следующем десятилетии о «пружинном» трамвае задумались за океаном. Филадельфиец Джордж Джинке в 1883 г. запатентовал вагон с приводом от спиральных пружин, как и у Лево собранных группами, но не поперёк кузова, а вдоль него. На колёса мощность передавалась через конические шестерни, оснащённый ленточным тормозом промежуточный вал и двухскоростной цепной привод (механизм переключения скоростей работал, по всей видимости, как на велосипедах). Предусматривался последовательный ввод пружинных групп в действие для сохранения постоянной мощности.
Немного позднее в той же Филадельфии свою конструкцию заводного трамвая предложил Даниэль Пфатц. В его проекте довольно совершенный пружинный механизм сосуществовал с весьма странными техническими решениями: управляемыми, как на автомобилях, передними колёсами (для лучшего вписывания в кривые) и выдвижными штырями с внутренних сторон колёс, которые в скользкую погоду должны были втыкаться в грунт, улучшая сцепление.
Филадельфия ненадолго стала центром «пружинотрамваестроения», а точнее, «пружинотрамваемечтания». О создании такого транспорта заявляли как минимум две фирмы с длинными невыразительными названиями. За давностью лет уже непонятно, сотрудничали они или конкурировали. Сотрудник «American Spring Car Motor Company» Фрэнсис Бэкон (тёзка, разумеется) в феврале 1885 г. сообщал, что уже изготовлена рама и приводные пружины будущего вагона, и дело осталось за наладкой механизмов да сборкой кузова. А система, предложенная «Automatic Spring Motor Car&Carriage Company», в случае своего воплощения в металле, наверное, была бы верхом технического совершенства для заводных трамваев. Вагоны с дальностью хода не менее 8 миль (13 км) должны были нести на борту восемьдесят пружин, вводившихся в работу попеременно в зависимости от нагрузки. Утверждалось, что одна сломанная пружина практически не повлияет на работоспособность этого монстра, а замена её займёт всего пару часов и обойдётся весьма недорого. На вагонах предполагалось установить автоматические ограничители скорости (скорее всего, выполненные в виде центробежных регуляторов оборотов) и систему рекуперативного торможения, позволявшую заводить пружины на ходу. Компания заявляла, что для работы городской трамвайной системы хватит двух паровых машин мощностью 15-20 л.с., которые в перерывах между заводками можно будет использовать на городские и производственные нужды. К сожалению, эти красивые «прожекты» так и не стали реальностью.
Конечно, трамвай, работающий от часовых пружин — это технический курьёз, наверное, даже по тем временам. Если бы не опыты Лево, вряд ли вообще можно было бы поверить в работоспособность такой конструкции, ведь пружинный механизм, способный накопить достаточный для трамвая запас потенциальной энергии — это нечто из ряда вон выходящее. Но таков был романтический дух того времени — жюльверновщина пришла в реальную жизнь. Вряд ли с высот XXI века, во многом канализировавшего технический прогресс в «новые айфоны», можно по достоинству оценить энтузиазм и находчивость тогдашних изобретателей.
В продолжение темы механического транспорта так же предлагаем ознакомиться с историей создания и недолгого существования гиробусов.
Источник: metroblog.ru