Kolej atmosferyczna - niezbyt udany projekt?

[secesjonista]

Swego czasu kolej parowa miała konkurentkę w postaci kolei atmosferycznej, jak wówczas mówiono.

Z różnych powodów (: jakich? tu liczę choćby na Tomasza N) ostatecznie nie zyskała jednak powszechnej aprobaty różnorakich władz, czy gremium naukowo-technicznych. Powstały raptem cztery linie łączące: Kingstown z Dalkey (dziś Dun Aloghaire) w Irlandii (Kingston - Dalkey; Dublin & Kingston Railway), Londyn z Croydon (Dartmouth Arras - Croydon; London & Croydon Railway), Exeter z Plymouth (Exeter St. Davis - Teignmouth; Soth Devon Railway Company), Bois de Vesinet z Saint Germain (Compaigne du Chemin de Fer de Paris a Saint Germain).

W tle pomysłów na kolej atmosferyczną mamy i polonika - w osobie gen. Henryka Dembińskiego, który wiódł spór o pierwszeństwo pewnego pomysłu konstrukcyjnego z inżynierem Hallettem z Arras.

Co stanęło na przeszkodzie rozwoju tego typu rozwiązania?

[adamhistoryk]

artykuł Sławomira Łotysza

Z artykułu wynika, że to koszty były przyczyną dla której zaniechano budowę kolei atmosferycznej

Edytowane 24 Kwiecień 2014 przez adamhistoryk

[Speedy]

Jakby ktoś miał problem z otwarciem (ja miałem) to tu jeszcze jeden link do tego artykułu http://infokolej.pl/docs/kolej_atmosferyczna.pdf

Dosyć dziwaczny pomysł szczerze mówiąc. No ale w XIX w. dużo różnych dziwnych rzeczy wymyślano. Miał zresztą i pewne uzasadnienie formalne, pociąg tego typu był o wiele lżejszy i łatwiej było budować linie w terenie górzystym, stosując większe kąty nachylenia torów. Z drugiej strony znacznie droższa w budowie i w eksploatacji była infrastruktura takiej linii (rura powietrzna, non stop pracujące pompy wielkiej mocy, szybko zużywająca się uszczelka). Poza tym wkrótce rozwój klasycznych lokomotyw parowych doszedł do takiego poziomu, że można było zbudować odpowiednio mocne i lekkie modele "wysokogórskie".

[Tomasz N]

No cóż ja bym go nie nazwał dziwacznym. Ot system transportowy z centralnym źródłem energii do napędu zamiast indywidualnym. Poza "pneumatycznością", niczym nie odbiega od obecnej trakcji elektrycznej, gdzie też mamy centralną jednostkę generującą energię do napędu (elektrownię) przekazywaną siecią do środków transportu. Ekonomiczność eksploatacyjna takiej sieci jest wysoka pod warunkiem że jest duża i ta centralna jednostka stale ma co napędzać. Gdyby doszło do odpowiedniego rozwoju sieci odbiorców energii w postaci próżni czy sprężonego powietrza, by zapewnić systemowi ekonomiczność, to pewnie by się utrzymał.

A główną wadą takiego systemu jest to, że nie jest on "wewnątrzsystemowo naprawialny" w przypadku awarii. Czyli stosując analogię do współczesności, jak padnie trakcja (bo np ją ukradną) i pociąg stanie, to elektrowozem nie podjedziemy by go odciągnąć do stacji, bo on też działa "wewnątrz systemu" na prąd, którego tam nie ma i musimy użyć środka spoza systemu czyli lokomotywy spalinowej z indywidualnym napędem.

W tym momencie pomimo ewidentnych zalet jaką była cichość czy "czystość" pociągów pneumatycznych, to to nie miało się prawa utrzymać. Bo jeśli dla zapewnienia ciągłości działania systemu podczas awarii musimy trzymać na boku pod parą zwykły parowóz rezerwowy, to ekonomiczniej jest nim ciągnąć wagoniki niż palić jeszcze węglem pod kotłem by napędzić wytwornicę próżni.

Edytowane 24 Kwiecień 2014 przez Tomasz N

[Speedy]

Hej

Poza "pneumatycznością", niczym nie odbiega od obecnej trakcji elektrycznej, gdzie też mamy centralną jednostkę generującą energię do napędu (elektrownię) przekazywaną siecią do środków transportu.

No ja bym właśnie to nazwał dziwacznym - przesyłanie energii z owej centralnej jednostki w postaci nazwijmy to pneumatycznej jest wybitnie uciążliwe, kłopotliwe i niewydajne. Ile się tam goście namęczyli z tą wzdłużną uszczelką to głowa mała; a i tak nie działała do końca dobrze i szybko się niszczyła. No i kwestia rozwijania systemu: w miarę jak potrzeby przewozowe wzrastały, do normalnych kolei projektowano coraz potężniejsze lokomotywy, by ciągnąć coraz większy ładunek. A tu się tak nie da, trzeba by wymienić całą tą infrastrukturę napędową, położyć rurę o większej średnicy, wymienić pompy na mocniejsze... No i tak jak tam dalej napisałeś, jako dodatek do kolejki pneumatycznej trzeba byłoby też utrzymywać równolegle trochę normalnych lokomotyw, wraz z całą niezbędną dla nich infrastrukturą - właśnie dla potrzeb awaryjnych, ale też np. jako lokomotywy manewrowe do zestawiania pociągów. A skoro tak, to i do celów trakcyjnych opłacałoby się ich używać.

Kojarzę taką historię, tylko nie jestem pewien czy dotyczyła właśnie kolei pneumatycznej czy czegoś innego, może kolei zębatej. W każdym razie było to bodajże w Szwajcarii: zamierzano wybudować linię w jakimś wysokogórskim regionie. Z uwagi na stromiznę zamierzano zastosować właśnie wspomnianą technologię. Ale na potrzeby budowy linii skonstruowano specjalne "wysokogórskie" klasyczne parowozy, do transportu materiałów, robotników itd., które były w stanie pod tę stromiznę podjechać. A jak już je zbudowano to był tylko krok do tego, żeby ktoś chwilkę pomyślał i wykorzystał podobne parowozy także do celów normalnej eksploatacji linii, zamiast owych zębatych czy pneumatycznych wynalazków.

Czyli stosując analogię do współczesności, jak padnie trakcja (bo np ją ukradną) i pociąg stanie, to elektrowozem nie podjedziemy by go odciągnąć do stacji, bo on też działa "wewnątrz systemu" na prąd,

No właśnie, z dzisiejszego punktu widzenia widać tu pewną zaletę kolei atmosferycznej w porównaniu z elektryczną: wysokie ceny metali kolorowych powodują, że miedziane przewody trakcyjne bardzo często padają łupem złodziei. A rura napędowa współcześnie byłaby pewnie z tworzywa sztucznego i nikomu by się nie opłacało jej kraść .

[Tomasz N]

Dlaczego systemy oparte na sprężonym czy rozprężonym powietrzu miałyby być dziwaczne ? Jako bezpieczne w środowisku wybuchowym np są stosowane w górnictwie, a i w wielu innych zakładach do napędu narzędzi. A ten system się rozwijał, już pomysł podciśnienia, w którym ten system się samouszczelniał, był genialny. Kłopoty z uszczelką zostałyby rozwiązane gdyby była ku temu wola i interes.

Krokiem do przodu był podział rury roboczej na sekcje zasilane osobnymi przewodami, co niwelowało straty podciśnienia i zmniejszało awaryjność. Dalszy rozwój przez podział na jeszcze krótsze sekcje włączane zaworami uruchamianymi przez poruszający się pociąg (np. potrącane dźwignie) spowodowałby może i brak potrzeby tak złożonej uszczelki, a zwiększenie ilości rur roboczych do dwóch zapewniłoby systemowi samonaprawialność.

Ale to już są koszta, a te się tnie. A parowozy tymczasem taniały.

[Speedy]

Dlaczego systemy oparte na sprężonym czy rozprężonym powietrzu miałyby być dziwaczne ?

Bo przesyłanie sprężonego powietrza na dużą odległość jest mało ekonomiczne. Po drodze są wielkie straty ciśnienia, trudno zapewnić szczelność rozbudowanego układu. A tu mówimy o odległości liczonej w kilometrach. W dodatku, przy pracy z powietrzem atmosferycznym zawierającym wszak parę wodną, spodziewałbym się dodatkowych problemów związanych ze skraplaniem się tej pary w rurze napędowej i ewentualnym zamarzaniem tej wody w razie spadku temperatury np. w nocy.

[Tomasz N]

Ale to był system podciśnieniowy w którym skraplanie nie jest tak istotne. A przy podziale na sekcje kilometry nie grają roli, bo większość linii jest w zamkniętej szczelnej rurze. Rura ze szczeliną i uszczelką pod podciśnieniem jest tylko na odcinku przy samym pociągu.

[secesjonista]

Zanim pogubię się w tych rozważaniach co do podciśnienia, uszczelek czy skraplania uzupełnię wątek "polski".

Najobszerniejszy opis (dwadzieścia dwie strony z rycinami) i próbę analizy nowego systemu zaprezentował polskiemu czytelnikowi Feliks Miaskowski w "Bibliotece Warszawskiej" z 1845 roku w artykule pt. "O drogach żelaznych atmosferycznych i ich najnowszych udoskonaleniach", gdzie dość obiektywnie opisał wady i zalety tego rozwiązania. O tyle to ciekawy głos, że w odróżnieniu od szeregu innych adnotacji w naszej prasie, które ograniczały się głównie do przedruków z prasy zagranicznej, autor opierał się na raportach inżynierów angielskich i francuskich.

Co do sporu Alexisa Hallette z Dembińskim...

w grudniu 1844 r. Hallette testował swoje rozwiązanie w swych warsztatach w Arres na linii długości ok. 120 metrów. Natomiast w marcu tego roku generał zwrócił się do Akademii Nauk o uznanie, że to on był wynalazcą takiego rozwiązania. W toku sporu Akademia uznała, że trzeba przetestować oba sporne systemy. Tu niestety nasz rodak był w gorszej pozycji, Hallette mógł zaprezentować pracę swego modelu w Arres, Dembiński dostarczył jedynie plany. Rozwiązanie Dembińskiego różniło się tym że do napełniania elastycznych węży chciał wykorzystać jakąś oleistą ciecz. Walki o patent nie wygrał, a rozwiązanie Hallette zwane "francuskim" też nie miało szczęścia - nigdy nie zostało wdrożone.

Wypada wspomnieć Ludwika Mękarskiego, którego system tramwajów pneumatycznych (działających jednak na innej zasadzie) zyskał uznanie i był wdrożonych w niektórych miastach europejskich, w tym w Paryżu.

/za: S. Łotysz "Polacy wobec koncepcji kolei atmosferycznej", "Kwartalnik Historii Nauki i Techniki" 2010, 55/2/

[jancet]

Dlaczego systemy oparte na sprężonym czy rozprężonym powietrzu miałyby być dziwaczne ? Jako bezpieczne w środowisku wybuchowym np są stosowane w górnictwie, a i w wielu innych zakładach do napędu narzędzi.

Kiedy cca 30 lat temu miałem na studiach przedmiot "Dynamika i automatyka procesowa" uczono mnie o systemach automatyki, opartych na sprężonym powietrzu. Ówczesne siłowniki pneumatyczne były łatwiejsze w konstrukcji i zastosowaniu, od silników elektrycznych, do zasilania urządzeń regulacyjnych - przede wszystkim zaworów. W laboratoriach na naszym wydziale centralnie zasilana sieć sprzężonego powietrza była oczywistością, po prostu króciec do sprężonego powietrza miał być na każdym stanowisku laboratoryjnym, tak samo, jak gniazdko elektryczne. Podobnie było w większości znanych mi zakładów produkcyjnych np. w PPS Łomża czy Kopalni Siarki Jeziórko. Ten ostatni przykład jest o tyle ciekawy, że ta kopalnia obejmowała teren wielu km kwadratowych, więc łączna długość przewodów sieci sprężonego powietrza była chyba rzędu setek km. A że to metoda podziemnego wytopu była tam stosowana, to cały ten teren był czymś w rodzaju wulkanu, a raczej pola usianego małymi wulkanami, więc do uszkodzeń sieci musiało dochodzić nader często. Jednak jakoś te uszkodzenia łatano i na "naszej" stacji nie pamiętam braku sprężonego powietrza. Ze skraplaniem pary wodnej też sobie skutecznie radzono.

Oczywiście takie sieci nie były traktowane jako sposób przesyłania energii, dużych mocy. Choć akurat specyfiką sieci pneumatycznej jest to, że przy małej mocy możesz uzyskać wielkie siły. Głupie 2 atmosfery w sieci, siłownik z tłokiem o fi 200 mm, i 6-tonowy ciężar możesz podnosić.

Mimo wielkiego szacunku dla instalacji, opartych na sprężonym powietrzu (w latach 70-ych w słynnym programie "Sonda" pokazywano możliwości budowy komputera, opartego na sieci sprężonego powietrza), jednak muszę przyznać, że zastosowanie takiej sieci do napędu środków transportu na dużych odległościach, było systemem nie tyle dziwacznym, co po prostu chybionym.