Napędy pneumatyczne dla lekkich pociągów — Tabor kolejowy napędzany powietrzem

Napędy pneumatyczne dla lekkich pociągów — Tabor kolejowy napędzany powietrzem

Wszystkie środki transportu inne niż rowery są cięższe od przewożonego przez siebie ładunku. Gdyby tak nie było, wykorzystanie energii stałoby się znacznie bardziej efektywne. Właśnie to dzieje się w przypadku kolei atmosferycznej napędzanej przez pompy próżniowe.
Atmospheric-Railway-Aeromovel-3.jpg

Nawet kompaktowe samochody ważą obecnie powyżej tony. A jeśli samochodem podróżują dwie osoby, niemal dziewięćdziesiąt procent energii pochłania przemieszczanie samego pojazdu. W tym przykładzie do przewozu pasażerów zużywane jest zaledwie nieco ponad dziesięć procent energii. Stosunek ładunku pojazdu do jego masy rzadko przekracza 1:4, nawet po pełnym załadowaniu. Podobne niekorzystne stosunki występują w przypadku samolotów, a znacznie gorsze, jeśli chodzi o kolej.

Eliminacja napędu z pokładu

Jedną z najcięższych części konwencjonalnych pojazdów jest napęd. Rowery osiągają wyższą wydajność wyłącznie dlatego, że napędem jest sam pasażer. Czy jednak silnik naprawdę musi podróżować z pojazdem? Znacznie korzystniejsze byłoby zamontowanie go gdzieś po drodze i przesyłanie mocy do pojazdu na odległość. Na taki pomysł wpadli inżynierowie w dziewiętnastym wieku. Pierwsze linie kolei atmosferycznej zbudowano w latach 40. XIX wieku w Irlandii i w Anglii.

Zasadnicza koncepcja była prosta: między szynami położona jest rura ze szczeliną na górze i elastycznym uszczelnieniem. Wewnątrz rury znajduje się tłok niemal całkowicie wypełniający jej średnicę. Jest on przymocowany do spodu podwozia pociągu, a połączenie między nimi przebiega przez uszczelnienie w szczelnie rury. Pompa próżniowa wytwarza próżnię przed pociągiem. Tłok jest ciągnięty w tym kierunku, a wraz z nim porusza się pojazd. Z tyłu jako urządzenie wspomagające może działać sprężarka wytwarzająca nadciśnienie.

Udana druga próba

Dostępne w XIX wieku materiały i technologie nie osiągnęły wymaganego poziomu w celu wystarczającego uszczelnienia szczeliny w rurze i wydajnej pracy pomp próżniowych. Te problemy zostały rozwiązane obecnie dzięki nowoczesnej technologii. Umożliwiła ona w latach 70. XX wieku brazylijskiemu inżynierowi Oskarowi Coesterowi opracowanie napędzanego powietrzem pojazdu Aeromovel. Ten system transportu działa na tej samej zasadzie, co dziewiętnastowieczna kolej atmosferyczna.

W nowoczesnej wersji między szynami zamiast okrągłej rury znajduje się wał o przekroju prostokątnym, w którym przemieszcza się prostokątna płyta. Moc stacjonarnych pomp jest wykorzystywana zarówno do wytwarzania próżni przed pociągiem, jak i nadciśnienia za nim. Pojazd testowy wykonał jazdę na targach w Hanowerze w roku 1980. Obecnie eksploatowane są dwa pojazdy Aeromovel: jeden na kołowej linii o długości 3,2 kilometra w parku tematycznym w Indonezji, a drugi na liczącej 1000 metrów linii na lotnisku w brazylijskim mieście Porto Alegre. Planowane są kolejne instalacje. Stosunek ładunku do masy pojazdu po pełnym załadowaniu Aeromovela sięga potencjalnie rekordowej wartości 1:1.

Historia tej wczesnej alternatywy lokomotyw parowych, które musiały obok własnej masy przewozić duże ilości węgla, jest dość obszerna. Na trasie Londyn-Croydon pojazdy kolei atmosferycznej osiągały w roku 1845 maksymalną prędkość wynoszącą 160 kilometrów na godzinę. Ten rekord został pobity przez lokomotywę parową dopiero 60 lat później. Mimo to eksploatacja linii kolei atmosferycznej została w większości przerwana po krótkim czasie.

Decydującym słabym punktem było uszczelnienie szczeliny w rurze. Było wykonane zwykle ze skóry wołowej nasmarowanej mydłem, olejem z wątroby dorsza i podobnymi substancjami. Skóra jednak w niskich temperaturach twardniała i stawała się krucha. Ponadto stosowane smary przyciągały szczury, które przegryzały uszczelnienie. Bez śledzącej pociąg technologii sygnalizacyjnej silniki parowe pomp próżniowych, które same w sobie były mało wydajne, musiały pracować według harmonogramu. W przypadku opóźnienia pociągów następowało zbędne zużycie dodatkowych ilości węgla. Ruszanie i zatrzymywanie niektórych pociągów na peronie z wymaganą dokładnością było trudne. Suma wad i postęp dokonany w dziedzinie lokomotyw parowych spowodował tymczasowe odłożenie tego obiecującego rozwiązania.


Subskrybuj biuletyn „World of Vacuum"!
Subskrybuj teraz, aby otrzymywać najnowsze ciekawe wiadomości z branży urządzeń próżniowych.

SUBSKRYBUJ