Надувной трамвай и прочее

[kouzdra.livejournal.com]

В 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.

Comments

[v-kleschev.livejournal.com]

Когда такой пепелац едет - шипит громко, должно быть :)

[-oxpa-.livejournal.com]

ну сейчас аквалангисты ныряют с баллонами на 300 атмосфер, так что может не так и плоха идея.

[pppfff.livejournal.com]

Если для первого пепелаца в тоннеле все понятно, то пневмотрамвай с угольным бройлером как-то вызывает недоумение.

Пять кило угля на километр - не жирновато подогрева?

[esche-odin.livejournal.com]

по крайней мере баллоны не деградируют со временем. и заряжать можно достаточно быстро, а не несколько часов.
но 500км конечно на воздухе не проехать.

[kneiphof.livejournal.com]

Пневмопанк!

[esche-odin.livejournal.com]

5 кило - все расходы, не только подогрев

[pppfff.livejournal.com]

А какие еще, кроме подогрева?

[john-jack.livejournal.com]

У сжатого воздуха есть одна маленькая проблема (не считая множества больших) — баллоны высокого давления стоят дороже аккумуляторов. И имеют даже более ограниченный срок службы.
А также нюанс. Чем быстрее сохраняешь и отбираешь энергию, тем больше её потерь.

[john-jack.livejournal.com]

Это не подогрева, это общие затраты. Читай, "взяли из розетки". Но да, в несколько раз хуже, чем если уголь жечь в хорошей паровой машине самого вагончика.

[pppfff.livejournal.com]

Так какие там еще затраты кроме подогрева, если надо греть воздуховод, чтобы не обмерз, и воздух в кабине, что пассажиры не обмерзли :)

Я погуглил, нашел какие-то формулы для расчета для паровоза, получилось возле тех же 5 кг на километр если считать на 9 тонн, но это включает затраты на движение и там наверняка формулы учета на поддержание "на парах" и "на километраж" исходя из ПАРОВОЗА, а не трамвайчика.

[esche-odin.livejournal.com]

работа компрессоров

[pppfff.livejournal.com]

При заряжании достаточно быстро те же яйки, только с другим знаком - греется сильно.

[esche-odin.livejournal.com]

неа. сжимать воздух можно задолго до заправки.

[john-jack.livejournal.com]

Это затраты на СЖАТИЕ воздуха. Который потом будет заправлен в травмайчик. Не на подогрев его. Ты купил пять килограммов угля — вагон проехал километр.

Для хорошей паровой машины расход можно считать 1-2 кг угля на л.с в час.

[ermiak.livejournal.com]

Ну, имея технологии на 60+ очков, можно было построить очень хорошую паровую машину.

[pppfff.livejournal.com]

Да, прошу прощения, был не внимателен. Почему-то решил что бойлер на угле на самом трамвай расположен. Еще раз сорри.

[john-jack.livejournal.com]

На самом трамвае действительно расположен бойлер. Но он лишь подогревает воздух, охлаждающийся от расширения, а не доставляет изначальную мощность для работы всего. Идея конечно так себе, но такой трамвай дымит уже лишь как самовар, а не как целый паровоз.
Подогревать можно и просто баком, заправленным кипятком, и об окружающую атмосферу.

[pppfff.livejournal.com]

Я думал что он угольный. Не понял нафига в такой ситуации сжатый воздух, если все равно топка на трамвае есть. А оказалось сам дурак :(

[john-jack.livejournal.com]

Баллоны не деградируют, зато взрываются. Срок службы у них ограничен. И по числу заправок, и по календарю. Истёк — дырку в боку и на лом.

Слишком быстро перекачивать воздух тоже нельзя. И потери на трение, и опять взорваться может. Заправка таких баллонов от другого баллона занимает минуты, если не десяток-другой их.

[esche-odin.livejournal.com]

вы не опровергли ни одного моего тезиса. спасибо.

[john-jack.livejournal.com]

Я лишь уточнил некоторые пропущенные нюансы, ага. Поставив Ваши тезисы в перспективу.

[john-jack.livejournal.com]

Хорошесть паровой машины не от давления зависит.

[ermiak.livejournal.com]

Ну, с давлением можно увеличить удельную мощность и уменьшить размеры.

[john-jack.livejournal.com]

…самой машины. Когда размеры двигательной установки в целом определяются размерами котла, а те — данной нам в ощущениях околоатмосферной плотностью горячих газов.
И то для полного использования высокого давления машину придётся делать сложнее и тяжелее.

[voron-degtyarsk.livejournal.com]

Ох и рванёт, если что...