Kolej jednoszynowa z żyroskopem

kolejblog.wordpress.com 1 rok temu
Zdjęcie: Louis Brennan na tle swojej kolei monorail


Kolej jednoszynowa (będę używał terminu monorail, trochę ze snobizmu ale przed wszystkim dlaego. iż jest krótszy) w obecnych czasach ma dwa rozwiązania techniczne. Albo wagony jeżdżą po jednej szynie, zwykle żelbetonowej, o szerokości 60–90 cm, na której wagon siedzi „okrakiem”, utrzymując się dzięki kołom stykającym się zarówno z powierzchnią górną, jak i boczną szyny, albo też wiszą pod metalową szyną (trochę jak kolejka linowa, ale szyna nie jest elastyczna w odróżnieniu od liny). To drugie rozwiązanie zostało zastosowane w transporcie publicznym jedynie w Wuppertalu w Niemczech i w prefekturze Kanagawa w Japonii. Pierwsze rozwiązanie jest w użyciu głównie w transporcie miejskim, przede wszystkim w Chinach i Japonii.

Na początku 20. wieku urodzony w Irlandii (wówczas części Wielkiej Brytanii) inżynier Louis Brennan (1852 – 1932) wymyślił jeszcze inne rozwiązanie. Pociągi będą się poruszać po jednej „klasycznej” szynie leżącej na ziemi a stabilne położenie zapewni układ żyroskopów.

Teoria żyroskopu jest dość zawiła, ale sprowadza się do tego, iż gwałtownie obracające się masywne koło utrzymuje w tej samej pozycji swoją oś obrotu choćby jeżeli działają na nią boczne siły. W praktyce jest to powszechnie znany i używany obiekt: koła rowerowe czy motocyklowe działają jako żyroskopy, dzięki którym rower czy motocykl nie przewraca się w czasie jazdy. Bardzo elementarny pokaz efektu żyroskopowego jest na poniższym filmie:

To tyle wstępu – a co adekwatnie zaproponował Louis Brennan? Zobaczmy na zdjęciach.

Pierwsza próba monoraila Brennana miała miejsce w ogrodzie jego domu. Wagon miał rozmiar 1,83 × 0.46 m, wyposażony był w dwa żyroskopy o średnicy 127 mm. Szyną była rura gazowa na podkładach, częścią trasy był 15-metrowy odcinek liny, na trasie były ostre zakręty i pochylenie do 10 stopni. Oto zdjęcia tego prototypu. Wynalazca nie miał nic przeciwko temu by do prób używać własnych dzieci; niektórzy uważają, iż dzieci na zdjęciach nie wyglądają na bardzo szczęśliwe.

Brennan junior w prototypowym wagonie w ogrodzie ojca
Córka Louisa Brennana w prototypowym wagonie. Louis Brennan stoi po prawej stronie.

Ten eksperyment wzbudził zainteresowanie India Office – brytyjskiego departamentu nadzorującego administrację Indii, podlegających wówczas Wielkiej Brytanii. Władze kolonialne chciały zbudować linie kolejowe w prowincji Pendżab (Punjab), i monorail wydawał się interesującym rozwiązaniem ze względu na niskie koszty budowy i użyteczność w terenie górzystym. Od India Office i władz Kaszmiru Brennan dostał w sumie £13.000 (około 1,5 miliona współczesnych funtów, czyli około 8 milionów złotych), by kontynuować prace nad swoim monorailem.

W 1909 roku pojazd po raz pierwszy pojechał z własnym napędem na terenie specjalnie wybudowanej fabryki, przewożąc 32 osoby. Wagon o rozmiarach 12,2 × 3 m miał silnik benzynowy o mocy 15 kW, połączony z prądnicą, która napędzała żyroskopy i silniki na obu osiach pojazdu. Osiągnął szybkość 35 km/h. Stabilność zapewniały dwa poziome żyroskopy ważące po około 750 kg i obracające się w komorze próżniowej z szybkością 3000 obrotów/min. Koła miały podwójne obręcze, by utrzymać się na pojedynczej szynie. Wagon miał „nogi” utrzymujące go w pozycji pionowej, gdy nie obracały się żyroskopy. Według Brennana, w przypadku awarii silnika wagon pozostawał stabilny kilka godzin, co miało dać dostatecznie dużo czasu, by opuścić „nogi”.

Próby na terenie fabryki
Próby na terenie fabryki

Publiczność obejrzała monorail Brennana po raz pierwszy w 1910 roku na Wystawie Japońsko-Brytyjskiej w Londynie. Wagon przewoził 50 pasażerów po okrągłym torze z prędkością 32 km/h. Wśród pasażerów był Winston Churchill, ówczesny minister spraw wewnętrznych, który wykazał duże zainteresowanie tym wynalazkiem, do tego stopnia, iż tydzień później przyprowadził na wystawę swoją rodzinę i premiera Davida Lloyd George’a.

Monorail na wystawie japońsko-brytyjskiej. Niektórzy twierdzą, iż zdjęcie pokazuje fotoreporterów uciekających przed niestabilnie wyglądającym pojazdem.

Pomimo zainteresowania jakie monorail wzbudził wśród polityków i publiczności, ten środek transportu nie uzyskał wsparcia finansowego. Na pewno jedną z przyczyn był fakt, iż każdy wagon wymagał silnika napędzającego żyroskopy – nie było możliwe stworzenie pociągu na wzór klasycznej kolei: jedna lokomotywa ciągnąca wiele wagonów. Z dwóch zbudowanych pojazdów jeden sprzedano na złom niedługo po wystawie, a drugi służył jako schron deszczowy w parku do 1930 roku.

Idź do oryginalnego materiału