Po omówieniu najciekawszego balonu Jarmołczuka proponuję rozważyć inny, nietypowy na tamte czasy projekt.
Pociągi z lewitacją magnetyczną mają obecnie największą prędkość spośród wszystkich rodzajów transportu kolejowego. Technika ta opiera się na wykorzystaniu silnego pola magnetycznego, które unosi pociąg nad tory, a także go przyspiesza. Jednocześnie całkowicie zlikwidowane zostaje tarcie pomiędzy częściami podwozia a torem, dzięki czemu energia jest zużywana możliwie efektywnie, a jedynie opór otaczającego powietrza zakłóca przyspieszenie. Pociągi z lewitacją magnetyczną pojawiły się stosunkowo niedawno, w latach osiemdziesiątych. Mimo to próby uniesienia pociągu ponad jezdnię w celu wyeliminowania tarcia podejmowano już wcześniej, choć zostały one wdrożone z wykorzystaniem istniejących wówczas technologii.
Pod koniec lat sześćdziesiątych problem kolei dużych prędkości lub innych podobnych systemów zainteresowała się amerykańska firma Grumman. W ciągu następnych kilku lat jej pracownicy opracowali obiecujący projekt pojazdu o dużej prędkości zwany TLRV (Tracked Levitated Research Vehicle - „Experimental Levitating Rail Vehicle”). Ponadto istnieje alternatywne oznaczenie TACRV (Tracked Air Cushion Research Vehicle - „Eksperymentalny szynowy pojazd na poduszkę powietrzną”).
Jak wynika z obu oznaczeń, celem projektu było opracowanie i zbudowanie pojazdu doświadczalnego, który podczas jazdy nie powinien dotykać nawierzchni drogi.
Wagon latający Grumman TLRV w hangarze podczas testów. Zdjęcie: Wikimedia Commons.
Projekt TLRV powstał przy aktywnym udziale Departamentu Transportu Stanów Zjednoczonych. Organizacja ta wykazywała wówczas zainteresowanie różnymi obiecującymi osiągnięciami w dziedzinie transportu kolejowego, także tymi, które nie korzystają z tradycyjnych kolei. Od pewnego momentu ministerstwo przejęło część finansowania prac, a także pomogło firmie deweloperskiej w budowie eksperymentalnego toru i testów.
Niektóre źródła wspominają o połączeniu projektu TLRV z programem Space Shuttle. Niemniej jednak w rzeczywistości projekt ten nie miał nic wspólnego z programem kosmicznym, chociaż zbudowany prototyp o futurystycznym wyglądzie naprawdę przypominał prom kosmiczny bez skrzydeł.
Podczas prac przygotowawczych, których wyniki stanowiły podstawę projektu TLRV, specjaliści firmy Grumman stwierdzili, że do budowy zupełnie nowego pojazdu potrzebna jest odpowiednia trasa. Użycie tradycyjnego toru kolejowego uznano za niepraktyczne i opracowano nową wersję konstrukcji, po której mógłby jeździć obiecujący pojazd. Zamiast pary szyn zaproponowano zastosowanie płaskiej drogi betonowej z pionowymi bokami. Samochód TLRV musiał jechać na tej „tacy”, pozostając na pewnej wysokości nad powierzchnią jej dna. Deski służyły do utrzymania pojazdu na torze, a także pomagały mu wchodzić w zakręty.
Film promocyjny:
Prototyp na torze. Zdjęcie Evergreen.zenfolio.com
Zaproponowano, aby nowy projekt opierał się na poduszce powietrznej. Technologia ta była już wtedy dobrze opanowana i mogła zapewnić wymagane właściwości. Uniesienie się pojazdu na poduszkę powietrzną pozwoliło wykluczyć kontakt jego konstrukcji z torem. Dodatkowo dzięki podobnemu wyposażeniu udało się zapobiec kontaktowi samochodu z bokami toru. Te, a także inne względy, ostatecznie wpłynęły na projekt eksperymentalnego aparatu TLRV.
Zaproponowano wykorzystanie kilku silników turboodrzutowych jako źródła energii do przemieszczania pojazdu i dostarczania powietrza do poduszek. Moc takiej elektrowni była wystarczająca zarówno do utrzymania samochodu w powietrzu, jak i do ruszenia go do przodu z dostatecznie dużą prędkością. Tak więc samochód TLRV, na podstawie głównych cech jego wyglądu, można uznać za samochód na poduszce powietrznej. Należy również zaznaczyć, że stała się jednym z nielicznych przedstawicieli tej niezwykle rzadkiej klasy sprzętu.
Stożek dziobowy kadłuba. Zdjęcie Evergreen.zenfolio.com
Podstawą obiecującego pojazdu miały być dwa wózki specjalnej konstrukcji, umieszczone z przodu iz tyłu samochodu. Każdy z nich miał mieć cztery małe jednostki tworzące poduszkę powietrzną. Dwa znajdowały się pod spodem wózka, dwa kolejne - po bokach. Założono, że dolne podniosą samochód ponad jezdnię, a boczne utrzymają go między bokami toru i chronią przed uderzeniami o nie.
W ramach aparatu TLRV zaproponowano zastosowanie dwóch rodzajów poduszek powietrznych: planowano rozmieszczenie szerszych jednostek pod dnem, mniejsze miały jednostki boczne. Długość wszystkich poduszek była taka sama, a ogólny projekt był podobny. Podstawą każdej poduszki była metalowa obudowa z kanałami powietrznymi, na którą zamocowano gumowy fartuch oraz amortyzatory chroniące części przed uszkodzeniem w kontakcie z betonem. Poduszki były owalne, aby zapewnić maksymalną wydajność i łatwość ustawienia na wózku.
Aby skręcać i kompensować różne wibracje, wszystkie osiem poduszek powietrznego samochodu zostało zamontowanych na zawiasach, które umożliwiały im kołysanie się wzdłuż osi podłużnej. Układ zawieszenia poduszek powietrznych został również wyposażony w amortyzatory i siłowniki hydrauliczne zmieniające konfigurację podwozia. Zastosowanie dwóch grup poduszek powietrznych pozwoliło w pewnym stopniu uprościć i odciążyć konstrukcję, a także poprawić jej działanie przy mijaniu zakrzywionych odcinków ścieżki. Aparat o podobnych wymiarach z solidnymi poduszkami powietrznymi na całej powierzchni dna i boków nie mógł normalnie zmieniać się z powodu pojawienia się dużych szczelin między fartuchami a bokami toru. Z kolei dwa ruchome wózki pozwoliły rozwiązać problem utrzymania prawidłowego położenia poduszek.
Widok ogólny samochodu. Zdjęcie Cygnus.smugmug.com
Tylny wózek miał duży zbiornik do dystrybucji sprężonego powietrza dostarczanego przez pompy. Zbiornik ten został podłączony do tylnych poduszek powietrznych. Ponadto były dwie rury o dużej średnicy, które przechodziły pod korpusem aparatu. Przed tymi rurociągami znajdowały się urządzenia do przesyłania sprężonego powietrza do przednich poduszek powietrznych. Na zewnętrznych powierzchniach tych rur zastosowano drewniane klocki, aby chronić je przed kontaktem z bokami toru korytkowego.
Karoseria eksperymentalnego samolotu TLRV została wykonana w postaci wydłużonego samochodu z charakterystyczną owiewką przednią. Oba wózki z poduszkami powietrznymi były przymocowane zawiasami do ramy u dołu. Aby ułatwić pokonywanie zakrętów, wózki mogą obracać się wokół osi pionowej. Z tego powodu owiewka przednia kadłuba została wykonana jako oddzielna jednostka i zamocowana na przednim wózku. Między owiewką a korpusem nadwozia powstała zauważalna szczelina. Początkowo był pokryty paskiem tkaniny, ale później ten szczegół zaginął, dlatego obecnie między korpusem a owiewką jest otwarta szczelina.
W dolnej części owiewki znajdowała się pionowa szczelina, której dokładny cel pozostaje nieznany. Być może na jednym z etapów projektu planowano uzupełnienie toru w kształcie litery U o centralną szynę, która miała wejść w szczelinę owiewki. Niemniej jednak, w budowanym torze doświadczalnym takiej szyny nie było i dokładne przeznaczenie szczeliny w owiewce budzi wątpliwości.
Widok z boku. Wyraźnie widać elementy oryginalnego podwozia. Zdjęcie Cygnus.smugmug.com
Bezpośrednio za stożkiem przednim znajdował się kokpit z dużymi przeszkleniami z przodu i pełnowartościowymi miejscami pracy kierowcy. Aby uzyskać dostęp do kokpitu, kierowca i jego asystent mieli dwoje drzwi skrzydłowych. Ponadto po bokach kadłuba znajdowało się kilka luków zapewniających dostęp do jednostek wewnętrznych.
Według niektórych doniesień, środkowa część kadłuba została przeznaczona na zestaw wyposażenia specjalnego, a także zbiorniki paliwa na naftę. W tylnej części kadłuba znajdował się szeroki pylon z trzema silnikami turboodrzutowymi Pratt & Whitney J52, które miały zapewniać poduszki powietrzne, a także służyć jako urządzenie napędowe.
Można przypuszczać, że w pylonie silnika zorganizowano system pomp i rurociągów doprowadzających powietrze atmosferyczne do zbiorników na poduszce powietrznej. Najwyraźniej powietrze zostało pobrane ze sprężarki silnika, które następnie zostało rozdzielone między osiem poduszek powietrznych. Jednocześnie silniki miały pewną rezerwę mocy, którą można było wykorzystać do przesunięcia samochodu do przodu. Zaproponowano również użycie silników turboodrzutowych do hamowania. W tym celu zespoły dysz silnika zostały wyposażone w ruchome rury zwrotne umieszczone na wspólnej osi.
TLRV na wózku transportowym podczas transportu z jednego muzeum do drugiego. Możesz rozważyć elementy podwozia. Zdjęcie Pueblorailway.org
Eksperymentalny Grumman TLRV został zbudowany w 1972 roku. Urządzenie to ważyło około 25 tys. Funtów (11,35 tony) i było wyposażone w komplet sprzętu niezbędnego do badań. W tej konfiguracji samochód musiał zostać przetestowany na specjalnym torze.
Specjalnie do testowania oryginalnego projektu zbudowano tor eksperymentalny na jednym z obiektów należących do Grummana (według innych źródeł, na poligonie Ministerstwa Transportu). Ułożono pierścień z płyt betonowych o odpowiedniej szerokości, po obu stronach którego zamontowano pionowe płyty utrzymujące wagon. Wszystkie kolejne kontrole zostały przeprowadzone tylko na tej trasie. Budowa nowych tras czy modernizacja istniejącego składowiska nigdy nie były potrzebne.
Według obliczeń obiecujący pojazd mógłby osiągnąć prędkość do 300 mil na godzinę i przewozić ładunek ważący około 10-15 tysięcy funtów (4,5-6,8 tony). Przyspieszenie od zera do 270 mil na godzinę zajęło nie więcej niż trzy minuty. W przyszłości możliwa była poprawa wydajności poprzez zastosowanie nowych podzespołów, przede wszystkim silników, a także poprzez poważne modyfikacje konstrukcji samej aparatury. Jednak testy pierwszego prototypu wykazały, że takie udoskonalenia są niepotrzebne.
Tył samochodu, układ napędowy i poduszkowiec. Zdjęcie Evergreen.zenfolio.com
Oryginalne podwozie TLRV doprowadziło do przyjęcia metod operacyjnych z poduszkowców morskich. Przed rejsem załoga musiała uruchomić silniki turboodrzutowe i doprowadzić je do trybu pracy. Następnie rozpoczęło się odpowietrzanie zbiorników i rurociągów poduszki powietrznej. Po osiągnięciu wymaganego ciśnienia w układzie można było włączyć poduszki i unieść aparat na niewielką wysokość nad tor. Ponadto konieczne było dodanie ciągu silnika, a tym samym rozpoczęcie przyspieszania.
Według dostępnych danych pierwsze sprawdzenia samochodu na poduszce powietrznej przebiegły bez żadnych problemów. Wszystkie systemy działały normalnie i zapewniały prawidłowe przyspieszenie do niskich prędkości. Wagon zmieniał się zgrabnie, poduszki powietrzne na pokładzie utrzymywały go w bezpiecznej odległości od betonu. Ponadto przejście zakrętów było ułatwione dzięki obecności dwóch ruchomych wózków. Autorzy projektu byli zadowoleni iz czasem zaczęli zwiększać prędkość jazd testowych.
Stopniowy wzrost prędkości odbywał się bez większych problemów, ale wkrótce ujawniono pierwsze poważne niedociągnięcia. Stwierdzono empirycznie, że urządzenie eksperymentalne może poruszać się z dużą prędkością tylko na prostych odcinkach drogi. W tym przypadku, instalując nowe silniki i przeprojektowując projekt, prędkość rzeczywiście mogłaby wzrosnąć do 300 mil na godzinę. Jednak dla bezpiecznego pokonywania zakrętów konieczne było zwolnienie do 90 mil na godzinę. Pomimo zastosowania obrotowych wózków i pokładowych poduszek powietrznych przy dużych prędkościach istniało ryzyko przedwczesnej reakcji podwozia z późniejszymi uszkodzeniami.
Transport do nowej lokalizacji. Zdjęcie Pueblorailway.org
Całkiem możliwe, że to właśnie problemy z szybkim pokonywaniem zakrętów uniemożliwiły lotniczemu TLRV pokazanie wszystkich swoich możliwości i rozwinięcie prędkości konstrukcyjnej. Testy na torze testowym trwały kilka miesięcy. Podczas jazd próbnych udało się rozwinąć prędkość maksymalną 415 km / h (258,4 mil / h). Dalsze przetaktowywanie w istniejących warunkach nie było możliwe z wielu powodów.
Testy jedynego prototypu TLRV na torze eksperymentalnym pozwoliły nam przetestować wykonalność oryginalnej koncepcji, a także zidentyfikować jej pozytywne i negatywne strony. Można było się przekonać, że proponowana konstrukcja obiecującego szybkiego pojazdu naprawdę pozwala rozwinąć duże prędkości i skrócić czas podróży. Dodatkowo eksperymentalnie potwierdzono możliwość pełnego wykorzystania grupy poduszek powietrznych.
Nie obyło się jednak bez wad. Najpoważniejszym problemem była niewystarczająco doskonała konstrukcja podwozia, która nie mogła zapewnić prawidłowego współdziałania poduszek powietrznych i tablic gąsienic przy dużych prędkościach. Ze względu na duże ryzyko uderzenia o elementy betonowe konieczne było zwolnienie podczas pokonywania zakrętów. Podczas pracy na rzeczywistych trasach mogłoby to doprowadzić do konieczności regularnego hamowania i przyspieszania, co między innymi mogłoby poważnie zaszkodzić ekonomii układu z powodu częstych zmian trybu pracy silników turboodrzutowych. Dodatkowo regularna konieczność zmiany prędkości utrudniała sterowanie samochodem, aw praktyce prowadziłaby do trudności w planowaniu lotów.
Transport do nowej lokalizacji. Zdjęcie Pueblorailway.org
Kolejnym poważnym mankamentem programu TLRV, który doprowadził już do zamknięcia wielu odważnych projektów, była konieczność zbudowania specjalnej trasy. Wagon na poduszce powietrznej nie mógł korzystać z istniejącej sieci kolejowej i wymagał specjalnych tras. Do ich budowy potrzebne były poważne inwestycje finansowe, które w teorii mogłyby się zwrócić w trakcie eksploatacji nowego transportu. Jednak nawet istniejące korzyści nie pozwalały oczekiwać zwrotu z inwestycji w rozsądnych ramach czasowych.
Na podstawie wyników testów na torze testowym zdecydowano o rezygnacji z dalszych prac. W obecnej formie nowy samochód powietrzny miał poważne wady, co nie pozwalało mówić o jego praktycznym zastosowaniu. Wystąpiły zauważalne niedociągnięcia techniczne, a ponadto pojawiły się poważne wątpliwości co do możliwości pełnego praktycznego działania takiego sprzętu.
Testy zakończono w 1972 roku i wkrótce eksperymentalny tor został zdemontowany jako niepotrzebny. Jedyny prototyp samochodu TLRV został wysłany do przechowywania. Wkrótce Grumman i Departament Transportu Stanów Zjednoczonych zadecydowali o przyszłości urządzenia. Nikt nie odważył się pozbyć się unikalnego wcielenia oryginalnych pomysłów, dlatego eksperymentalny samochód powietrzny został przeniesiony do Muzeum Lotnictwa Pueblo Weisbrod (Pueblo, Kolorado), gdzie był wystawiany przez kilka lat. Wiosną 2010 r. Muzeum lotnictwa zgodziło się na przekazanie „non-core” eksponatu innej organizacji. W kwietniu 2010 roku samolot został przetransportowany do Muzeum Kolejnictwa w Pueblo. Tam aparat TLRV jest przechowywany do dziś i jest dostępny dla każdego.