Potom, čo sme diskutovali o najzaujímavejšom balónovom vlaku Yarmolchuk, navrhujem považovať ďalší projekt pre tieto časy za neobvyklý.
Vlaky s magnetickou levitáciou majú v súčasnosti najvyššiu rýchlosť spomedzi všetkých železničných prepráv. Táto technika je založená na použití silného magnetického poľa, ktoré zdvihne vlak nad koľaje a tiež ho zrýchli. Zároveň je úplne vylúčené trenie medzi časťami podvozku a trate, vďaka čomu je energia spotrebovaná čo najefektívnejšie a do akcelerácie zasahuje iba odpor okolitého vzduchu. Magnetické levitačné vlaky sa objavili pomerne nedávno, v osemdesiatych rokoch. Pokusy o zdvihnutie vlaku nad vozovku s cieľom eliminovať trenie sa napriek tomu uskutočnili už skôr, hoci sa realizovali pomocou v tom čase existujúcich technológií.
Koncom šesťdesiatych rokov sa americká spoločnosť Grumman začala zaujímať o problém vysokorýchlostnej železničnej dopravy alebo iných podobných systémov. Počas niekoľkých nasledujúcich rokov vyvinuli jeho zamestnanci sľubný projekt vysokorýchlostných vozidiel s názvom TLRV (Tracked Levitated Research Vehicle - „Experimental Levitating Rail Vehicle“). Okrem toho existuje alternatívne označenie TACRV (Tracked Air Cushion Research Vehicle - „Experimental air-cushion rail vehicle“).
Ako vyplýva z dvoch označení, cieľom projektu bol vývoj a konštrukcia experimentálneho vozidla, ktoré by sa počas jazdy nemalo dotýkať povrchu vozovky.
Letecký automobil Grumman TLRV v hangári počas testovania. Foto Wikimedia Commons.
Projekt TLRV bol vyvinutý za aktívnej účasti amerického ministerstva dopravy. Táto organizácia v tom čase prejavila záujem o rôzne sľubné udalosti v oblasti železničnej dopravy vrátane tých, ktoré nepoužívajú tradičné železničné trate. Počnúc určitým bodom ministerstvo prevzalo časť financovania prác a pomohlo vývojovej spoločnosti aj s výstavbou experimentálnej dráhy a testovaním.
Niektoré zdroje spomínajú prepojenie projektu TLRV s programom Space Shuttle. Napriek tomu v skutočnosti nemal tento projekt nič spoločné s vesmírnym programom, hoci prototyp postavený svojím futuristickým vzhľadom skutočne pripomínal Raketoplán bez krídel.
Počas prípravných prác, ktorých výsledky tvorili základ projektu TLRV, zistili špecialisti spoločnosti Grumman, že pre stavbu úplne nového vozidla je potrebná vhodná trasa. Používanie tradičnej železničnej trate sa považovalo za nepraktické a bola vyvinutá nová verzia konštrukcie, po ktorej mohlo jazdiť nádejné vozidlo. Namiesto dvojice koľajníc sa navrhlo použiť rovnú betónovú cestu so zvislými stranami po stranách. Automobil TLRV musel jazdiť na tomto „podnose“, ktorý zostal v určitej výške nad povrchom svojho dna. Dosky slúžili na udržanie vozidla na trati a pomáhali mu tiež pri zatáčaní.
Propagačné video:
Prototyp na trati. Foto Evergreen.zenfolio.com
Nový projekt bol navrhnutý na základe vzduchového vankúša. Táto technológia bola v tom čase dobre zvládnutá a mohla poskytnúť požadované vlastnosti. Vzostup vozidla na vzduchovom vankúši umožnil vylúčiť kontakt medzi jeho konštrukciou a dráhou. Navyše bolo možné vďaka podobnej výbave zabrániť kontaktu automobilu s bokmi dráhy. Tieto a niektoré ďalšie úvahy nakoniec ovplyvnili dizajn experimentálneho prístroja TLRV.
Bolo navrhnuté použitie niekoľkých prúdových motorov ako zdroja energie na pohyb vozidla a prívod vzduchu do vankúšov. Sila takejto elektrárne bola dostatočná na to, aby udržala automobil vo vzduchu, a zároveň ho posúvala dostatočne vysokou rýchlosťou vpred. Automobil TLRV teda možno na základe hlavných znakov jeho vzhľadu považovať za automobil so vzduchovým vankúšom. Je tiež potrebné poznamenať, že sa stala jednou z mála predstaviteľov tejto mimoriadne vzácnej triedy vybavenia.
Kužeľ nosa trupu. Foto Evergreen.zenfolio.com
Základom sľubného vozidla mali byť dva podvozky špeciálneho dizajnu, umiestnené v prednej a zadnej časti automobilu. Každý z nich mal mať štyri malé jednotky na vytvorenie vzduchového vankúša. Dva boli umiestnené pod spodkom vozíka, ďalšie dva - po stranách. Predpokladalo sa, že tie nižšie auto zdvihnú nad vozovku a tie bočné ho budú držať medzi bokmi trate a chrániť ho pred nárazmi proti nim.
Ako súčasť prístroja TLRV sa navrhlo použiť dva typy vzduchových vankúšov: plánovalo sa umiestniť spodné jednotky širšie, bočné jednotky mali menšiu šírku. Dĺžka všetkých vankúšov bola rovnaká a celkový dizajn bol podobný. Základom každého vankúša bolo kovové puzdro so vzduchovými kanálmi, na ktorom bola pripevnená gumená sukňa a tlmiče nárazov chrániace časti pred poškodením pri kontakte s betónom. Vankúše boli oválne, aby zaistili maximálnu účinnosť a ľahké umiestnenie na vozíku.
Na striedanie a kompenzáciu rôznych vibrácií bolo všetkých osem vankúšov vzdušného automobilu nainštalovaných na pántoch, ktoré im umožňovali hojdať sa pozdĺž pozdĺžnej osi. Systém pruženia airbagov bol tiež vybavený tlmičmi a hydraulickými ovládačmi na zmenu konfigurácie podvozku. Použitie dvoch skupín vzduchových vankúšov umožnilo do istej miery zjednodušiť a odľahčiť konštrukciu, ako aj zlepšiť jej výkon pri prechádzaní zakrivenými úsekmi cesty. Zariadenie podobných rozmerov s pevnými vzduchovými vankúšmi na celej ploche dna a bokov sa bežne nemohlo striedať kvôli vzhľadu veľkých medzier medzi sukňami a bokmi dráhy. Dva pohyblivé vozíky zasa umožnili vyriešiť problém so udržiavaním správnej polohy vankúšov.
Celkový pohľad na auto. Foto Cygnus.smugmug.com
Zadný podvozok mal veľkú nádrž na distribúciu stlačeného vzduchu dodávaného čerpadlami. Táto nádrž bola napojená na zadné vzduchové vankúše. Okrem toho boli pod telom prístroja dve rúrky s veľkým priemerom. Pred týmito potrubiami sa nachádzali jednotky na prenos stlačeného vzduchu k predným airbagom. Na vonkajších povrchoch týchto rúrok boli poskytnuté drevené bloky, ktoré ich mali chrániť pred kontaktom s bočnicami vaničky.
Karoséria experimentálneho vzduchového automobilu TLRV bola vyrobená vo forme predĺženého automobilu s charakteristickým kužeľom nosa. Oba vozíky so vzduchovými vankúšmi boli zavesené na spodnej časti rámu. Na uľahčenie prechodu zákrut sa mohli vozíky otáčať okolo zvislej osi. Z tohto dôvodu bola kapotáž nosa trupu vyrobená ako samostatná jednotka a upevnená na prednom podvozku. Medzi kapotážou a hlavným telesom karosérie sa vytvorila zreteľná medzera. Spočiatku bol pokrytý pruhom látky, neskôr sa však tento detail stratil, a preto je v súčasnosti medzi karosériou a kapotážou otvorená medzera.
V spodnej časti kapotáže sa nachádzala určitá zvislá štrbina, ktorej presný účel zostáva neznámy. Možno sa v jednej z etáp projektu plánovalo doplniť trať v tvare U o strednú koľajnicu, ktorá mala vojsť do štrbiny kapotáže. Postavená experimentálna trať napriek tomu takúto koľajnicu nedostala a presný účel štrbiny v kapotáži vyvoláva otázky.
Bočný pohľad. Prvky pôvodného podvozku sú zreteľne viditeľné. Foto Cygnus.smugmug.com
Priamo za nosovým kužeľom bol kokpit s veľkým čelným zasklením a plnohodnotnými pracoviskami vodiča. Pre prístup do kokpitu boli pre vodiča a jeho asistenta poskytnuté dve krídlové dvere. Po bokoch trupu bolo navyše niekoľko prielezov pre prístup k vnútorným jednotkám.
Podľa niektorých správ bola stredná časť trupu odovzdaná, aby sa do nej zmestila sada špeciálneho vybavenia, ako aj palivové nádrže na petrolej. V zadnej časti trupu sa nachádzal široký pylón s tromi prúdovými motormi Pratt & Whitney J52, ktoré mali slúžiť ako vzduchové vankúše a slúžili tiež ako pohonné zariadenie.
Dá sa predpokladať, že v pylóne motora bol usporiadaný systém čerpadiel a potrubí na dodávanie atmosférického vzduchu do vzduchových vankúšových nádrží. Podľa všetkého sa z kompresora motora nasával vzduch, ktorý sa potom distribuoval medzi osem airbagov. Motory zároveň mali určitú výkonovú rezervu, ktorou sa dalo auto posúvať vpred. Pri brzdení sa navrhlo použiť aj prúdové motory. Z tohto dôvodu boli dýzové zostavy motorov vybavené pohyblivými spätnými rúrkami umiestnenými na spoločnej osi.
TLRV na transportnom vozíku počas prepravy z jedného múzea do druhého. Môžete zvážiť prvky podvozku. Fotografie Pueblorailway.org
Experimentálny Grumman TLRV bol vyrobený v roku 1972. Toto zariadenie vážilo asi 25 tisíc libier (11,35 ton) a bolo vybavené súpravou vybavenia potrebnou na testovanie. V tejto konfigurácii bolo treba automobil vyskúšať na špeciálnej trati.
Testovacia dráha bola postavená špeciálne na testovanie pôvodného návrhu na jednom z miest vo vlastníctve Grummana (podľa iných zdrojov na cvičisku ministerstva dopravy). Položil sa krúžok z betónových dosiek príslušnej šírky, na oboch stranách ktorých boli namontované zvislé dosky, ktoré držali vozík. Všetky ďalšie kontroly sa vykonali iba na tejto trase. Nikdy nebolo potrebné budovať nové trasy alebo modernizovať existujúcu skládku.
Podľa výpočtov mohlo sľubné vozidlo dosiahnuť rýchlosť až 300 míľ za hodinu a niesť náklad s hmotnosťou približne 10 až 15 tisíc libier (4,5 až 6,8 tony). Zrýchlenie z nuly na 270 míľ za hodinu netrvalo dlhšie ako tri minúty. V budúcnosti bolo možné vylepšiť výkon použitím nových komponentov, predovšetkým motorov, ako aj závažnými zmenami v konštrukcii samotného prístroja. Testy prvého prototypu napriek tomu ukázali, že takýto vývoj bol zbytočný.
Zadná časť vozidla, elektráreň a podvozok so vzduchovým vankúšom. Foto Evergreen.zenfolio.com
Pôvodný podvozok TLRV viedol k prijatiu prevádzkových metód z námorných vznášadiel. Pred cestou musela posádka naštartovať prúdové motory a uviesť ich do prevádzkového režimu. Potom začalo krvácanie do zásobníkov a potrubí vzduchových vankúšov. Po dosiahnutí požadovaného tlaku v systéme bolo možné zapnúť vankúše a zdvihnúť prístroj do malej výšky nad koľajiskom. Ďalej bolo potrebné pridať ťah motora a tým zahájiť akceleráciu.
Podľa dostupných údajov prešli prvé kontroly automobilu so vzduchovým vankúšom bez problémov. Všetky systémy fungovali normálne a zabezpečovali správne zrýchlenie na nízke rýchlosti. Kočiar sa striedal úhľadne, airbagy na palube ho udržiavali v bezpečnej vzdialenosti od betónu. Prejazd zákrut navyše uľahčovala prítomnosť dvoch pohyblivých vozíkov. Autori projektu boli spokojní a časom začali zvyšovať rýchlosť testovacích jázd.
Postupné zvyšovanie rýchlostí prebehlo bez akýchkoľvek osobitných problémov, čoskoro sa však odhalili prvé vážne nedostatky. Empiricky sa zistilo, že experimentálny prístroj sa mohol pohybovať vysokou rýchlosťou iba po priamych úsekoch cesty. V takom prípade by sa inštaláciou nových motorov a prepracovaním dizajnu mohla rýchlosť skutočne zvýšiť na 300 míľ za hodinu. Pre bezpečnú jazdu v zákrutách však bolo potrebné spomaliť na 90 míľ za hodinu. Napriek použitiu otočných podvozkov a palubných airbagov pri vysokých rýchlostiach hrozilo riziko predčasnej reakcie podvozku s následným poškodením.
Preprava na nové miesto. Fotografie Pueblorailway.org
Je dosť možné, že to boli práve problémy s vysokorýchlostnými zákrutami, ktoré zabránili leteckému automobilu TLRV ukázať všetky svoje schopnosti a vyvinúť svoju konštrukčnú rýchlosť. Testy na testovacej dráhe pokračovali niekoľko mesiacov. Počas skúšobných jázd bolo možné vyvinúť maximálnu rýchlosť 415 km / h. Ďalšie pretaktovanie za súčasných podmienok nebolo možné z mnohých dôvodov.
Testy jediného prototypu TLRV na pilotnej dráhe nám umožnili otestovať životaschopnosť pôvodného konceptu, ako aj identifikovať jeho pozitívne a negatívne stránky. Podarilo sa zistiť, že navrhovaná konštrukcia sľubného vysokorýchlostného vozidla skutočne umožňuje vyvíjať vysoké rýchlosti a skracovať čas jazdy. Okrem toho bola experimentálne potvrdená možnosť plného využitia skupiny vzduchových vankúšov.
Nebolo to však bez jeho nevýhod. Najvážnejším problémom bola nedostatočne dokonalá konštrukcia podvozku, ktorá nedokázala zabezpečiť správnu interakciu airbagov a koľajových dosiek pri vysokých rýchlostiach. Z dôvodu vysokého rizika nárazu do betónových častí bolo potrebné v zákrutách spomaliť. Pri prevádzke na skutočných trasách by to mohlo viesť k potrebe pravidelného brzdenia a akcelerácie, čo by okrem iného mohlo vážne narušiť účinnosť systému v dôsledku častých zmien prevádzkového režimu prúdových motorov. Pravidelná potreba zmeny rýchlosti navyše sťažovala kontrolu nad autom a v praxi by viedla k problémom pri plánovaní letov.
Preprava na nové miesto. Fotografie Pueblorailway.org
Ďalším vážnym nedostatkom programu TLRV, ktorý už v tom čase viedol k ukončeniu mnohých odvážnych projektov, bola potreba vybudovania špeciálnej trasy. Vankúš nemohol využívať existujúcu železničnú sieť a potreboval špeciálne trasy. Na ich výstavbu boli potrebné vážne finančné investície, ktoré by sa teoreticky mohli počas prevádzky novej dopravy vyplatiť. Ani existujúce výhody však neumožňovali očakávať návratnosť investícií v primeranom časovom rámci.
Na základe výsledkov testov na testovacej dráhe sa rozhodlo upustiť od ďalších prác. V súčasnej podobe mal nový letecký automobil vážne nedostatky, ktoré neumožňovali hovoriť o jeho praktickom použití. Vyskytli sa znateľné technické nedostatky a navyše existovali vážne pochybnosti o možnosti plnohodnotnej praktickej prevádzky týchto zariadení.
Testy boli ukončené v roku 1972 a čoskoro bola experimentálna dráha demontovaná ako nepotrebná. Jediný prototyp automobilu TLRV bol odoslaný na uskladnenie. Grumman a americké ministerstvo dopravy čoskoro určili ďalší osud prístroja. Jedinečné stelesnenie pôvodných myšlienok sa nikto neodvážil zbaviť, a preto bol skúsený letecký automobil prevezený do Leteckého múzea Pueblo Weisbrod (Pueblo, Colorado), kde bol niekoľko rokov vystavený. Na jar roku 2010 sa letecké múzeum dohodlo na prevode „vedľajšieho“exponátu do inej organizácie. V apríli 2010 bol letecký automobil prevezený do Pueblo Railroad Museum. Tam sa prístroj TLRV uchováva dodnes a je k dispozícii všetkým.