Tout au long de l'histoire du transport ferroviaire, de nouveaux projets audacieux apparaissent régulièrement et peuvent conduire à une véritable révolution dans ce domaine. Néanmoins, toutes ces propositions n'atteignent pas 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 comme monteur sur le chemin de fer de Koursk, où il a travaillé pendant plusieurs années. En travaillant sur le chemin de fer, Yarmolchuk a appris les différentes 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 cette époque, l'un des principaux problèmes que divers spécialistes traitaient 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 tout nouveau transport.
Dans ses lettres, Yarmolchuk a souligné qu'une augmentation significative de la vitesse est entravée par un certain nombre de facteurs, notamment la conception même des voies ferrées et des roues. Pendant le mouvement, a noté l'ingénieur, l'essieu monté n'est maintenu sur les rails que par les flasques. Dans ce cas, la paire peut se déplacer le long de son axe, heurter le rail et autres phénomènes désagréables. Avec une simple augmentation de la vitesse de déplacement, les battements auraient dû augmenter, augmentant la charge sur le train de roulement et augmentant le risque de sa destruction. Pour éliminer ces phénomènes, des chenilles et un châssis d'une conception entièrement nouvelle étaient nécessaires.
Train SHEL expérimenté. Hiver 1932-33 Photo Wikimedia Commons
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, a permis d'augmenter considérablement la vitesse de déplacement, ainsi que de se débarrasser des problèmes connexes. Selon l'auteur du projet, au lieu d'une voie ferrée, une goulotte de forme ronde aurait dû 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 sujette 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 de la voiture était censée avoir une forme sphérique et accueillir toutes les unités nécessaires, y compris le groupe motopropulseur et la cabine passagers. La surface extérieure du boîtier était censée servir 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 opportune lors de l'entrée dans les virages. Pour économiser de l'espace 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 en abrégé. 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 étaient 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 énergétique de Moscou, ce qui lui a permis d'acquérir les connaissances et l'expérience nécessaires à la mise en œuvre de son projet. Parallèlement, le jeune ingénieur tentait d'intéresser les responsables à son invention. Dans de nombreuses lettres à diverses autorités, il a décrit les avantages de son système SHELL. Selon lui, cela a permis d'augmenter considérablement la vitesse des trains et ainsi de réduire les temps de trajet. Dans ce cas, le transport à billes électrique pourrait concurrencer même l'aviation, tout en ayant l'avantage sous la forme d'une plus grande capacité de fret et de passagers.
Nikolai Grigorievich Yarmolchuk pendant les tests. Tiré 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 de béton armé, 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 piste. Il convient de noter qu'à la fin des années vingt et au début des années trente, il n'y avait pas d'équipement spécial pour la pose des rails, c'est pourquoi la plupart des opérations de pose des chemins de fer étaient effectuées par des ouvriers à la main. Ainsi, le projet SHELL 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 fonctionnaires 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 n'est resté que sur papier.
Ayant reçu une formation d'ingénieur, l'inventeur a continué à développer le projet et y a apporté des modifications importantes. Alors, il décide d'abandonner les voitures sphériques et d'utiliser du matériel roulant d'apparence moins audacieuse et inhabituelle. Désormais, il était prévu d'utiliser une voiture de configuration classique, équipée d'un châssis d'origine. Le chariot métallique était censé avoir deux grandes roues situées dans ses parties avant et arrière. Avec une telle disposition de la voiture, il était possible de conserver toutes les qualités positives inhérentes au système SHELL, 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 les éléments d'essieu et de suspension. Il a été proposé que les charoïdes soient en métal et recouverts de caoutchouc. Un moteur électrique de la puissance correspondante devait être situé à l'intérieur du corps d'une telle roue. L'axe 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 à friction ou à engrenages. 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'essieu. Grâce à cette disposition, il était possible de conserver une position optimale dans l'espace lors des manœuvres.
Démonstration de la stabilité des roues. Après avoir basculé, il devrait revenir à sa position verticale normale. Actualités kardr
La 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 Léningrad en quelques heures seulement, 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 présentait un avantage significatif par rapport aux trains "classiques" en termes de vitesse et dépassait les avions de passagers en termes de capacité de charge.
Le travail actif sur le projet SHELL, 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, qui se trouvait directement sur le sol du laboratoire, un chariot à remontoir sur des "boules" se déplaçait assez rapidement. La maquette du train a été montrée aux représentants du Commissariat du Peuple aux Chemins de fer, et cette démonstration a fait une forte impression sur eux. La route était ouverte pour le projet.
Quelques mois après avoir testé le tracé, le Commissariat du peuple aux chemins de fer a créé le Bureau de construction expérimentale du transport par balles 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. Puis, 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 SHELL a été présentée aux dirigeants de l'État et le Commissariat du peuple aux chemins de fer a rapidement 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 (aujourd'hui le territoire de Moscou).
89 spécialistes ont participé à la construction d'une piste de chute expérimentale et d'un modèle à grande échelle du train. En raison de la situation spécifique de la nourriture sur le site fourni, 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 un moteur électrique suspendu en dessous. Tiré de l'actualité
Au printemps 31, Yarmolchuk a reçu le soutien non seulement du Commissariat du peuple aux 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 de 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 vingt fois de la vitesse est possible. La capacité des nouvelles routes pourrait être au moins deux fois supérieure à celle des routes 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 d'autres problèmes. Néanmoins, les personnes responsables ont décidé de poursuivre la construction d'un train expérimental SHEL et de tester la proposition de Yarmolchuk dans la pratique, en révélant tous les avantages et inconvénients.
En 1931, l'équipe BOSST s'est 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. A une faible hauteur au-dessus du sol, un plancher concave fait de planches a été posé sur une charpente 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 essais, deux configurations du système d'alimentation électrique ont été utilisées. Dans le premier, l'un des tuyaux pendait 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 de long. 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 terminé.
Fixation de la roue dans le corps. Tiré de l'actualité
L'assemblage de la première voiture SHEL a été achevé en avril 1932. Il s'agissait d'une structure d'environ 6 m de long pour un diamètre de 80 cm. Un carénage conique était prévu à l'avant de la voiture. La voiture, comme le laisse entendre le projet, était équipée de deux roues sphériques, dans la tête et la 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. De plus, la voiture avait des fenêtres et de petites portes pour accéder à l'intérieur de la coque. Pour le transport de l'électricité, la voiture recevait un bogie, fixé sur la ligne de contact et relié au toit par une corde et des câbles.
À l'automne, quatre autres voitures ont été construites, à la suite desquelles un train entier roulait déjà le long de la piste 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 quelles que soient la vitesse de déplacement et les caractéristiques de la voie. Le train de balles a passé les virages avec confiance, légèrement penché 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 est engagée dans divers tests d'un système de transport prometteur dans une version réduite. Dans le même temps, le développement de la conception du train se poursuivait, ainsi que l'étude des options de voies optimales. En particulier, les ingénieurs ont dû réfléchir à la conception de la flèche pour le chemin de la goulotte. Le fonctionnement réel des SHELL 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 allongée, pour laquelle des matelas étaient placés dans des cabines de fortune. Pendant les tests, D. Lipnitskiy, un 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 se renverser, s'envoler du plateau, etc. Néanmoins, la voiture prototype a démarré doucement et silencieusement et a roulé le long de la piste sans aucun problème et même sans le cliquetis "traditionnel" des roues du chemin de fer. Sur les sections courbes de la voie, le train s'inclinait et gardait l'équilibre.
Le corps d'un train de balles expérimenté sans paroi arrière. La roue et sa suspension sont visibles. Tiré de l'actualité
Les essais du train prototype commencèrent à l'automne 1932, c'est pourquoi les spécialistes rencontrèrent quelques problèmes lors des essais. Le travail du train SHEL a été entravé par la neige et la glace sur la piste 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 du trafic à grande vitesse. Au stade des tests, un tel problème était considéré comme un mal inévitable et le supportait, mais plus tard, il est devenu l'un des facteurs qui ont affecté le sort de l'ensemble du projet.
Une fois les vérifications terminées, la documentation du projet et le rapport d'essai ont été remis à un conseil d'experts spécial, qui était censé 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'a pas eu de problèmes sérieux qui pourraient interférer avec son utilisation à part entière, et ils ont également recommandé de commencer la construction de routes à part entière pour le transport à balles électriques.
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. normale et moyenne. Le train "moyen" était destiné aux essais finaux, et pouvait également être exploité sur des voies réelles. 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. Il a été supposé que les voitures de taille moyenne seraient combinées 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 véhicule « normal ». Dans ce cas, le transport prometteur aurait dû recevoir des roues d'un diamètre de 3, 7 m et une caisse de dimensions appropriées. La vitesse de déplacement de conception a atteint 300 km / h, et à l'intérieur de la coque, il était possible d'organiser au moins 100-110 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 du corps, étendus à travers le flux d'air entrant. Selon certaines estimations de 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 a décidé du sort du projet SHELT. Le Commissariat du peuple aux chemins de fer a été chargé de construire la première voie à plateaux à part entière pour une opération d'essai. La nouvelle route pourrait apparaître sur 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 supposait que dans cette direction, le trafic de passagers pourrait atteindre 5 millions de personnes par an, il y avait donc un besoin de nouveaux transports avec des indicateurs appropriés. À la demande du Conseil des commissaires du peuple, la construction de la nouvelle route aurait dû être achevée à l'automne 1934.
Photo de la presse nationale. Le train prototype transporte un passager. Photo Termotex.rf
La première voie ferrée à part entière devait commencer à Izmailovo, afin que les travailleurs puissent se rendre à la gare en tram ou en métro, puis prendre 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 louer le projet original de N. G. Yarmolchuk.
Cependant, les attentes de la presse et des citoyens ne se sont pas réalisées. Fin 1934, la nouvelle gare n'ouvrit pas ses portes aux voyageurs, et les nouveaux trains à boulets électriques ne les emmenaient pas au travail. De plus, l'autoroute et la gare n'ont même pas été construites. Avant de commencer la construction de l'autoroute et des infrastructures connexes, les spécialistes ont à nouveau vérifié le projet prometteur et sont parvenus à des conclusions qui ont conduit à son rejet.
La vitesse de conception et la capacité 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 conception à la fois du train SHEL lui-même et de son itinéraire. Par exemple, l'utilisation d'un chemin de fer en béton armé a permis de réduire le coût du métal, cependant, elle a compliqué la construction et a nécessité le déploiement d'outils de production supplémentaires. La construction en série de nouveaux trains a également nécessité des efforts et des coûts correspondants.
L'analyse des projets proposés de 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 du béton a suscité de grandes questions. Dans des conditions de manque de caoutchouc, une telle nuance du projet pourrait avoir de graves conséquences négatives. De plus, un grand et lourd train SHEL devait être équipé de moteurs de puissance appropriée et d'autres équipements spéciaux, qui étaient soit absents, soit trop coûteux.
Même avec la construction réussie d'une voie en auge et de trains à billes pour lui, son fonctionnement serait associé à un certain nombre de problèmes graves. Par exemple, lors des essais d'un prototype de train en hiver, les spécialistes de BOTTS devaient régulièrement nettoyer la piste en bois de la neige et de la glace. De tels contaminants interféraient avec le fonctionnement normal du train et, à des vitesses élevées, pouvaient même conduire à un naufrage. 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 déraillé, 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. Photo de Wikimedia Commons
En plus des 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 aux transports existants, le train SHEL ne semblait pas réalisable. Certaines économies de temps de trajet ou la capacité de transporter un peu plus de passagers ne pouvaient pas justifier les coûts extrêmement élevés.
Une combinaison de caractéristiques et de problèmes techniques, technologiques, opérationnels et économiques a conduit à la fermeture du projet, qui, quelques mois plus tôt, était considéré non seulement comme prometteur, mais également capable de changer radicalement l'apparence des transports. La construction de la première autoroute Moscou-Noguinsk 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 n'utiliseront à l'avenir que les modes de transport existants, ce qui n'a toutefois pas empêché la mise en œuvre de plans d'industrialisation de la région de Moscou.
Après que la décision a été prise d'abandonner la construction de la piste de boules électriques, 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 rapidement été démantelée car inutile. Le seul train expérimental de cinq voitures a probablement été mis au rebut peu de temps après la clôture du projet. Il n'est pas 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 précises à ce sujet. On sait seulement qu'après 1934, les voitures expérimentales n'ont été mentionnées nulle part.
L'auteur du projet du transport boule-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 production de différentes classes.
Pour autant que l'on sache, Yarmolchuk n'a pas cessé de travailler sur le transport SHEL, cependant, 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. Pendant cette période, le créateur a de nouveau tenté de proposer son développement aux dirigeants du pays et a même tenté d'obtenir un rendez-vous avec A. N. Kossyguine. Une audience a été refusée. N. G. Yarmolchuk est décédé en 1978 et après cela, tous les travaux sur le transport électrique à billes ont cessé. Pendant plus de quatre décennies après la décision d'arrêter la construction, le projet a été développé par les efforts d'un seul concepteur. Après sa mort, personne ne voulait poursuivre un projet qui était autrefois considéré comme une révolution dans les transports.
