Tout au long de l'histoire du transport ferroviaire, de nouveaux projets audacieux apparaissent régulièrement qui peuvent conduire à une véritable révolution dans ce domaine. Cependant, toutes ces propositions ne parviennent pas à une utilisation pratique. La plupart des projets audacieux restent dans l'histoire comme des curiosités techniques prometteuses, mais peu prometteuses. Ces derniers comprennent de nombreux développements, y compris le soi-disant. transport de balle électrique conçu par N. G. Yarmolchuk.
L'auteur de ce projet était un jeune ingénieur Nikolai Grigorievich Yarmolchuk. Après avoir servi dans l'armée et participé à la guerre civile, il a obtenu un emploi de monteur sur le chemin de fer de Koursk, où il a travaillé pendant plusieurs années. Tout en travaillant sur le chemin de fer, Yarmolchuk a appris diverses caractéristiques de ce type de transport et, au fil du temps, est arrivé à la conclusion qu'il était nécessaire de créer une nouvelle classe de tels systèmes. À l'époque, l'un des principaux problèmes abordés par divers spécialistes était l'augmentation de la vitesse des trains. Yarmolchuk, après avoir étudié les chemins de fer et le matériel roulant existants, est arrivé à la conclusion qu'il était impossible d'appliquer les solutions existantes et qu'il était nécessaire de développer un transport complètement nouveau.
Dans ses lettres, Yarmolchuk a souligné qu'une augmentation significative de la vitesse est entravée par un certain nombre de facteurs, y compris la conception même des voies ferrées et des roues. Pendant le mouvement, a noté l'ingénieur, l'essieu est maintenu sur les rails uniquement par les flasques. Dans ce cas, la paire peut se déplacer le long de son axe, en battant contre le rail et d'autres phénomènes désagréables. Avec une simple augmentation de la vitesse de déplacement, les battements auraient dû augmenter, augmentant la charge sur le train d'atterrissage et augmentant le risque de sa destruction. Pour éliminer ces phénomènes, des chenilles et un châssis d'un tout nouveau design étaient nécessaires.
Train SHEL expérimenté. Hiver 1932-33
Déjà en 1924 N. G. Yarmolchuk a proposé une nouvelle version de la voie et du train de roulement du train, qui, à son avis, permettaient d'augmenter considérablement la vitesse de déplacement et de se débarrasser des problèmes connexes. Selon l'auteur du projet, au lieu d'une voie ferrée, une goulotte de forme ronde devrait être utilisée. Une boule de dimensions appropriées aurait dû se déplacer le long d'un tel plateau. Lorsqu'elle se déplaçait à grande vitesse, la roue sphérique n'était pas soumise aux coups et pouvait également s'auto-orienter en fonction de la trajectoire du mouvement.
Dans la première version d'un projet prometteur, l'auteur proposait d'utiliser des voitures d'un tout nouveau design. La carrosserie était censée avoir une forme sphérique et accueillir toutes les unités nécessaires, y compris la centrale électrique et la cabine des passagers. La surface extérieure du boîtier était censée jouer le rôle de surface d'appui et en contact avec le plateau. Avec cette conception, la voiture pouvait se déplacer le long de la goulotte à grande vitesse, maintenant un roulis optimal grâce à une inclinaison rapide lors de l'entrée dans les virages. Pour gagner de la place et atteindre les performances maximales possibles, il a été proposé d'équiper le nouveau transport de moteurs électriques.
Le système prometteur a été nommé "Sharoelectrolot transport" ou SHELT pour faire court. Sous cette désignation, le projet de Yarmolchuk est resté dans l'histoire. De plus, certaines sources mentionnent le nom de «train à billes». Les deux désignations étaient équivalentes et ont été utilisées en parallèle.
Au cours des années suivantes, Yarmolchuk est diplômé de l'Université technique d'État de Moscou et de l'Institut d'ingénierie électrique de Moscou, ce qui lui a permis d'acquérir les connaissances et l'expérience nécessaires à la mise en œuvre de son projet. Dans le même temps, le jeune ingénieur a tenté d'intéresser les responsables avec son invention. Dans de nombreuses lettres à diverses autorités, il a décrit les avantages de son système SHELT. Selon lui, cela permettait d'augmenter considérablement la vitesse des trains et de réduire ainsi le temps de trajet. Dans ce cas, le transport à boule électrique pourrait concurrencer même l'aviation, tout en ayant l'avantage sous la forme d'une plus grande capacité de chargement et de passagers.
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Nikolai Grigorievich Yarmolchuk lors des tests. Une photo de l'actualité.
Un autre avantage de son projet N. G. Yarmolchuk a envisagé d'économiser certains matériaux et de simplifier la construction de routes. Il a été proposé de réaliser un plateau pour un train prometteur en béton armé, ce qui a permis de réduire drastiquement la consommation de métal. De plus, il pourrait être assemblé à partir de sections de production en usine, réduisant ainsi le temps nécessaire pour assembler une nouvelle voie. Il est à noter qu'à la fin des années vingt et au début des années trente, il n'existait aucun équipement spécial pour la pose des rails, c'est pourquoi la plupart des opérations de pose des chemins de fer étaient effectuées à la main par les travailleurs. Ainsi, le projet SHELT a reçu un autre avantage par rapport aux systèmes existants.
Néanmoins, jusqu'à un certain temps, les propositions de Yarmolchuk n'intéressaient personne. Cette réaction des responsables était due à plusieurs facteurs. Le nouveau projet devait être testé et la construction de nouvelles lignes pour les trains SHEL prometteurs s'est avérée trop coûteuse. Pour cette raison, jusqu'à la fin des années vingt, le projet de Yarmolchuk ne resta que sur papier.
Ayant reçu une formation d'ingénieur, l'inventeur a continué à développer le projet et à y apporter des modifications importantes. Il a donc décidé d'abandonner les voitures sphériques et d'utiliser du matériel roulant d'apparence moins audacieuse et inhabituelle. Il était maintenant prévu d'utiliser une voiture de disposition classique, équipée d'un châssis d'origine. La voiture en métal était censée avoir deux grandes roues situées dans ses parties avant et arrière. Avec cette disposition de la voiture, il était possible de conserver toutes les qualités positives inhérentes au système SHELT, ainsi que d'augmenter le volume pour accueillir la charge utile.
Le train prometteur était censé se déplacer à l'aide de deux roues en forme de "sphérique" - une sphère avec des parties latérales coupées, à la place de laquelle se trouvaient l'essieu et les éléments de suspension. Il a été proposé que les sharoïdes soient en métal et recouverts de caoutchouc. Un moteur électrique de puissance appropriée devait être situé à l'intérieur du corps d'une telle roue. L'essieu de la roue était relié à la structure de la voiture et le couple devait être transmis du moteur au corps sphérique à l'aide d'une transmission par friction ou par engrenage. Une caractéristique des roues proposées était le placement de leur centre de gravité en dessous de l'axe de rotation: le moteur était suspendu sous l'axe. Avec une telle disposition, il était possible de maintenir une position optimale dans l'espace lors des manœuvres.
Démonstration de la stabilité des roues. Après l'inclinaison, il doit revenir à sa position verticale normale. Kardr des actualités.
Une version modifiée du train à billes, selon les calculs de l'auteur, pourrait atteindre des vitesses d'environ 300 km / h et transporter jusqu'à 110 passagers. Ainsi, il était possible de se rendre de Moscou à Leningrad en seulement quelques heures, et le trajet de la capitale à Irkoutsk prendrait un peu plus d'une journée, et non une semaine, comme sur les trains existants. La version mise à jour du projet avait un avantage significatif sur les trains «classiques» en termes de vitesse et surpassait l'aviation de passagers en termes de capacité de charge.
Le travail actif sur le projet SHELT, soutenu par des agences gouvernementales, a commencé en 1929. Cela s'est produit après que N. G. Yarmolchuk, avec l'aide de spécialistes de l'Institut des ingénieurs des transports de Moscou, a construit un modèle de système prometteur. Sur le plateau, debout à même le sol du laboratoire, un chariot à enrouleur sur "boules" se déplaçait assez rapidement. La maquette du train a été montrée aux représentants du Commissariat du Peuple des Chemins de fer, et cette manifestation les a fortement impressionnés. La route était ouverte pour le projet.
Quelques mois après avoir testé le tracé, le Commissariat populaire des chemins de fer a créé le Bureau de construction expérimentale du transport par balle pour le développement et la mise en œuvre de N. G. Yarmolchuk (BOSST). La tâche de cette organisation était de créer un projet à part entière avec la construction ultérieure d'un prototype réduit du système SHELT. Ensuite, avec la réussite de ces travaux, on pouvait compter sur la construction de systèmes de transport à part entière d'un nouveau type.
Les travaux de conception se sont poursuivis jusqu'au début du printemps 1931. Ensuite, la documentation sur le projet SHELT a été présentée aux dirigeants de l'État, et bientôt le Commissariat populaire des chemins de fer a ordonné la construction d'un prototype de train prometteur. Pour cela, un financement d'un montant de 1 million de roubles a été alloué, ainsi qu'une section près de la gare Severyanin du chemin de fer de Yaroslavl (maintenant le territoire de Moscou).
89 spécialistes ont participé à la construction d'une voie de chute expérimentale et d'une maquette à grande échelle du train. Compte tenu de la situation spécifique de la nourriture sur le site prévu, les spécialistes ont dû non seulement construire un prototype d'un nouveau type de route, mais aussi casser un potager. Divers légumes ont été plantés sur 15 hectares, ce qui a permis aux spécialistes de résoudre les tâches assignées sans être distraits par divers problèmes de tiers. Ainsi, les zones allouées ont été utilisées aussi efficacement que possible.
Ensembles de roues internes: châssis et moteur électrique suspendus en dessous. Une photo de l'actualité.
Au printemps du 31, Yarmolchuk a reçu le soutien non seulement du Commissariat du Peuple des Chemins de fer, mais aussi de la presse. Les journaux et magazines nationaux ont commencé à écrire sur le nouveau projet SHELT et à en faire l'éloge, attirant l'attention sur les avantages attendus par rapport à la technologie existante. Il a été noté que les trains à billes électriques pour passagers pourront voyager cinq à six fois plus vite que les trains «classiques», et dans le cas des trains de marchandises, même une augmentation de vitesse par vingt est possible. La capacité des nouvelles routes pourrait être au moins deux fois plus élevée que celles existantes.
Naturellement, des opinions critiques ont également été exprimées. De nombreux experts ont évoqué la complexité excessive du projet, le coût élevé de sa mise en œuvre et certains autres problèmes. Néanmoins, les responsables ont décidé de poursuivre la construction d'un train SHEL expérimental et de tester la proposition de Yarmolchuk dans la pratique, en identifiant tous les avantages et inconvénients.
En 1931, l'équipe BOSST a été engagée dans la construction d'une piste expérimentale de chute. Pour économiser de l'argent et du temps, une version plus petite d'une telle route a été construite en bois. À faible hauteur au-dessus du sol, un plancher concave fait de planches a été placé sur un cadre en bois. Le long du chemin se trouvaient des supports en forme de U qui soutenaient le système de transport d'électricité. Au lieu des fils traditionnels pour le transport électrique moderne, des tuyaux ont été utilisés. Lors des tests, deux configurations du système d'alimentation électrique ont été utilisées. Dans le premier, l'un des tuyaux était suspendu presque sous la barre transversale même du support, les deux autres - en dessous. La deuxième configuration impliquait l'emplacement des trois tuyaux au même niveau.
La piste expérimentale en bois mesurait environ 3 km. Une petite sous-station électrique était située à côté, qui était censée alimenter les tuyaux avec le courant des paramètres requis. Selon certains rapports, la construction de la route a été achevée à la fin de 1931 ou au début de 1932. L'assemblage du premier prototype de voiture fut bientôt achevé.
La roue se monte dans le corps. Une photo de l'actualité.
L'assemblage de la première voiture SHEL fut achevé en avril 1932. Il s'agissait d'une structure d'environ 6 m de long et d'un diamètre de 80 cm, un carénage conique était prévu à l'avant de la voiture. La voiture, comme l'indique le projet, était équipée de deux roues sphériques, dans les parties tête et queue. Le diamètre des roues dépassait 1 m. Elles dépassaient considérablement de la carrosserie et pouvaient créer un effet gyroscopique notable qui maintenait la voiture dans la position souhaitée. La centrale électrique sous la forme de deux moteurs électriques triphasés était située à l'intérieur des roues. Les voitures avaient un volume libre assez important qui pouvait être utilisé pour transporter des marchandises d'essai ou même des passagers. La voiture avait également des fenêtres et de petites portes pour accéder à l'intérieur de la coque. Pour le transport d'électricité, la voiture a reçu un chariot,fixé sur la ligne de contact et connecté au toit avec un câble et des câbles.
À l'automne, quatre autres voitures ont été construites, à la suite de quoi un train entier circulait déjà sur la voie expérimentale. La construction de voitures supplémentaires a permis non seulement de tester la viabilité même de l'invention, mais aussi de résoudre certains problèmes liés à l'interaction de plusieurs unités de matériel roulant sur la voie.
Les moteurs disponibles ont permis au train expérimental d'atteindre des vitesses allant jusqu'à 70 km / h. La conception des roues sphériques et d'autres caractéristiques du nouveau transport ont assuré un comportement stable indépendamment de la vitesse de déplacement et des caractéristiques de la piste. Le train de balle passait les virages avec confiance, se penchant légèrement dans la bonne direction, mais ne montrant aucune envie de basculer. L'effet gyroscopique, que N. G. Yarmolchuk, a conduit aux résultats escomptés.
Jusqu'à l'été 1933, une équipe de spécialistes BOSST a été engagée dans divers tests d'un système de transport prometteur en version réduite. Dans le même temps, le développement de la conception du train était en cours, ainsi que l'étude des options de voie optimales. En particulier, les ingénieurs ont dû réfléchir à la conception de la flèche pour le chemin de la goulotte. Le fonctionnement réel des SHELT sans aiguillages et autres équipements de voie spéciaux n'était pas possible et leur création était associée à certaines difficultés.
Les premiers voyages d'essai ont été effectués par un train expérimenté sans aucune charge. Plus tard, lorsque la fiabilité du système a été déterminée et confirmée, les voyages avec des marchandises, y compris des passagers, ont commencé. Les dimensions des voitures permettaient de transporter deux personnes, mais elles devaient être en position couchée, pour laquelle les matelas étaient placés dans des cabines de fortune. Pendant les tests, D. Lipnitskiy, journaliste de la publication Znanie is Sila, a visité le site de test et a été emmené dans un train expérimental SHEL. Il a écrit plus tard qu'en se préparant pour le voyage, il craignait un éventuel accident. Le train pourrait rouler, voler du plateau, etc. Néanmoins, la voiture prototype a démarré doucement et tranquillement et a roulé le long de la voie sans aucun problème et même sans le cliquetis "traditionnel" des roues de chemin de fer. Sur les sections courbes de la voie, le train s'incline et maintient l'équilibre.
Le corps d'un train de balle expérimenté sans paroi arrière. La roue et sa suspension sont visibles. Une photo de l'actualité.
Les essais du train prototype ont commencé à l'automne 1932, raison pour laquelle les spécialistes ont rencontré des problèmes lors des essais. Le travail du train SHEL a été entravé par la neige et la glace sur la voie en bois. Avant le début des essais, ils ont dû être nettoyés, car le train d'atterrissage d'origine du train ne pouvait pas faire face à de telles irrégularités, en particulier lors de la circulation à grande vitesse. Au stade du test, un tel problème était considéré comme un mal inévitable et le supportait, mais il est devenu plus tard l'un des facteurs qui ont affecté le sort de l'ensemble du projet.
À la fin des vérifications, la documentation du projet et le rapport d'essai ont été remis à un conseil spécial d'experts, qui devait décider du sort futur du système SHELT. Un groupe de spécialistes dirigé par S. A. Chaplygin a examiné la documentation et est parvenu à des conclusions positives. Selon les experts, le projet n’avait pas de problèmes graves qui pourraient interférer avec sa pleine utilisation, et ils ont également recommandé de commencer la construction de routes à part entière pour le transport à billes.
À l'été 1933, N. G. Yarmolchuk et ses collègues ont développé deux versions de trains SHEL à part entière en deux dimensions, les soi-disant. normal et moyen. Le train «moyen» était destiné aux essais finaux et pouvait également être exploité sur de vraies voies. Dans cette configuration, les voitures étaient équipées de roues sphériques d'un diamètre de 2 m et pouvaient transporter jusqu'à 82 sièges passagers. La vitesse de conception d'un tel transport a atteint 180 km / h. On a supposé que les voitures de taille moyenne seraient regroupées en trains de trois et, sous cette forme, transporteraient des passagers sur des lignes de banlieue.
Tous les premiers plans étaient censés être pleinement mis en œuvre dans un chariot «normal». Dans ce cas, le transport prometteur aurait dû recevoir des roues d'un diamètre de 3,7 m et un corps de dimensions appropriées. La vitesse de conception atteignait 300 km / h et à l'intérieur de la coque, il était possible de disposer d'au moins 100 à 110 sièges. Compte tenu des vitesses de déplacement élevées, un tel train devait être équipé de freins non seulement mécaniques, mais également aérodynamiques. Ces derniers étaient un ensemble d'avions à la surface de la coque, étendus à travers le flux d'air entrant. Selon certains calculs du BOSST, une voie avec des wagons ou des trains de taille normale pourrait avoir une capacité colossale: des trains prometteurs pourraient transporter la population d'une ville entière en quelques jours seulement. Dans ce cas, une supériorité significative sur le transport ferroviaire existant a été assurée.
Après l'achèvement des travaux du conseil dirigé par Chaplygin, le 13 août 1933, le Conseil des commissaires du peuple décida du sort futur du projet SHELT. Le Commissariat populaire des chemins de fer a été chargé de construire la première voie à plateaux à part entière pour une opération d'essai. Le nouvel itinéraire pourrait apparaître dans la direction Moscou-Noginsk ou Moscou-Zvenigorod. Après avoir analysé la situation existante et les plans existants, il a été décidé de construire une autoroute vers Noginsk. À cette époque, la construction d'une nouvelle zone industrielle à l'est de Moscou a commencé. On a supposé que dans cette direction, le trafic de passagers pouvait atteindre 5 millions de personnes par an, il était donc nécessaire de disposer de nouveaux transports avec des indicateurs appropriés. À la demande du Conseil des commissaires du peuple, la construction du nouveau tracé aurait dû être achevée à l'automne 1934.
Photo de la presse nationale. Le train prototype transporte un passager.
La première voie à plateaux à part entière devait commencer à Izmailovo, afin que les travailleurs puissent se rendre à la gare en tram ou en métro, puis changer pour le train SHEL et se rendre au travail. Le transport spacieux à grande vitesse pourrait modifier considérablement la logistique de Moscou et de la région de Moscou, en améliorant ses principaux paramètres. En prévision d'un nouveau transport avec des indicateurs uniques, la presse nationale a recommencé à faire l'éloge du projet original de N. G. Yarmolchuk.
Cependant, les attentes de la presse et des citoyens n'ont pas été satisfaites. À la fin de 1934, la nouvelle gare n'ouvre pas ses portes aux passagers et les nouveaux trains à billes électriques ne les emmènent pas au travail. De plus, l'autoroute et la gare n'étaient même pas construites. Avant de commencer la construction de l'autoroute et des infrastructures connexes, les spécialistes ont de nouveau vérifié le projet prometteur et sont parvenus à des conclusions qui ont conduit à son rejet.
La vitesse et la capacité de conception des wagons, ainsi que d'autres avantages du nouveau transport semblaient attrayants, mais dans la forme proposée, il présentait de nombreux inconvénients. Tout d'abord, c'était la complexité de la construction à la fois du train SHEL lui-même et de son itinéraire. Par exemple, l'utilisation d'un rail-rail en béton armé a permis de réduire le coût du métal, mais a compliqué la construction et nécessité le déploiement d'installations de production supplémentaires. La construction en série de nouveaux trains a également nécessité des efforts et des coûts correspondants.
L'analyse des projets proposés du train à billes électrique a également conduit à une conclusion pessimiste. Le niveau de technologie qui existait à l'époque ne permettait pas de construire le véhicule requis avec des caractéristiques acceptables. Par exemple, la ressource du revêtement en caoutchouc des roues sphériques lors de la conduite sur béton a suscité de grandes questions. Compte tenu du manque de caoutchouc, une telle nuance du projet pourrait avoir de graves conséquences négatives. De plus, le grand et lourd train SHEL devait être équipé de moteurs de puissance appropriée et d'autres équipements spéciaux, qui étaient soit absents, soit trop chers.
Même avec la construction réussie d'une voie à auge et de trains à billes pour elle, son fonctionnement serait associé à un certain nombre de problèmes graves. Par exemple, lors des essais d'un train prototype en hiver, les spécialistes du BOTTS devaient régulièrement nettoyer la piste en bois de la neige et de la glace. Ces contaminants interféraient avec le cours normal du train et, à grande vitesse, pouvaient même entraîner un accident. Probablement dans ce contexte, les experts ont rappelé le crash de la voiture aérienne d'Abakovsky en 1921. Puis, en raison de la mauvaise qualité de la voie ferrée, la voiture à grande vitesse a décollé des rails, ce qui a entraîné la mort de plusieurs passagers. La voiture aérienne se déplaçait à une vitesse d'environ 80 km / h et le projet de Yarmolchuk supposait des vitesses plusieurs fois plus élevées et, par conséquent, le train était exposé à un risque encore plus élevé.
Article du magazine Modern Mechanix, février 1934
Outre les problèmes techniques, il y avait aussi des problèmes économiques. Le projet de construction d'une autoroute d'une longueur d'environ 50 km s'est avéré trop coûteux et ses perspectives ont fait l'objet de controverses. Ayant des avantages par rapport au transport existant, le train SHEL ne semblait pas faisable. Certaines économies de temps de trajet ou la possibilité de transporter un peu plus de passagers ne peuvent justifier les coûts extrêmement élevés.
Une combinaison de caractéristiques et de problèmes techniques, technologiques, opérationnels et économiques a conduit à la clôture du projet, qui plusieurs mois auparavant était considéré non seulement prometteur, mais également capable de changer radicalement l'apparence du transport. La construction de la première autoroute Moscou-Noginsk a été interrompue peu de temps après le début, au plus tard dans les premières semaines de 1934. Pour cette raison, les employés des entreprises de la nouvelle zone industrielle à l'avenir n'utilisaient que les modes de transport existants, ce qui, cependant, n'a pas empêché la mise en œuvre de plans d'industrialisation de la région de Moscou.
Après la décision d'abandonner la construction de la piste de balle électrique, la presse a cessé de publier des articles enthousiastes. Au fil du temps, le projet autrefois prometteur a été oublié. La piste expérimentale près de la station Severyanin a été rapidement démantelée car inutile. Le seul train expérimental de cinq voitures a probablement été mis au rebut peu après la clôture du projet. Il ne peut être exclu qu'il ait été stocké pendant un certain temps dans l'une des organisations associées au projet SHELT, mais il n'y a pas d'informations exactes à ce sujet. On sait seulement qu'après 1934, les voitures expérimentales n'ont été mentionnées nulle part.
L'auteur du projet du transport de balle électrique, N. G. Yarmolchuk, malgré l'échec, a continué à travailler sur des modes de transport prometteurs et leurs composants individuels. Certains de ses développements ont même été utilisés plus tard sur des véhicules de série de différentes classes.
À notre connaissance, Yarmolchuk n'a pas arrêté de travailler sur le transport SHEL, mais tous les développements ultérieurs dans ce domaine ont été réalisés par lui de sa propre initiative. Les dernières mentions de ce projet remontent au début des années soixante-dix. Durant cette période, le créateur a de nouveau tenté d'offrir son développement aux dirigeants du pays et a même tenté d'obtenir un rendez-vous avec A. N. Kosygin. Une audience a été refusée. N. G. Yarmolchuk est mort en 1978 et après cela, tous les travaux sur le transport à billes ont cessé. Pendant plus de quatre décennies après la décision d'arrêter la construction, le projet a été développé grâce aux efforts d'un seul concepteur. Après sa mort, personne n'a voulu poursuivre un projet qui était autrefois considéré comme une révolution dans les transports.