Построены и забыты: история монорельсовых дорог
На фотографии сверху: 1930 Глазго, Шотландия. Монорельс Джорджа Бенни. Основной особенностью являлись самодвижущиеся кареты
Собственно, еще до появления железных дорог, в 1820 году, в подмосковном селе Мячкове Иван Эльманов построил «дорогу на столбах». По верхнему продольному брусу катились вагонетки, которые тянули лошади. Однако мячковский монорельс был забыт, и через год его изобрел заново Генри Палмер в Англии. 22 ноября 1821 года он взял патент на однорельсовый путь, а в 1825 году была построена Чешунтская дорога на конной тяге. Поскольку паровой двигатель оказался для монорельса слишком тяжел, то новый виток его истории начался лишь после появления металлических мостовых конструкций и легкого электропривода. В 1887 году компания «Энос» строит опытный участок подвесной дороги в Гринвилле (Нью-Джерси). В 1894 году Эуген Ланген представил властям Бармена и Эльберфельда (Германия) проект соединения этих городов монорельсом. А в Петербурге в 1897 году инженер И. Романов провел в Русском техническом обществе презентацию действущей модели электромонорельса и в 1899 году построил Гатчинскую дорогу. По 200-метровой легкой решетчатой эстакаде двигался вагон, развивавший при полезной нагрузке 3,2 т скорость 15 км/ч, была предусмотрена рекуперация (возврат электроэнергии в сеть при торможении). Журнал «Железнодорожное дело» в 1900 году отметил преимущество системы Романова перед зарубежными конструкциями. Несмотря на успешные результаты, других таких дорог не строили.
Лангену повезло гораздо больше. В 1901 году состоялось официальное открытие его «швебебана», который вошел в историю как первый монорельс, введенный в эксплуатацию. Он работает и поныне, перевозя примерно по 50 тысяч пассажиров в день. Секрет успеха был в том, что в долине реки Вуппер тогда было сложно проложить наземную или подземную линию железной дороги, а монорельс удалось провести прямо над рекой. В Петербурге же улицы и проспекты оказались достаточно широки для строительства обычной разветвленной трамвайной сети.
1911 Монорельс Уильяма Х. Бойеса Ирландия, XIX век. Монорельсовая дорога, разработанная французскими инженерами, использовала вес пассажиров, чтобы балансировать на одном рельсе. Взорвана во время гражданской войны
Аэрометро: создатели неизвестны
В 1967 году в журнале «Юный техник» (№ 11) был опубликован снимок, подпись под которым способна заинтриговать даже нынешнего читателя: «Монорельсовый вагон, первый в Советском Союзе, сделан из легких сплавов и новых материалов. Он удобен для пассажиров, потому что бесшумен и может перевозить их со скоростью 200 км/ч».
Еще почти полвека назад в СССР велись проработки различных систем монорельса для городского транспорта. Трамваи того времени были тихоходными и шумными, на многих улицах рельсы на проезжей части начали мешать движению автотранспорта, а строить подземку в городах с невысокой плотностью населения было дорого. С другой стороны, после войны за рубежом появилось новое поколение монорельсовых систем, где для снижения шума использовались резиновые колеса, а сложные в изготовлении и уходе решетчатые стальные эстакады заменили более дешевыми из стального проката или железобетонными. Линии монорельсов строились в США, Германии, Японии, Франции… В СССР в конце 50-х — начале 60-х был целый ряд интересных проектов, но до практической реализации дело не доходило, пока отечественный монорельс не получил сторонника в лице Н.С. Хрущева: «Во Франции проложены экспериментальные линии электрических поездов на монорельсе… За ним будущее, потому что его можно поднять повыше. Следовательно, улицы разгрузятся для наземного транспорта…» И вот в начале 60-х годов в Москве было решено построить целую сеть монорельсовых дорог — к аэропортам «Внуково», «Домодедово», «Шереметьево», в зону отдыха Клязьминского водохранилища, а также по малому кольцу Московской железной дороги. Обзавестись монорельсом должны были 19 городов СССР, включая Киев, Ленинград, Харьков, Горький, Тбилиси, Новосибирск и Волгоград.
1933 Модель «Аэропоезд Вальднера» совершала рейсы по кольцевой деревянной эстакаде, протяженностью 474 м. Была сооружена в 1933 году в Москве в Центральном парке культуры и отдыха им. Горького. Развивала скорость до 120 км/ч, что являлось до того времени абсолютным мировым рекордом.
К 1963 году были выработаны требования к подвижному составу и началась разработка конструкций. Для московского монорельса была принята за основу построенная в 1958 году французской фирмой «САФЕЖЕ» опытная линия монорельса с коробчатой балкой, получившая название «аэрометро».
Дело было не только в личных симпатиях Хрущева. Стоимость дороги при наиболее распространенной тогда за рубежом навесной системе «Алвег» выходила примерно на 20−25% ниже. Зато при использовании технологий «САФЕЖЕ» снималась проблема скалывания льда с несущей балки. Было создано по крайней мере два проекта монорельса под указанные требования. Первый в 1963 году был разработан Мытищинским заводом для линии «Аэропорт «Внуково» — станция метро «Юго-Западная». Второй был сконструирован в 1964—1965 годах, и его автором была организация, указанная в изданной в 1969 году книге «Пассажирские монорельсовые дороги» под названием «КБ».
1950 Техас, США. Пожалуй, самый оригинальный проект — двухэтажный. Пассажиры размещались внизу в закрытом вагоне, а наверху находилась открытая площадка
По сравнению с французским прототипом удельный вес конструкции на одного пассажира в вагоне КБ снижен со 149 до 122 кг, пневмоподвеска заменена гидропневматической, электроаппараты вынесены в короб, подвешенный между тележками, это повышало безопасность пассажиров в случае пожара. Мощность двигателей на единицу веса у монорельса КБ на 10% выше, чем у французского, а скорость в 1,5 раза больше. Переработан дизайн: вагон по внешнему виду стал напоминать монорельсовый поезд на Международной выставке в Нью-Йорке 1964−1965 годов. Но кресла располагались как в Московском метро.
На 8,5-километровой линии «Автозаводская — Коломенское» должно было быть три станции: «Автозаводская» (совмещенная с одноименной станцией метро), «Нагатино» и «Коломенское».
1952, Германия. Тестирование прототипа дороги будущего. Поезд вмещал 200 пассажиров, в поворот вписывался под углом 450 и в проекте мог развивать 320 км/ч
А за последней — 700-метровая однопутка до депо. 30-метровые балки были спроектированы в двух вариантах — железобетонные и стальные. Опоры из железобетона возносили вагон на высоту от 4,5 до 9 м над землей. Но эта линия оказалась на направлении будущей массовой жилой застройки, и вскоре выяснилось, что с будущим потоком пассажиров сможет справиться только метро. К 1967 году уже были отпечатаны схемы метрополитена с нанесенной пунктиром будущей линией «Автозаводская» — «Нагатино», далее «Коломенское» и до станции «ЗИЛ», полностью покрывавшей намеченную трассу первого монорельса. К 1969 году был построен участок метро «Автозаводская» — «Каховская» и речь уже могла идти только об использовании обширного наработанного задела на других линиях. Но субъективные обстоятельства уже складывались против: покинул политическую сцену Хрущев, в 1967 году во Франции закрыли опытный участок аэрометро в Шатонефе, так и не построив коммерческой линии. От создания аэрометро в СССР отказались, хотя уже в 1970 году японцы провели по этой схеме небольшую однопутку в Шонане, а не так давно, в 1988 году, — двухпутную линию в Тибе близ Токио. Одной из причин выбора системы с коробчатой балкой стала необходимость защитить пути от снега и обледенения. Небольшой монорельс этой системы есть в Германии, в Дортмунде, и теперь строится в Дюссельдорфе.
1956 Германия. Монорельс проходил прямо над обыкновенной проезжей частью
Долететь до середины Днепра
Но все же в 1967 году в нашей стране заработал другой пассажирский монорельс — в Киеве. Группа энтузиастов Киевского политехнического института (А. Шаповаленко, К. Быков, А. Вишникин и С. Ребров), при поддержке директора завода им. Дзержинского Г. Ижели и финансовой помощи правительства Украины, построила полукилометровое кольцо на Выставке передового опыта.
Обычно в проектах того времени статор линейного двигателя жестко крепился на экипаже и зазор между ним и ротором приходилось делать большим, чтобы при поперечных колебаниях экипажа они не задевали друг за друга. Двигатель получался тяжелым и дорогим. Киевляне нашли простое и остроумное решение: статор стал опираться на ротор через обрезиненные колеса и следовать за ним, а сила тяги передавалась на кузов через гибкую связь. Вагончики, рассчитанные на 8 человек, двигались по легкой эстакаде из стального проката со скоростью 40−50 км/ч. К 1970 году на полигоне в Коммунарске испытали тележку с двигателем 40 кВт для вагона на 44−60 пассажиров. Было решено построить в Киеве монорельс от станции метро «Гидропарк» до моста им. Патона. (По нему должен был курсировать вагон на 120 пассажиров со скоростью до 120 км/ч.) Также спроектировали линию «Березняки — Гидропарк» длиной 3,5 км. Спустя 30 лет навесной монорельс с линейным двигателем вновь создается ОАО «Московские монорельсовые дороги».
На фотографии снизу: 1965 США. Монорельсовая дорога на международной выставке в Нью-Йорке
Магнитопланы
Первые опытные модели поездов на магнитной подвеске были созданы незадолго до Первой мировой войны французским ученым Эмилем Башеле и профессором Томского университета Б.П. Вайнбергом. Однако Первая мировая прервала исследования, и строительство опытных трасс началось лишь спустя десятилетия. В конце 40-х годов ученые предполагали, что при скоростях порядка 300−350 км/ч колеса поезда потеряют сцепление с рельсами, что вызвало интерес к транспорту без колес. Вначале за рубежом ухватились за поезда на воздушной подушке, но вскоре выяснилось, что «самолет на эстакаде» расходует много энергии на создание воздушной смазки достаточной толщины, а воздушные винты сильно шумят, и внимание инвесторов переключилось на магнитопланы. Практические экспериментальные конструкции были построены уже в конце 60-х, а бум пришелся на начало 70-х. Опытные трассы магнитопланов строили в Германии, США и Японии. В совместном советско-американском коммюнике, подписанном в Москве в 1974 году, было записано: «Стороны согласились о том, что высокоскоростные наземные транспортные системы будущего, включая поезд на магнитной подвеске… явились бы желательной и новой областью для совместной деятельности». А в 1977 году в нашей печати появляется сообщение о том, что в Алма-Ате 11-километровая трасса для поезда на магнитной подвеске свяжет центр города с новыми микрорайонами. Проект назывался СПТС (скоростная пассажирская транспортная система). В Раменском, на полигоне НИИПИтранспрогресс, был построен экспериментальный участок пути, а 9-метровый вагон, вместимостью 35 человек и весом 8 т, изготовили на заводе «Газстроймаш». Зазор подвешивания составил 20 мм.
Успех французского поезда TGV в середине 70-х показал, что эксплуатация рельсовых экипажей со скоростью до 350 км/ч вполне реальна, а максимальная скорость в течение последующего десятилетия была доведена до 500 км/ч. Поэтому, несмотря на общий рост инвестиций в высокоскоростное движение, развитие поездов на магнитной подвеске затормозилось.
1968−1971 Флорида, США. Монорельсовая дорога в международный аэропорт «Тампа»
Интерес к магнитопланам вновь оживился в конце 80-х — на этот раз как к бесшумному и чистому транспорту для больших городов. В 1989 году в Японии начали разрабатывать поезд HSST для города Нагоя, а в 1992 году НИИПИ Генплана Москвы спроектировал линии «Аэропорт «Шереметьево» — Дом правительства» и «Чертаново — Бутово». В том же Раменском на полигоне Инженерно-научного центра «ТЭМП» был создан и испытан модернизированный вагон для средней скорости 100 км/ч. Однако распад СССР привел к срыву заказов на оборудование, размещенных в различных союзных республиках.
Распад Союза помешал и другому проекту. В конце 80-х годов изобретатель А.А. Искандеров нашел простой способ резко повысить эффективность подвески на постоянных магнитах, расположив плоскости магнитов не горизонтально, а вертикально. К 1987 году построили опытную установку такого монорельса длиной 250 м для промышленных целей (транспортировки щебня в запыленных карьерах). Она непрерывно проработала три года.
Когда грузоподъемность на практике была доведена до 400 кг на погонный метр трассы, разработали пассажирские линии (для ВДНХ и для зоопарка в Ташкенте), но их не успели возвести.
Итак, какие же уроки мы можем извлечь из почти двухсотлетней истории подвесных дорог? Очевидно, не надо пытаться заменять монорельсом другие виды транспорта в тех случаях, когда проблему можно решить традиционными технологиями. Наверное, следует избегать заниженных оценок возможностей конкурирующих видов транспорта. И, пожалуй, самое главное: чем больше удастся спасти от забвения информации о проектах и образцах прошлых лет, тем больше вероятность, что новые разработки не пополнят число «построенных и забытых».
