Kolej pneumatyczna – historia i przyszłość (część pierwsza)

Kolej pneumatyczna – historia i przyszłość (część pierwsza)

Idea wykorzystania sprężonego powietrza jako medium napędowego w kolei nie jest nowa – pierwsze takie działające projekty powstały już w XIX wieku, zarówno w zastosowaniach przemysłowych jak i pokazowych czy jako ciekawostka. Niestety, z powodu nieprzewidzianych wówczas trudności technicznych żadna działająca instalacja nie doczekała się szerszego wykorzystania.
W 2012 roku Elon Musk, miliarder, wynalazca i uznany inwestor (założyciel firm PayPal, SpaceX i Tesla Motors, dyrektorem generalny i techniczny w SpaceX i Tesla Motors oraz członek zarządu SolarCity) przedstawił projekt koncepcyjny kolei pneumatycznej o nazwie Hyperloop, mającej połączyć przedmieścia Los Angeles i Rejon Zatoki San Francisco.
Aktualnie na świecie działa kilka tras kolei pneumatycznej, wszystkie są bardzo krótkie i mają bardzo ograniczone zastosowania.

Idea

Zasada działania opiera się na zapewnieniu napędu przez różnicę ciśnień. Faktyczny napęd realizowany jest albo za pomocą tłoka poruszającego się w tunelu i połączonego z pojazdem lub też funkcję tłoka pełni sam pojazd.

Historia

Pierwsza notowana (bardzo niedokładnie zresztą) wzmianka pojawia się około roku 1667, gdy Denin Papin (wynalazca napędu parowego) przedstawił Towarzystwu Królewskiemu w Londynie dokument zatytułowany „Podwójna pompa pneumatyczna”. Papin przeprowadził szereg doświadczeń mających pokazać możliwości mocy pomiędzy dwoma miejscami za pomocą rur wypełnionych płynem. Większość jego eksperymentów zakończyła się fiaskiem, jednak ocenia się że to z uwagi na kiepską jakość użytych materiałów a nie błędy logiczne leżące u założeń eksperymentu czy złą metodologię.

Pomysł na kolej pneumatyczną po raz pierwszy był rozważany w XIX wieku, w okresie gdy napędy parowe były szczytem nowoczesnej technologii. Uwagę naukowców i badaczy ku sprężonemu powietrzu skierowały problemy techniczne związane z rozwojem kolei parowej – m.in. niekorzystny stosunek masy parowozu do możliwej do uciągnięcia masy wagonów. Prowadzone były eksperymenty z wykorzystaniem statycznego zasilania, co doprowadziło do eksperymentów z koleją pneumatyczną.

Bez wątpienia pionierem praktycznych zastosowań pneumatyki w przemieszczaniu ładunków był brytyjski inżynier – wynalazca George Medhurst, który w roku 1799 zaproponował by do transportu towaru przez szczelne, żelazne rury wykorzystywać różnicę ciśnień – w roku 1812 transport modułów osobowych. To właśnie on proponował realizację pomysłu na dwa sposoby: albo za pomocą tłoka poruszającego się w małym cylindrze i napędzającego większy pojazd lub też żeby cały pojazd działał jak tłok. Żadnego pomysłu nie opatentował ani nie wyszedł poza rozważania czysto teoretyczne.

Nieco później brytyjczyk John Vallence zaprezentował prototyp (wraz z patentem opartym na pracach Medhursta) kolei napędzanej pneumatycznie: system miał średnicę niecałych 2,5 metra i długość około 45 metrów, z parą szyn po których poruszała się kapsuła transportowa. Sama kapsuła mieściła dwudziestu pasażerów i poruszała się z prędkością niecałego metra na sekundę.
Niestety minusem rozwiązania był przyjęty sposób hamowania: odbywało się przez otwarcie drzwi do przedziału pasażerskiego, co nie spotkało się pozytywnym przyjęciem.
W 1826 r. prototyp został dokładnie sprawdzony przez sir Wiliama Coulinga, na zlecenie ambasady Rosji. Zachwycony ideą zasugerował realizację na odcinkach St Petersburg – Carskie Sioło, w obszarze Wołgi, Moskwy i nad Morze Czarne.

W 1827 r. w Brighton zawiązano przedsiębiorstwo (London, Brighton and Shoreham Pneumatic Conveyence Company) mające zająć się budową kolei pneumatycznej mającej transportować węgiel i inne towary pomiędzy Brighton i Shoreham (port nieopodal Brighton) i Londynem. Niestety, firma nie zdołała zgromadzić funduszy i poparcia i 1828 r. plany budowy zarzucono.

(cdn)