Надувной трамвай и прочее
Dec. 19th, 2018 02:44 pm![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
kouzdra.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruВ продолжение этого поста:
Не все же про Англию писать. Надо и континентальному техноложеству внимание уделить. Тем более, что там есть чему уделять внимание. Итак:
Серия 2: Надувной трамвай
Честно признаюсь - большая часть фоток и фактов взята прекрасной статьи на сайте http://www.tramwayinfo.com, в которой с подробностями более чем достаточными изложена история этого девайса.
Идея двигателя, работающего на сжатом воздухе довольно стара - уже в 1840-е годы помимо экспериментов с тягой на железных дорогах, с подачей воздуха по проложенным вдоль путей трубам конструировались и автономные машины с приводом от сжатого воздуха.
В 1875 году например на постройке Сен-Готардского тоннеля использовался такой вот локомотивчик:
Смысл там в том, что недостроенный тоннель очень плохо вентилируется и использование там паровой машины противопоказано. Но это все-таки специфика, а вот Луи Мекарский сумел сделать и массово весьма внедрить сжатый воздух в наземный городской траспорт - в виде воздухоездящего трамвая. Первый образец трамвая Мекарского:
Успешно прошел испытания в 1876 году и Мекарский получил подряд на трамваизацию Нанта. Первая линия длинной 6 км открылась в 1880 году, парк содержал 22 трамвая, пассажировместимостью около 30 человек - 17 сидячих мест, и стоячие на задней площадке. Прежде чем идти дальше, надо сказать пару слов о одной серьезной довольно технической проблеме, связанной с двигателями, работающими на сжатом воздухе:
Воздух при работе расширяется - и стало быть - его температура падает, причем падает она довольно сильно - вплоть до обмерзания труб. Потому с этим надо что-то делать. Мекарский снабжал трамвай бойлером, заполнявшимся перегретой до 180° водой, каковая использовалась для подогрева воздуха, а заодно бойлер работал и как контроллер (на предыдущих снимках он хорошо виден на передней площадке трамвая):
Нижние два манометра показывают давление в основном и резервном баках (они хорошо видны на фотография - по бокам снизу трамвая), верхний - давление на входе в двигатель, труба слева отводит воздух к двигателю и снабжена краном, который собственно и управляет тягой. Вот и вся наука.
В первой модели воздух хранился под давлением 30 атм, весила эта тележка в пустом виде 6.7 тонн, с полной загрузкой - 9 тонн, средняя скорость на марштуре получалась 9 км/ч - то есть маршрут он проезжал за 40 минут, еще 20 минут уходило на заправку воздухом и подогрев бойлера:
Заправочная станция :)
Расход угля (которым приводились в действие насосы) составлял пять килограмм на километр пути.
Постепенно сеть расширялась и к 1910 году протяженность линий составляла 39 км а парк - 94 машины. Перевозил трамвай за год около 12 млн пассажиров. В моделях постройки после 1898 года давление составляло уже 60 атмосфер.
В 1911 году их начали заменять на электрические и в 1917 году была закрыта последняя линия. От всей роскоши сохранился только один настоящий трамвай:
Помимо Нанта, трамваи Мекарского эксплуатировались в Виши (1895-1927 годы), Ла Рошели (1898-1929), Сент-Квентине (1898-1908), Берне (1889-1901)
Трамвай Мекарского в Виши
И в Париже:
В Париже трамваи Мекарского начали внедряться в 1887 году и к началу 20-го века получили широкое распространение - в 1910 году они перевезли около 50 млн пассажиров. Там они были крупнее - вначале использовались такие вот даблдеккеры:
В 1900 на линии вышли совсем уже монстрики - даблдеккеры с двухэтажным же прицепом:
Последние работали уже с давлением в 80 атмосфер. Расход угля на их зарядку составлял примерно 2 кг на 1 километр - технология заментно усовершенствовалась с 1876 года.
Насосный зал станции в Билланкуре
Работали они неплохо, но в 1914 году были заменены на электрические.
В Англии и США были попытки наладить либо эксплуатацию трамваев Мекарского либо свое собственное прозводство, но они все оказались малоуспешными - несколько линий было открыто, но долго не проработала ни одна из них.
Зато в Париже была попытка сделать альтернативу Мекарскому - Виктор Попп и Джеймс Конти в середине 90-х пытались внедрить трамваи своей системы, расчитаные на низкое давление (Попп был создателем и владельцем парижской силовой мневматической сети и попытался сделать трамвай, который бы можно было подзаряжать от его трубопроводов):
Давление составляло 15-20 атмосфер, и трамвай надо было подзаряжать на каждой остановке - максимальный пробег на полной зарядке у него составлял 2 километра. Система не прижилась.
Локомотивы на сжатом воздухе применялись и дальше - при строительстве тоннелей, в угольных шахтах:
Шахтный локомотив производства Dickson Locomotive, 1899
Шахтный локомотив производства H K Porter Company, 1911
В последнем наконец сумели решить проблему подогрева воздуха - машина была двойного расширения и после первого цилиндра воздух прогонялся через теплообменник, где нагревался за счет окружающего воздуха, который подсасывался туда эжектором второй ступени.
MDI сейчас пытается делать гибридные и чисто пневматические городские автомобили:
MDI OneFlowAir
MDI AirPod
Но успешность этой затеи непонятна. Хотя - в общем-то почему нет? Все лучше чем с аккумуляторами мучаться.
Не все же про Англию писать. Надо и континентальному техноложеству внимание уделить. Тем более, что там есть чему уделять внимание. Итак:
Серия 2: Надувной трамвай
Честно признаюсь - большая часть фоток и фактов взята прекрасной статьи на сайте http://www.tramwayinfo.com, в которой с подробностями более чем достаточными изложена история этого девайса.
Идея двигателя, работающего на сжатом воздухе довольно стара - уже в 1840-е годы помимо экспериментов с тягой на железных дорогах, с подачей воздуха по проложенным вдоль путей трубам конструировались и автономные машины с приводом от сжатого воздуха.
В 1875 году например на постройке Сен-Готардского тоннеля использовался такой вот локомотивчик:
Смысл там в том, что недостроенный тоннель очень плохо вентилируется и использование там паровой машины противопоказано. Но это все-таки специфика, а вот Луи Мекарский сумел сделать и массово весьма внедрить сжатый воздух в наземный городской траспорт - в виде воздухоездящего трамвая. Первый образец трамвая Мекарского:
Успешно прошел испытания в 1876 году и Мекарский получил подряд на трамваизацию Нанта. Первая линия длинной 6 км открылась в 1880 году, парк содержал 22 трамвая, пассажировместимостью около 30 человек - 17 сидячих мест, и стоячие на задней площадке. Прежде чем идти дальше, надо сказать пару слов о одной серьезной довольно технической проблеме, связанной с двигателями, работающими на сжатом воздухе:
Воздух при работе расширяется - и стало быть - его температура падает, причем падает она довольно сильно - вплоть до обмерзания труб. Потому с этим надо что-то делать. Мекарский снабжал трамвай бойлером, заполнявшимся перегретой до 180° водой, каковая использовалась для подогрева воздуха, а заодно бойлер работал и как контроллер (на предыдущих снимках он хорошо виден на передней площадке трамвая):
Нижние два манометра показывают давление в основном и резервном баках (они хорошо видны на фотография - по бокам снизу трамвая), верхний - давление на входе в двигатель, труба слева отводит воздух к двигателю и снабжена краном, который собственно и управляет тягой. Вот и вся наука.
В первой модели воздух хранился под давлением 30 атм, весила эта тележка в пустом виде 6.7 тонн, с полной загрузкой - 9 тонн, средняя скорость на марштуре получалась 9 км/ч - то есть маршрут он проезжал за 40 минут, еще 20 минут уходило на заправку воздухом и подогрев бойлера:
Заправочная станция :)
Расход угля (которым приводились в действие насосы) составлял пять килограмм на километр пути.
Постепенно сеть расширялась и к 1910 году протяженность линий составляла 39 км а парк - 94 машины. Перевозил трамвай за год около 12 млн пассажиров. В моделях постройки после 1898 года давление составляло уже 60 атмосфер.
В 1911 году их начали заменять на электрические и в 1917 году была закрыта последняя линия. От всей роскоши сохранился только один настоящий трамвай:
Помимо Нанта, трамваи Мекарского эксплуатировались в Виши (1895-1927 годы), Ла Рошели (1898-1929), Сент-Квентине (1898-1908), Берне (1889-1901)
Трамвай Мекарского в Виши
И в Париже:
В Париже трамваи Мекарского начали внедряться в 1887 году и к началу 20-го века получили широкое распространение - в 1910 году они перевезли около 50 млн пассажиров. Там они были крупнее - вначале использовались такие вот даблдеккеры:
В 1900 на линии вышли совсем уже монстрики - даблдеккеры с двухэтажным же прицепом:
Последние работали уже с давлением в 80 атмосфер. Расход угля на их зарядку составлял примерно 2 кг на 1 километр - технология заментно усовершенствовалась с 1876 года.
Насосный зал станции в БилланкуреРаботали они неплохо, но в 1914 году были заменены на электрические.
В Англии и США были попытки наладить либо эксплуатацию трамваев Мекарского либо свое собственное прозводство, но они все оказались малоуспешными - несколько линий было открыто, но долго не проработала ни одна из них.
Зато в Париже была попытка сделать альтернативу Мекарскому - Виктор Попп и Джеймс Конти в середине 90-х пытались внедрить трамваи своей системы, расчитаные на низкое давление (Попп был создателем и владельцем парижской силовой мневматической сети и попытался сделать трамвай, который бы можно было подзаряжать от его трубопроводов):
Давление составляло 15-20 атмосфер, и трамвай надо было подзаряжать на каждой остановке - максимальный пробег на полной зарядке у него составлял 2 километра. Система не прижилась.
Локомотивы на сжатом воздухе применялись и дальше - при строительстве тоннелей, в угольных шахтах:
Шахтный локомотив производства Dickson Locomotive, 1899
Шахтный локомотив производства H K Porter Company, 1911
В последнем наконец сумели решить проблему подогрева воздуха - машина была двойного расширения и после первого цилиндра воздух прогонялся через теплообменник, где нагревался за счет окружающего воздуха, который подсасывался туда эжектором второй ступени.
MDI сейчас пытается делать гибридные и чисто пневматические городские автомобили:
MDI OneFlowAir
MDI AirPod
Но успешность этой затеи непонятна. Хотя - в общем-то почему нет? Все лучше чем с аккумуляторами мучаться.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2018-12-20 08:59 pm (UTC)no subject
Date: 2018-12-21 03:54 pm (UTC)На легковых автомобилях устанавливаются баллоны, ёмкостью 40..60 литров - такчто "рвануть давлением" они вполне могут, это не акваланги.
no subject
Date: 2018-12-21 04:07 pm (UTC)Чтобы получить на сжатом воздухе такой же пробег, надо 1.5÷2.5 кубометра баллонов. Кроме нескольких тонн веса, это ещё и всегда готовый взрыв хорошей авиабомбы.
Кратко: беда сжатого воздуха в очень низкой плотности энергии при катастрофически избыточной плотности мощности.
no subject
Date: 2018-12-21 04:21 pm (UTC)Для тупых повторяэм: литров в автомобильном баллоне-баке - 40 - 50 - 60.
no subject
Date: 2018-12-21 04:37 pm (UTC)Пушо на сорока литрах метана можно уехать очень далеко. А сорок литров сжатого воздуха дают пробег, пристойный максимум для самоката.
no subject
Date: 2018-12-22 07:43 am (UTC)Пересчёт энергии сгорания газа из баллона в "эквивалентные литры воздуха" - не является однозначным и, соотв., не имеет смысла.
P.S. Да, в автобусах - ёмкости газовых баллонов значительно выше.
no subject
Date: 2018-12-22 09:57 am (UTC)Энергия сжатого газа известна, энергия сгорания топлива известна. Эффективности двигателей могут различаться, но в среднем близки. Так что пересчёт энергии сгорания газа из баллона в энергию ВЗРЫВА сжатого воздуха однозначен: воздушный баллон надувного трамвая взрывается может не в 40, а в 30 или 50, но всё равно на полтора порядка сильнее.
Автобус значит и взрываться будет круче. Кроме того, что просто никуда не уедет под тяжестью.
no subject
Date: 2018-12-22 08:33 pm (UTC)Откуда на трамвае Мекарского - "2000-литровый баллон"? Оно там тупо не поместится - литров 300 - 400 при давлении 25атм изначально.
На автобус (эквивалент трамвая) - ставится отнюдь не один 50-литровый баллон,, там тоже литров 200-400, но при давлении 200...250атм.
no subject
Date: 2018-12-22 08:36 pm (UTC)Значит, метанового баллона там можно было поставить поллитра.
Автобус и едет с заправки несколько сотен километров с автомобильной скоростью, а не ползёт от остановки к остановке чуть быстрее пешехода.