Построены и забыты: история монорельсовых дорог
СОДЕРЖАНИЕ: Уже сто лет назад монорельсу в нашей стране пророчили большое будущее и выдвигали проекты скоростных (до 200 км/ч!) линий от Москвы до Петербурга и Нижнего Новгорода.
«К услугам пассажиров – земля и воздух»
Уже сто лет назад монорельсу в нашей стране пророчили большое будущее и выдвигали проекты скоростных (до 200 км/ч!) линий от Москвы до Петербурга и Нижнего Новгорода. «К услугам пассажиров – земля и воздух, – писали в журналах того времени. – Желающие могут двигаться с быстротой телеграмм». И это были не беспочвенные мечты, поскольку к тому времени россияне уже имели возможность опробовать «надземку».
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.
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.
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».
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».
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.
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».
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.
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».
Олег Измеров