Однорельсовые залізниці

На початку ХХ століття в Англії, Німеччині і Росії майже одночасно з’явилися незвичайні гіроскопічні апарати. Захопленим глядачам здавалося, що викладки творців машин вірні: майбутнє за двоколісними автомобілями і однорельсовыми потягами.

Олексій Стрільців

Ідея про те, що вигідніше переміщатися по одній рейці, ніж по двох, народилася у винахідників в 1820-х роках. Історія зберігає відомості про проект «Дорога на стовпах» Івана Эльманова. Відомо, що інженер з підмосковного села М’ячкові всіляко намагався знайти інвесторів під свій проект монорейки, але безуспішно. А в Англії тим часом був побудований перший в світі реально діючий монорельс. По ньому возили вантажі на військово-морській верфі. Протягом наступних років з завидною регулярністю з’являлися проекти одноколійного транспорту, але прорив стався приблизно сто років тому, коли конструктори придумали використовувати гіроскоп для підтримки стійкості одноколійних транспортних засобів.

У 1907 році Серпень Шерль в Берліні і незалежно від нього Луї Бреннан в Лондоні продемонстрували публіці моделі однорельсовых поїздів. А вже через кілька років той же Бреннан в Джилингхеме (Великобританія) показав повнорозмірний вагон на 50 пасажирів.

Джилингхемское диво 10 листопада 1909 році в Джилингхеме,
містечку на південно-сході Англії, британці могли побачити диво-локомотив
Луї Бреннана в дії. Він їздив по одній рейці і підтримував рівновагу за рахунок гироскопической системи.
Всі бажаючі могли покататися на його
платформі.

Юла для дорослих

Дитяча іграшка дзига, будучи розкрученою, може досить довго стояти вертикально, торкаючись опорної поверхні кінчиком своєї осі. За цим же принципом були влаштовані і експериментальні поїзда тієї епохи. Гіроскоп, або, як говорили раніше, жироскоп, розміщувався в спеціальному відділенні одноколійного вагона і за рахунок свого обертання дозволяв йому не тільки котитися по рейці або туго натягнутому канату, але і стояти на місці.

Сучасники з великим оптимізмом відгукувалися про однорельсовых дорогах, вважаючи, що незабаром вони зовсім витісняють звичні двухрельсовые. Дійсно, піднесені над землею на легких і компактних віадуках, вони були б набагато зручніше в якості швидкісного міського транспорту, ніж поширені тоді трамваї і конки. Однорельсовые дороги далекого прямування з-за меншою матеріаломісткості шляхів і підвищеної швидкості пересування поїздів обіцяли бути набагато вигідніше звичних двухрельсовых. Великі надії на винахід покладали і військові відомства, зацікавлені можливістю швидкого будівництва під’їзних шляхів.

Але були і приводи для скепсису. Невирішеним залишалося питання постійного підтримання рівноваги рухомого складу. На двухколейном складі при зупинці і стоянці можна було просто вимкнути двигун, на одноколійній потрібно постійно підтримувати обертання маховика. Звичайно, можна було обійтися і без обертового гіроскопа — для цієї мети у вагонів були спеціальні запобіжні упори. Вони могли виручити у випадку поломки двигуна та поступового припинення обертання маховика. Але користуватися ними було не дуже зручно. Крім того, кожна нова розкрутка масивного маховика вимагала часу.

Як працював автомобіль Шиловського? Стійкість двоколісного автомобіля підтримувалася за рахунок масивного ротора, які обертаються з високою кутовою швидкістю. При кренах і переміщення пасажирів усередині автомобіля для підтримки стабільного положення кузова використовувався гіроскопічний ефект. У горизонтальному положенні автомобіль перебував до тих пір, поки новий
обурення не викликало нового нахилу.
Описана робота гіроскопічного стабілізатора повторювалася знову, поки горизонтальне положення автомобіля знову не було
відновлено. Суть гіроскопічного ефекту в тому, що
якщо ми намагаємося повернути вісь обертається маховика в площині, перпендикулярній
площині його обертання, то вона буде повертатися не в тому напрямку, в якому її намагаються зрушити. Працювала система підтримання рівноваги наступним чином. При посадці пасажирів корпус автомобіля
прагнув повернутися навколо поздовжньої осі
СС. При такому повороті металевий кулю,
що знаходиться всередині трубки перемикача,
перекочувався в сторону нахилу і замикав
одну з двох пар керуючих контактів.
Тим самим включався електродвигун,
який створював момент, що впливає на гіроскоп відносно осі BB. Залежно
від нахилу автомобіля замикалася одна з пар контактів, і електромотор обертався або
в одну, або в іншу сторону. Під віз дією електродвигуна гіроскоп, а разом
з ним і кузов автомобіля отримували прецессионное рух навколо поздовжньої осі СС.
У результаті кузов автомобіля вирівнювався,
зменшуючи кут нахилу до горизонту. Коли екіпаж
повертався у вихідне положення, куля розмикав керуючі контакти, електромотор
переставав впливати на гіроскоп і поворот автомобіля навколо осі СС припинявся.

Наш рейок

Тим не менш досліди й розрахунки показували, що ідея побудови однорельсовой дороги цілком здорова і обіцяє вигоду. Тому спроби побудувати таку дорогу неодноразово робилися. У 1911 році на Алясці будувалася однорельсова дорога протяжністю 160 км. Про долю цього проекту історія зберігає мовчання. А ось «Червона газета» від 15 квітня 1921 року повідомляє: «Президія ВРНГ обговорював питання про спорудження однорельсовой жироскопической залізниці. Постановлено використовувати нині бездействующую колишню царську гілку Петроград — Дитяче Село — Олександрівка. Путиловський завод виконує вже раму і корпус двухвагонного поїзного складу. Пробний потяг буде готовий через рік. Він розрахований на 150-верстную швидкість на годину. Така швидкість для двухрельсовых доріг була поки недоступна». Автором проекту цього поїзда виступав Петро Петрович Шиловський.

Губернатор, закоханий в механіку

Представник стародавнього дворянського роду, Петро Петрович отримав юридичну освіту, навчався юриспруденції в Росії та Німеччині. Повернувшись на батьківщину, він працював слідчим у Лузі, під Петербургом, потім став журналістом, потім знову зайняв посаду слідчого, тепер в Новоржеве. У вільний час грав на скрипці і навіть всерйоз подумував про кар’єру музиканта.

Показавши себе непересічною особистістю на адміністративних посадах, Шиловський отримав посаду віце-губернатора в Уральську, потім в Катеринославі і Симбірську. Нарешті, в 1910 році Петро Петрович став губернатором Костроми. Але, будучи державним діячем, Шиловський не забував про своє захоплення — маховичном транспорті.

Навесні 1909 року Шиловський отримав патент за № 27091 на «Пристрій для збереження рівноваги возів або інших перебувають в нестійкому положенні тіл». Причому свій винахід він запатентував не тільки на батьківщині, але і в Англії, Німеччині, Франції і США. «В природі нормальне, правильне, природне пересування вперед, — пише винахідник, — є просування по лінії, а не по площині».

Цікаве в мережі

У квітні 1911 року Петро Петрович інкогніто представив модель своєї однорельсовой дороги на виставці в Петербурзі, приуроченої до 75-річчя першої російської залізниці. Але немає нічого таємного, що не стало б явним. Журналісти докопалися до істини. На виставці Шиловський заявив, що планує будівництво справжнього, великого гиропоезда. Але почалися неприємності по службі, Костромського губернатора перевели у віддалене Петрозаводськ, а незабаром він подав у відставку, переїхав до Петербурга і зайнявся технічною творчістю.

Англо-російський двухколес

Гиропоезд був не єдиним проектом конструктора. Шиловський вже давно виношував ідею споруди двоколісного автомобіля. Але в Росії реалізувати такий проект було проблематично, і винахідник відправився в Лондон. Незабаром англійська фірма Wolseley Tool & Motorcar Company взялася за створення дива Шиловського. Влітку 1914 року двоколісний автомобіль з’явився на вулицях Лондона, дивуючи і захоплюючи мешканців мегаполісу.

Гирокар Шиловського при масі 2750 кг мав колісну базу довжиною 3969 мм. Для утримання балансу використовувався 600-кілограмовий маховик діаметром 1 м і товщиною 12 див. Він розкручувався електромотором потужністю 1,25 л. с., питавшимся від генератора основного бензинового двигуна потужністю 24 к. с. виробництва тієї ж фірми Wolseley.

Невідомо, якою була б доля машини Шиловського, якби не війна. Перша світова надовго заморозила інноваційний проект. Тим не менш ім’я Шиловського знову з’явилося на слуху у 1921 році.

Повернувся в Росію винахідник успішно пережив війну і складні революційні роки, навіть був обласканий новою владою. Перед ним відкрилися небачені перспективи. Шиловський отримав від радянського уряду замовлення на створення першого в світі гиропоезда. Вдалося організувати власне конструкторське бюро і залучити до проекту таких блискучих фахівців, як Микола Жуковський, Іван Мещерський, Петро Папкович.

Одноколейки Луї Бреннана

На початку ХХ століття ірландець Луї Бреннан був самим відомим в Європі розробником гіроскопічного транспорту. В 1909 році він представив публіці повнорозмірний одноколійний локомотив і катав на ньому всіх охочих.
За майже 80 років життя Бреннан винайшов кілька цікавих пристроїв, але не все задумане здійснилося.
Луї Бреннан довгий час прожив в Австралії, де розробив оригінальну керовану торпеду. У 1880 році Бреннан приїхав в Англію, щоб продати патент на цей винахід британському адміралтейству. За чутками, на цьому контракті винахіднику вдалося заробити величезну суму — понад £100 000. Ці гроші дозволили Бреннану присвятити себе іншому захопленню — гироскопическому апарату. У 1903 році він патентує одноколійний гіроскопічний поїзд. Але далі демонстрації справа не пішла, і після Першої світової Бреннан займається іншими технічними питаннями. З 1919 по 1926 рік він конструює вертоліт. Літальний апарат Бреннана був близький до реалізації, але в 1926 році фінансування проекту було припинено. Технічний прогрес, до якого Бреннан завжди прагнув, в результаті його і згубив. У січні 1932 року в швейцарському Монтре Луї Бреннан був збитий автомобілем.

У 1921 році почалася споруда тієї самої однорельсовой дороги, яку ми згадували. Газета «Петроградська правда» 14 серпня 1921 року повідомляла: «Закінчені підготовчі роботи з будівництва однорельсовой дороги Петроград — Гатчина. Розроблені всі необхідні проекти та схеми, є матеріали, продовольство і робоча сила. Будівництво дороги почнеться в найближчі дні». Гиропоезд створювався як електровоз з власної генераторної станції, оснащеної двома ДВС по 250 л. с. Передбачалося, що потяг буде складатися з двох вагонів обтічної форми — моторного і пасажирського на 50 чоловік (за іншими даними — загальною місткістю 400 пасажирів). Швидкість руху повинна була доходити до 150 км/год. Тому модель поїзда продувалася в аеродинамічній трубі Політехнічного інституту.

Вдалося прокласти близько 12 км однорельсового шляху (від Дитячого Села до Середньої Рогатки). На заводах Санкт-Петербурга щосили йшла споруда гиропоезда. Однак навколо бушувала Громадянська війна, і в травні 1922 року роботи довелося зупинити.

Гирокары Шиловського

Шиловський знову перебрався в Англію, працював у Sperry Gyroscope Company і всіляко намагався переконати інвесторів у перспективності одноколійного транспорту. У 1924 році він представив у Лондоні концепцію своєї машини в удосконаленому вигляді. В ній маховик мав окрему раму, яка дозволяла нахиляти його вісь по сигналу датчиків крену.

Цікаве в мережі

А що ж сталося з самою машиною? Виявляється, після того як Шиловський поїхав у Росію, автомобіль тривалий час стояв у цехах Wolseley Tool & Motorcar Company. Подумавши, що російський граф загинув на війні, англійці вирішили поховати його машину. (Є, втім, припущення, що британці таким способом намагалися врятувати унікальну машину від знищення в роки Першої світової війни.) Коли Шиловський відвідав своїх колишніх партнерів, англійці, зрозуміло, були сильно здивовані, проте похований автомобіль вирішили не викопувати. То Шиловський в ньому вже не потребував (він визнавав, що його перший прототип технічно був недостатньо досконалий), то заважала залізниця, прокладена після війни над місцем поховання.

Проте в 1938 році все-таки відбулася ексгумація гирокара. Співробітники англійської компанії провели його реставрацію і поставили в музей, чим дуже порадували старого російського графа. Він до останніх своїх днів продовжував вірити, що майбутнє належить двоколісним машин. Після війни Петро Шиловський помер, а незабаром прийшов кінець і його музейному автомобілю. Англійці з трудом у це вірять, але в 1948 році дивовижна машина була здана на металобрухт.

Стаття опублікована в журналі «Популярна механіка»
(№6, Червень 2009).