Почему курьёзный поезд Бреннана не заваливался набок

Уникальный поезд Луи Филипа Бреннана

Гироскопический монорельс Луиса Бреннана./ Фото: vk.com

В начале XX века идеи о новом виде транспорта привлекали не меньше внимания, чем современные разработки в области электромобилей и гиперскоростных поездов. Луи Филипп Бреннан, ирландский инженер с британским гражданством, не просто мечтал о революции в железнодорожном сообщении — он взялся за ее реализацию. В основе его концепции лежало использование одного рельсового полотна, что, по замыслу изобретателя, позволило бы забыть о громоздких путевых конструкциях, которые обычно ограничивают проходимость железнодорожного транспорта. Разработка потребовала значительных вложений, и, как это часто бывает с амбициозными проектами, финансовая поддержка пришла от британского военного ведомства. Армейские заказчики надеялись, что подобные поезда можно будет использовать в сложных условиях, где строительство стандартных железных дорог либо невозможно, либо крайне затруднительно.

Стабильный монорельс./ Фото: author.today

Сам поезд выглядел весьма необычно даже по меркам экспериментального транспорта. Его корпус напоминал классический железнодорожный вагон, но с той разницей, что он балансировал на единственном рельсе на выстроенных в ряд колёсах, удерживаясь в равновесии без видимых внешних опор. Внутри находилась специальная система, благодаря которой вагон оставался устойчивым, даже когда пассажиры перемещались внутри или когда поезд встречал на пути неровности. Кузов был выполнен в традиционной для того времени манере — с закруглёнными формами, крупными окнами и явно заметными клёпаными соединениями, подчёркивавшими его металлическую основу. Всё это делало поезд не просто технологической новинкой, но и зрелищем, привлекавшим внимание публики.

Платформа для пассажиров./ Фото: forumimage.ru

Первые демонстрации гироскопического монорельса состоялись в 1909 году на британской военной базе в Челмсфорде. Публика, собравшаяся посмотреть на этот поезд, испытала целую гамму эмоций — от удивления до настороженности. Представители военных ведомств и инженеры внимательно наблюдали за тем, как вагон плавно двигается по рельсу, не теряя устойчивости даже при изменении скорости и направления движения. Самое сильное впечатление производил момент, когда поезд, замедлив ход, всё равно не заваливался на бок, словно противореча законам физики. Когда же поезд остановился и остался при этом в вертикальном положении, зрители вообще утратили всякую связь с реальностью. Нейтральных зрителей не было, одни восхищались технической реализацией проекта, другим всё это казалось каким-то фантастическим зрелищем, а третьи поначалу думали, что их попросту обманывают.

Грузопассажирский гироскоп

Вертикально на одном рельсе./ Фото: pinterest.com

За внешней эффектностью и чрезвычайной зрелищностью скрывалась очень необычная идея, которая и привела Бреннана к созданию такого поезда. Основной проблемой традиционного монорельса всегда была его устойчивость: без дополнительных боковых опор вагон просто не мог бы держаться на рельсе. Бреннан решил использовать гироскоп — устройство, которое сохраняет ориентацию объекта в пространстве за счёт вращения массивного диска. Подобный принцип уже применяли в судовых компасах и авиационных приборах, но никто раньше не задумывался о его использовании в наземном транспорте.

Вагонный гироскоп./ Фото: dzen.ru

Внутри поезда находился крупный маховик, который вращался с высокой скоростью и создавал эффект гироскопической стабилизации. Именно благодаря этому механизму вагон сохранял равновесие даже при остановках и резких манёврах. Без сложных подвесок и громоздких конструкций поезд мог двигаться по узким путям, что теоретически открывало возможность строительства монорельсовых дорог в условиях сложного ландшафта, например, в горных районах или на болотистых территориях. Кроме того, такая система позволяла снизить вес вагона, а значит, уменьшалась нагрузка на рельсы и мосты. К тому же сам железнодорожный путь можно было бы сделать проще и намного сократить стоимость его прокладки.

Модель монорельсового вагона./ Фото: d-cd.net

Перспективы у такого транспорта казались заманчивыми. Компактность путей давала возможность использовать его там, где обычные железные дороги прокладывать нецелесообразно. Теоретически гироскопический поезд можно было бы превратить в удобный городской транспорт, использовать его для грузоперевозок или же для военных нужд. Правда, практическая реализация оказалась очень сложной. Уже на этапе создания прототипа стало очевидно, что простых путей реализации этого проекта быть не может.

Почему инновация не сработала

Вагон может сойти с рельс из-за неисправности гироскопа./ Фото: wikipedia.org

Хоть первые испытания поезда Бреннана и выглядели впечатляюще, в ходе дальнейших тестов выявили несколько серьёзных проблем. Самой большой из них, что не удивительно, оказалась система гироскопической стабилизации. Её надёжность зависела от бесперебойной работы сложного механизма, который требовал постоянного энергоснабжения и точной настройки. В случае поломки или отключения питания вагон терял равновесие и обязательно опрокидывался. Кроме того, поезд был чувствителен к боковым нагрузкам — сильные порывы ветра или резкие изменения веса внутри вагона могли создать угрозу его устойчивости. Для традиционных железных дорог эти вопросы никогда не стояли так остро: паровозы и вагоны опирались на два рельса, а их конструкция позволяла безопасно справляться с внешними воздействиями.

Монорельсу нужны новые железные дороги./ Фото: drive2.ru

Другой проблемой стала сложность инфраструктуры. Теоретически монорельс требовал меньше места, но на практике его внедрение оказалось очень дорогостоящим, поскольку предстояло построить новые железные дороги в дополнение к уже существующим. И всё это обещало вылиться в очень серьёзные финансовые вложения. Классические железные дороги уже имели разветвлённую сеть, широко использовались и менять их не требовалось вообще. Монорельс Бреннана, несмотря на свои преимущества, не давал таких возможностей — он требовал создания отдельных маршрутов, особого обслуживания, постройки новых железнодорожных составов и огромного объёма административной работы. В общем итоге, несмотря на все преимущества усовершенствованного ж/д транспорта, идею не поддержали. Монорельс обещал большую выгоду, но при этом требовал вложения катастрофически огромных средств.

Гирокар./ Фото: drive2.ru

Тем не менее идея гироскопической стабилизации не была забыта. В то же время, когда Бреннан работал над поездом, другие инженеры пытались применить тот же принцип в автомобилестроении. Одним из примеров стал гирокар Питера Шиловского — экспериментальный двухколёсный автомобиль, который, подобно монорельсу, держался в равновесии за счёт вращающегося маховика. Он также не получил массового распространения, но продемонстрировал возможности гироскопической техники в наземном транспорте. Эти разработки остались в истории как смелые, но труднореализуемые эксперименты, которые дали богатую пищу для размышления и простор для работы изобретателей.

Монорельсовые поезда – перспективный транспорт, обладающий многочисленными преимуществами перед классическими, но их строительство сопряжено с большими трудностями, а потому о них почти забыли и используют очень редко.