Войти
RTV 31 в Эррите, Кембриджшир, во время испытаний в мае 1973 года Гусеничное судно на воздушной подушке было экспериментальным высокоскоростной поезд, разработанный в Соединенном Королевстве в 1960-х годах. Он объединил два британских изобретения, судно на воздушной подушке и линейный асинхронный двигатель, чтобы создать систему поездов, которая обеспечивала бы междугородние сообщения со скоростью 250 миль в час (400 км / ч) с пониженной капитальные затраты по сравнению с другими высокоскоростными решениями. По существу похожий на французский Aérotrain и другие системы на воздушной подушке 1960-х годов, гусеничный корабль на воздушной подушке постигла та же участь, что и эти проекты, когда его отменили в связи с широким сокращением бюджета в 1973 году.
На раннем этапе разработки судов на воздушной подушке было замечено, что энергия, необходимая для подъема транспортного средства, напрямую связана с гладкостью поверхности, по которой оно движется. Это было не совсем удивительно; воздух, захваченный под судном на воздушной подушке, останется там, за исключением тех мест, где он выходит наружу, там, где подъемная поверхность соприкасается с землей - если эта граница раздела гладкая, количество просочившегося воздуха будет небольшим. Это предназначение юбки, которая есть на большинстве судов на воздушной подушке; это позволяет фюзеляжу находиться на некотором расстоянии от земли, сохраняя при этом как можно меньший воздушный зазор.
Неожиданным открытием стало то, что количество энергии, необходимое для перемещения данного транспортного средства с использованием технологии зависания, могло быть меньше, чем для такого же транспортного средства на стальных колесах, по крайней мере, на высоких скоростях. На скорости более 140 миль в час (230 км / ч) обычные поезда страдали от проблемы, известной как скачкообразные колебания, из-за которой фланцы по бокам колес ударялись о рельс с возрастающей частотой, что резко увеличивало качение . сопротивление. Хотя энергия, необходимая для поддержания движения корабля на воздушной подушке, также увеличивалась со скоростью, это увеличение было медленнее, чем внезапное (а иногда и катастрофическое) увеличение из-за охоты. Это означало, что для движения со скоростью выше некоторой критической скорости судно на воздушной подушке может быть более эффективным, чем колесное транспортное средство, движущееся по тому же маршруту.
А еще лучше, это транспортное средство сохранит все положительные качества корабля на воздушной подушке. Небольшие неровности поверхности не повлияют на качество езды, а сложность системы подвески может быть значительно снижена. Кроме того, поскольку нагрузка распределяется по поверхности подъемных опор, давление на рабочую поверхность значительно снижается - примерно ⁄ 10,000 давления колеса поезда, примерно ⁄ 20. давления резиновой шины на дороге. Эти два свойства означали, что беговая поверхность могла быть значительно проще, чем поверхность, необходимая для поддержки того же транспортного средства на колесах; воздушные поезда могли бы поддерживаться на поверхностях, подобных существующим легковым дорогам, вместо гораздо более сложных и дорогих железнодорожных платформ, необходимых для поддержки веса на двух рельсах. Это могло бы значительно снизить капитальные затраты на инфраструктуру.
В 1960 году несколько инженеров в Christopher Cockerell в Хите, Хэмпшир начали первые исследования концепции парящего поезда. В то время главной проблемой был выбор подходящего источника питания. Поскольку судно на воздушной подушке не имело сильного контакта с движущейся поверхностью, движущая сила обычно обеспечивалась самолетоподобным решением, обычно большим гребным винтом. Это ограничивает ускорение, а также эффективность системы, что является основным ограничением концепции дизайна, которая могла бы конкурировать с самолетами на тех же маршрутах.
В тот же период Эрик Лейтвейт разрабатывал линейный асинхронный двигатель (LIM) в университете . Манчестера. К 1961 году он построил небольшую демонстрационную систему, состоящую из реактивной плиты LIM длиной 20 футов (6,1 м) и четырехколесной тележки с сиденьем наверху. В 1962 году он начал консультироваться с British Rail (BR) по поводу идеи использования LIM для высокоскоростных поездов. В статье Popular Science, ноябрь 1961 года, показана его концепция Hovertrain с использованием LIM, на прилагаемой иллюстрации показаны небольшие подъемные опоры, подобные тем, что используются в этой концепции, которые движутся поверх обычных рельсов. После переезда в Имперский колледж Лондона в 1964 году Лейтвейт смог посвятить этой работе больше времени и усовершенствовать первые рабочие образцы больших LIM, подходящих для транспортных систем.
LIM обеспечивают тягу через взаимодействие магнитных полей, создаваемых на транспортном средстве, и неподвижным внешним проводником. Внешний проводник обычно изготавливается из алюминиевых пластин, выбранных из-за его высокой проводимости по сравнению с его ценой. Активная часть двигателя состоит из обмотки обычного электродвигателя , протянутой под транспортным средством. Когда обмотки двигателя находятся под напряжением, в соседней реакционной пластине индуцируется противоположное магнитное поле, которое заставляет их отталкивать друг друга. Перемещая поля по обмоткам, двигатель толкает себя вдоль пластины с той же силой, которая обычно используется для создания вращения в обычном двигателе. LIM устраняет необходимость в сильном физическом контакте с гусеницей, вместо этого требуется прочная противодействующая пластина. В нем нет движущихся частей, что является большим преимуществом по сравнению с традиционным тяговым усилием.
В оригинальных конструкциях Лейтвейта, известных как двусторонние многослойные двигатели, использовались два набора обмоток, расположенных на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга. Они были расположены так, чтобы алюминиевая пластина статора входила в зазор между обмотками, помещая ее между ними. Преимущество такой схемы состоит в том, что силы, тянущие один набор витков к пластине, уравновешиваются противоположными силами в другом наборе. Прикрепив два набора обмоток к общей раме, все силы усваиваются.
Команда разработчиков судов на воздушной подушке также быстро подхватила концепцию LIM. Их первоначальным решением была дорожка в форме перевернутой буквы Т, вертикальная часть которой состояла из центральной бетонной секции с алюминиевыми пластинами статора, закрепленными с обеих сторон. Их первая концепция конструкции выглядела как фюзеляж авиалайнера с двумя палубами, движущимися над балкой статора, с центром LIM в центре корпуса. Четыре подушки обеспечивали подъем, по две располагались спереди и сзади и двигались по горизонтальной поверхности направляющей. Еще четыре подушки над подъемными подушками были повернуты вертикально, чтобы прижаться к центральной балке и удерживать аппарат в центре. Испытательный стенд этого макета был построен в Хите, который был заснят в работе British Pathé в 1963 году, на котором также была показана модель предлагаемой полноразмерной версии (https: // www..britishpathe.com / video / hovertrain / query / Hythe )
По мере продолжения разработки конструкции испытательного стенда в HDL проблема высокоскоростных нагрузок на направляющие стала очевидной. Несмотря на его малый вес по сравнению с обычными поездами, гусеничный корабль на воздушной подушке работал на таких высоких скоростях, что его прохождение вызывало в направляющих режимы вибрации, которые необходимо было гасить. Это было относительно новой областью для инженеров-строителей, которые работали над конструкцией направляющих, поскольку их В основном это было связано со статическими нагрузками. Компоновка поезда была изменена с использованием коробчатой главной балки, с установленной сверху реактивной пластиной, используемой для LIM, а вертикальные стороны направляющих использовались для центрирования. удлинители выходили вниз от кузова поезда и закрывали центрирующую площадку ds. Версия с этой компоновкой была построена в качестве масштабной модели в Хайте и показана в другом фильме Пате в 1966 году. Эта версия была показана на Hovershow '66.
Дальнейшая модификация произвела направляющую, которая выглядела как правая сторона T, хотя вертикальное сечение представляло собой трапециевидную балку, почти такую же ширину, как верхняя часть T. Опорная пластина LIM была перемещена на нижнюю сторону. горизонтальной части Т с одной стороны, идущей вертикально вниз, в то время как другая сторона содержала электрические проводники, обеспечивающие питание. При таком расположении с пластин просто падали бы дождь, снег и мусор. Новая конструкция направляющих была смоделирована в компьютерной лаборатории Атлас. Эта работа включала создание фильмов, показывающих автомобиль в действии, с использованием записывающего устройства для микрофильмов Stromberg-Carlson SC4020.
Пока разрабатывалась система на воздушной подушке, BR проводила обширный исследовательский проект по теме высокоскоростных колесных поездов в своем недавно открытом British Rail Research Division в Дерби. Это была первая группа, подробно охарактеризовавшая охотничье колебание. Их работа ясно показала, что тщательная разработка системы подвески может устранить проблему. Это позволило бы строить высокоскоростные поезда с использованием традиционной технологии стальных колес.
Хотя для движения на высоких скоростях потребуется прокладка новых дорогих линий, такой поезд может использовать существующую железнодорожную инфраструктуру на более низких скоростях.. Это позволит такому поезду приближаться к существующим станциям на более низких скоростях, что значительно снизит капитальные затраты на доставку сообщения в города. Междугородние участки можно было перепланировать на более высокие скорости, хотя затраты на инфраструктуру в любом случае были ниже. BR также показала, что преимущества концепции «ховертрейна» по капитальным затратам компенсируются более высокими затратами на транспортное средство; концепция гусеничного корабля на воздушной подушке имела смысл для меньшего количества транспортных средств или более длинных линий, где капитальные затраты были сосредоточены на гусеницах, но ни одно из них не характеризовало работу BR.
Между тем, исчерпав свои исследовательские возможности с использованием небольших моделей, Команда разработчиков судов на воздушной подушке обращалась к своей головной организации, Национальной корпорации развития исследований (NRDC), о дополнительном финансировании для строительства полноразмерного испытательного трека. NDRC не удалось привлечь новый капитал от правительства и решила вложить 1 миллион фунтов стерлингов из своего предварительно назначенного дискреционного бюджета, чтобы начать строительство трассы, надеясь, что будет поступать дополнительное финансирование от промышленности.
На 1 апреля 1967 года разработка судов на воздушной подушке была официально передана Национальной физической лаборатории. Стремясь защитить свои инвестиции и не находя внешнего финансирования, NRDC решила выделить группу транспортных средств на воздушной подушке под названием Tracked Hovercraft Ltd. (THL). Они также решили выделить финансирование на четыре года, начиная с гранта в 1 миллион фунтов стерлингов на один прототип автомобиля и небольшой участок испытательного трека. Хотя этого финансирования было достаточно только для первого этапа трассы, NRDC предположил, что это будет весьма полезно для тестирования низкоскоростных внутригородских версий концепции.
Разочарован отсутствием интереса BR к его ховертрейну. В 1967 году Лэйтуэйт разорвал связи с BR и присоединился к Tracked Hovercraft в качестве консультанта. К этому времени французское правительство начало предоставлять крупное финансирование для проекта Жана Бертена Aérotrain, который по концепции был в значительной степени похож на гусеничное судно на воздушной подушке. Лэйтуэйт, которого всегда называли убедительным, убедил правительство, что они вот-вот потерпят поражение в этой быстрорастущей сфере высокоскоростного транспорта, и в конечном итоге получил 2 миллиона фунтов стерлингов дополнительного финансирования.
бетонная гусеница, использовавшаяся для RTV 31. Для буксировки прототипа использовались модифицированные Jeep и дизельный двигатель Ruston. 
Это здание раньше было ангаром, используемым RTV 31, а теперь используется инженерной фирмой. Направляющая выходила из дальнего конца здания, изгибаясь, чтобы встретиться с рекой Олд Бедфорд справа, вне поля зрения. К тому времени, когда в 1970 году готовилось начать строительство, возникла новая проблема. До постройки большинство ЛАД представляли собой испытательные системы, которые работали на низких скоростях, но по мере увеличения скорости было замечено, что механические силы обмоток ЛАД на пластину статора привели к серьезной проблеме безопасности. Магнитные силы изменяются в зависимости от куба расстояния, поэтому любое изменение расстояния между двигателем и пластиной статора заставляло ее сильнее притягиваться к ближайшей стороне. На высоких скоростях задействованные силы были настолько велики, что пластина статора могла треснуть вдоль вертикальных стыков пластин, и в этот момент она могла ударить по двигателю или частям транспортного средства за точкой трещины. Даже без полного отказа любое механическое движение в пластине из-за сил проходящего поезда может вызвать волны в статоре, которые перемещаются вместе с ним. Если автомобиль затем замедлится, эти волны могут его догнать. Кроме того, прохождение поезда нагревает пластину, потенциально ослабляя ее механически. Лэйтуэйт пришел к выводу, что двусторонний LIM был «слишком опасен» для использования.
Большинство систем, использующих LIM - к этому моменту их было множество - переработали свои гусеницы, чтобы использовать односторонний LIM над пластиной статора, лежащей ровный между рельсами. Это привело к другому изменению конструкции направляющей на воздушной подушке в виде прямоугольной балки со статором LIM, прикрепленным к верхней части коробки, и электрическими датчиками внизу по обе стороны от нее. Источники мощности выходили из задней части вертикальных крыльевидных поверхностей по обе стороны от транспортного средства, и искры, которые они создавали во время работы, хорошо видны при испытаниях.
Начиная с 1970-х годов, строительство испытательного центра Трасса началась в болотах в Earith в Кембриджшире, при поддержке офисов Tracked Hovercraft Ltd. в Диттон-Уок в Кембридж городе. Тропа находилась на высоте 1,8 м от земли и проходила вдоль земляных валов между рекой Олд-Бедфорд и встречным стоком к северу, между Эритом и Денверским шлюзом. Первый участок длиной 4 мили (6,4 км) запланированного 20-мильного (32 км) пути был проложен до Саттон-ин-Зе-Айл. Предполагалось, что на всей длине 20 миль (32 км) поезд будет развивать скорость 300 миль в час (480 км / ч).
7 февраля 1973 года первый испытательный поезд, исследовательская испытательная машина 31, или RTV 31, достиг 104 миль в час (167 км / ч) на 1-мильном (1,6 км) участке, несмотря на короткую трассу и встречный ветер 20 миль в час (32 км / ч). Этот тест широко освещался в новостях BBC в течение дня. Большой интерес вызвал слухи о неизбежной отмене проекта. Министр аэрокосмической промышленности Майкл Хезелтин послал Майкла Макнейра-Уилсона для просмотра теста. Хезелтин сказал в интервью, что, по его мнению, проект не будет отменен.
Электрическая подстанция в Диттон-Уок-Кембридж, которая была установлена для обеспечения достаточной мощности для инженерных экспериментов на воздушной подушке в 1970-х. <188 К тому времени, когда началось строительство испытательного трека гусеничного корабля на воздушной подушке, British Rail уже хорошо продвинулась в реализации своих планов по созданию усовершенствованного пассажирского поезда на стальных колесах (APT). Правительство оказалось в положении финансировать две разные системы высокоскоростных поездов, сторонники которых быстро указали на проблемы в конкурирующей системе. Для большей ясности они сформировали межведомственную рабочую группу, которая изучила несколько возможных решений междугородного транзита на маршрутах Лондон – Манчестер и Лондон – Глазго. В число опций входили автобусы, усовершенствованный пассажирский поезд, гусеничный корабль на воздушной подушке и самолеты VTOL и STOL. В их отчете за декабрь 1971 года было решительно одобрено APT.
В конце концов аргументы остановились на необходимости строительства новых линий. APT должен был пройти тестирование в 1973 году и начать работу на платной основе до конца 1970-х годов. Для сравнения, гусеничный корабль на воздушной подушке не будет готов к испытаниям в реальных условиях до конца 1970-х годов и не сможет поступить в эксплуатацию, пока не будет построен совершенно новый набор направляющих. Аргументы в пользу TH включали проблему, заключающуюся в том, что размещение APT на существующих линиях просто увеличило бы скопление на них, и что его скорость 155 миль в час (249 км / ч) была просто слишком низкой, чтобы напрямую конкурировать с реактивным самолетом, в отличие от 250 миль в час (402 км / ч). км / ч) TH. Если собирались проложить новые линии, TH будет стоить около 250 000 фунтов стерлингов за милю по сравнению с 500 000 фунтов стерлингов, потраченных за тот же период Deutsche Bundesbahn на повышение производительности своих существующих железнодорожных линий до 100 миль в час ( 161 км / ч). Все это происходило даже тогда, когда многие из «более благодушных элементов» British Rail отвергали необходимость в любой форме высокоскоростных железных дорог.
Другой серьезной проблемой было быстрое развитие и очевидное превосходство конкурирующих компаний. maglev концепция. Исследование THL показало, что сопротивление воздуха на каноническом 40-тонном судне на воздушной подушке вместимостью 100 пассажиров при скорости 400 км / ч (250 миль / ч) и (значительных) 70 км / ч (43 миль / ч) бокового ветра могло бы поглотить 2800 кВт (3800 л.с.). Это не особенно большая мощность, пригородный самолет STOL аналогичного размера, вероятно, потребует в два-три раза больше мощности в крейсерском режиме - Vickers Viscount перевозит 75 пассажиров и оборудован с общей мощностью 6000 кВт (8000 л.с.) на взлете и мощностью от 4000 до 5000 кВт (от 5400 до 6700 л.с.) в крейсерском режиме.
Гораздо большее беспокойство вызывала необходимость забора воздуха для парения. колодки, разгоняя его от комнатной до скорости автомобиля перед закачиванием в колодки. Эта нагрузка, которую THL называла сопротивлением инерции, составляла еще 2100 кВт (2800 л.с.). Комбинированные 4900 кВт (6600 л.с.) не были чем-то неслыханным, существующие грузовые локомотивы аналогичной мощности уже использовались. Однако они весили 80 тонн, в основном это оборудование для регулирования и преобразования напряжения. Решение THL состояло в том, чтобы переместить источники питания на обочину пути и использовать их для питания отдельных участков пути, когда машина проезжает мимо, но это было связано с большими расходами, поскольку такое оборудование было необходимо распределить по линии.
В общем, маглев просто заменил площадки наведения на электромагниты. Удаление двигателей и вентиляторов и замена колодок на магниты снизили вес автомобиля примерно на 15%. Это изменение означало, что относительно небольшая доля полезной нагрузки корабля на воздушной подушке была значительно увеличена, даже вдвое. Но гораздо важнее было то, что не было необходимости заглатывать и ускорять воздух для подачи в колодки, что устраняло 2100 кВт (2800 л.с.) и заменяло его мощностью, необходимой для работы магнитов, оцениваемой всего в 40 кВт ( 54 л.с.). Это означало, что гусеничный корабль на воздушной подушке был зажат между системой подъема с нулевой энергией APT на стальных колесах и системой подъема с низким энергопотреблением маглева, не оставляя никакой роли, которой бы одна из этих систем не могла лучше служить.
Все, что осталось от испытательной системы гусеничного корабля на воздушной подушке, испытательный автомобиль RTV 31 и единственная часть его направляющей, хранились в Railworld Wildlife Haven около Peterborough. Одна из подъемных подушек видна в крайней задней части, прямо под фаркопом. Одна из центрирующих подушек видна сзади вертикальной юбки. Всего через неделю после комментариев Макнэйр-Уилсон во время бега в феврале 1973 года финансирование проекта гусеничного корабля на воздушной подушке было отменено. Хезелтин отметил проблемы с концепцией, заявил, что не было никаких перспектив установки системы до 1985 года, а также очень ограниченные возможности между тем временем и концом века. Он заявил, что дальнейшее финансирование, которое к тому моменту уже составило 5 миллионов фунтов стерлингов, в то время не имело смысла. Однако работа над LIM будет по-прежнему финансироваться, и Министерство торговли и промышленности подписало контракт на 500 000 фунтов стерлингов с Hawker Siddeley на продолжение разработки LIM
<62.>Хезелтин был обвинен Эйри Нив и другими в том, что ранее он вводил в заблуждение Палату общин, когда он заявил, что правительство все еще рассматривает возможность оказания финансовой поддержки паровозу, хотя решение отключить его должно быть уже принято. у шкафа . Он созвал Специальный комитет по науке и технологиям, чтобы изучить этот вопрос, но они постоянно терпели неудачу в своих попытках получить отчеты о заседаниях кабинета министров. Одна вещь, которая действительно обнаружилась, заключалась в том, что Hawker Siddeley и Tracked Hovercraft находились в процессе подачи заявки на систему GO-Urban в Торонто, Онтарио. Это было для технологии LIM, которую Hawker Siddeley предлагал объединить со своей системой Hawker Siddeley Minitram на резиновой опоре. Конкурс GO-Urban в конечном итоге выиграл низкоскоростной маглев, Krauss-Maffei Transurban, выбор, который был сделан во время заседания Комитета.Лейтвейт столь же публично критиковал отмена правительством, как и ранее, усилий BR по исследованию LIM. Однако к этому времени он дистанцировался от устройства на воздушной подушке, заключив, что магнитный лев был лучшим решением. Лэйтуэйт обнаружил, что тщательная компоновка LIM позволяет одному двигателю действовать и как подъемная, и как тяговая система, систему, которую он назвал «поперечным потоком» или «рекой магнетизма». Продолжая свои исследования в Дерби, когда стало ясно, что гусеничный корабль на воздушной подушке действительно мертв, Лейтвейт начал настаивать на том, чтобы испытательный трек был преобразован в испытательный стенд для его конструкции на магнитной подвеске. К тому моменту Rohr, Inc. в США уже экспериментировали со своим собственным устройством LIM такого рода на своей системе ROMAG личного быстрого транспорта, и были В настоящее время ведется работа над несколькими немецкими магнитопроводами. В итоге тестовый трек TH был заброшен. Работа Лейтвейта в конечном итоге будет использована в качестве основы для Birmingham Maglev, первой действующей магнитолевой системы.
RTV 31 оказался в университете Крэнфилда, где он хранился под открытым небом более 20 лет. В 1996 году он был подарен Railworld, где позже был отреставрирован и установлен в качестве главной экспозиции перед зданиями. Испытательный трек был удален, но несколько бетонных оснований выступают на уровне земли из небольшого пруда рядом с водостоком. Саму трассу можно увидеть на аэрофотосъемке, так как она была повторно использована в качестве грунтовой дороги. Дальше по берегу реки в Earith сохранилась инженерная постройка. Единственное сохранившееся свидетельство офисов в Диттон-Уолк, Кембридж, - это электрическая подстанция под названием «Судно на воздушной подушке», которая была установлена для поддержки проводимых там мощных электрических исследований.
Многие оригинальные документы проекта гусеничного корабля на воздушной подушке хранятся в библиотеке Музея судов на воздушной подушке в Хэмпшире, Англия, включая техническую документацию, видеоматериалы, книги для прессы и чертежи.. В музее хранятся макет РТВ 31, действующая миниатюрная ЛИМ, фотографии, видеоматериалы и архивные документы. Еще одна масштабная модель RTV 31 хранится в музее в Railworld Wildlife Haven.
Портал поездов  | На Викискладе есть медиафайлы, связанные с гусеничным судном на воздушной подушке. |
Координаты : 52 ° 23′23 ″ с.ш., 0 ° 04′57 ″ в.д. / 52,38964 ° с.ш., 0,082397 ° в.д. / 52,38964 ; 0,082397
