Атмосфералық теміржол - Atmospheric railway

Аэромовель поезд Taman Mini Indonesia Индия, Джакарта, Индонезия, 1989 жылы ашылды. Пойыз астындағы арқалық ауа өткізгішті құрайды. Көлік құралы арнадағы қозғаушы табаққа қосылады, содан кейін ауа қысымымен қозғалады.

Ан атмосфералық теміржол дифференциалды қолданады ауа қысымы а қозғалтқышына қуат беру теміржол көлік құралы. Статикалық қуат көзі қозғалтқыш қуатын өндіретін жабдықты тасымалдау қажеттілігінен аулақ бола отырып, қозғалтқыш қуатын көлік құралына бере алады. Ауа қысымы немесе жартылай вакуум (яғни, теріс салыстырмалы қысым) автомобильге үздіксіз құбыр арқылы жеткізілуі мүмкін, мұнда көлік құралы түтікте жұмыс істейтін поршеньді тасымалдайды. Поршеньді көлік құралына бекітуге мүмкіндік беру үшін қайтадан тығыздалатын ойықтың кейбір формалары қажет. Сонымен қатар, бүкіл көлік құралы үлкен түтіктегі поршень рөлін атқаруы немесе біріктірілуі мүмкін электромагниттік поршеньге

19 ғасырдың басында принциптің бірнеше нұсқалары ұсынылды және бірқатар практикалық формалар жүзеге асырылды, бірақ бәрі күтпеген кемшіліктермен жеңіліп, бірнеше жыл ішінде тоқтатылды.

Қазіргі заманғы меншік жүйесі әзірленді және ол жақын қашықтықтағы қосымшаларда қолданылады. Порту-Алегре метрополитені әуежайға қосылу Порту-Алегре, Бразилия, олардың бірі.

Тарих

Теміржолдың алғашқы кезеңінде жеке көліктер немесе топтар адам күшімен немесе аттармен қозғалатын. Механикалық қуатты түсіну үшін локомотив қозғалтқыштары дамыды; The темір тұлпар. Бұлардың елеулі шектеулері болды, атап айтқанда қолданыстағы вагондардан едәуір ауыр болды, олар рельстерді бұзды; және темірден темірге дейін дөңгелек рельс интерфейсіндегі адгезия шектеу болды, мысалы, сынақтарда Килмарнок және Троон теміржолы.

Көптеген инженерлер статикалық қуат көзінен қуат беруге назар аударды, а қозғалмайтын қозғалтқыш, қозғалатын пойызға. Мұндай қозғалтқыш неғұрлым берік және қол жетімді кеңістіктегі қуатты болуы мүмкін. Қуатты берудің шешімі, практикалық электр энергиясына дейін, а кабельдік жүйе немесе ауа қысымы.

Медхерст

1799 жылы, Джордж Медхерст Лондон жүктерді шойын құбырлары арқылы пневматикалық жолмен жылжыту идеясын талқылады және 1812 жылы ол жолаушылар вагондарын туннель арқылы үрлеуді ұсынды.^[1]

Медхерст екі альтернативті жүйені ұсынды: немесе көліктің өзі поршень болды, немесе түтік бөлек поршеньмен салыстырмалы түрде кішкентай болды. Ол өзінің идеяларын ешқашан патенттемеген және оны одан әрі жалғастырмаған.^[2]

19 ғасыр

Валланс

1824 жылы Валланс деген адам патент алып, қысқа демонстрациялық сызық жасады; оның жүйесі диаметрі 6 фут (1,8 м) төменгі бөлікке рельстер салынған шойын түтігінен тұрды; Көлік түтікшенің толық көлемінде болды және аю терісі сақиналы кеңістікті тығыздау үшін пайдаланылды. Көліктің жылдамдығын төмендету үшін көліктің әр шетінде есіктер ашылды. Vallance жүйесі жұмыс істеді, бірақ коммерциялық тұрғыдан қабылданбады.^[2]

Pinkus

Далки атмосфералық теміржол бойындағы Кингстаунға келу 1844 ж

1835 жылы Генри Пинкус 9 шаршы футтық жүйені (0,84 м) патенттеді²) ағу шығынын шектейтін, вакуум деңгейі төмен квадрат секциялы түтік.^[3] Кейінірек ол шағын ұңғылы вакуумдық түтікке ауысты. Ол поршеньді көлікпен үздіксіз арқанмен байланыстыруға мүмкіндік беретін ойықты тығыздауды ұсынды; көлік құралындағы роликтер поршеньдік қосылыстың алдындағы арқанды көтеріп, кейін қайтарып берді.

Ол қатарымен демонстрациялық сызық тұрғызды Кенсингтон каналы, және оның проспектісін шығарды Ұлттық пневматикалық теміржол қауымдастығы. Ол инвесторларды қызықтыра алмады, ал арқан созылған кезде оның жүйесі істен шықты. Алайда оның тұжырымдамасы, жабылатын ойығы бар ұңғыма құбыры көптеген ізбасар жүйелерінің прототипі болды.^[2]

Самуда мен Клегг

Тәжірибелік схема жасау

Жақып пен Джозеф Самуда кеме жасаушылар мен инженерлер болды және Саутворк темір зауытына иелік етті; олар екеуі де құрылыс инженерлері институтының мүшелері болды. Сэмюэл Клегг газ инженері болған және олар атмосфералық жүйеде ынтымақтастықта жұмыс істеген. Шамамен 1835 жылы олар Медхерстің жазбаларын оқып, шағын саңылаулы вакуумдық құбыр жүйесін жасады. Клегг құбырдағы ойықты тығыздау үшін бойлық қақпақшалы клапанмен жұмыс істеді.

1838 жылы олар «клапандарды жаңа жақсартуға» патент алып, Саутворкта толық масштабты модель құрды. 1840 жылы, Джейкоб Самуда және Клегг жарты мильдік теміржол желісін жалға алды Батыс Лондон темір жолы Wormholt скрабтарында (кейінірек өзгертілді) Жусанға арналған скрабтар ), онда теміржол әлі көпшілікке ашылмаған болатын. Сол жылы Клегг Португалияға кетті, ол өзінің мансабын газ саласында жалғастырды.

Самуда жүйесіне теміржол трассасының рельстерінің арасына төселген үздіксіз (түйіскен) шойын құбыры қатысты; құбырдың жоғарғы жағында ойық болған. Пойыздағы жетекші көлік құралы а поршеньді тасымалдауол түтікке салынған поршенді алып жүрді. Оны ойықтан өткен кронштейн жүйесі ұстап тұрды, ал нақты поршень кронштейн ұядан шыққан сәттен бұрын полюсте болды. Саңылау поршеньдік кронштейннің алдында бірден ашылған және оның артында қайтадан жабылған үздіксіз былғары қақпақпен атмосферадан тығыздалған. Пойыздың алдындағы сорғы станциясы түтіктегі ауаны сорып, поршеньнің артындағы ауа қысымы оны алға қарай итермелейді.

Жусан скрабтары демонстрациясы екі жылға созылды. Тартқыш құбырдың диаметрі 9 дюймді құрады, ал қуаты үшін 16 а.к. қозғалмайтын қозғалтқыш пайдаланылды. Сызықтағы градиент тұрақты 1-ден 115-ке тең болды. Төменде сипатталған өзінің трактатында Самуда трубаның тек бір бағытта пайдаланылатындығын және тек бір ғана сорғы станциясының салынуы поездардың гравитацияланған жеріне қарай тартылғандығын білдіреді. атмосфералық көтерілуден кейінгі жүгірудің төменгі соңы, кейінірек Дальки сызығында жасалды (төменде). Көптеген жүгірулер қоғамдық болды. Самуда жүктемелер мен вакуум дәрежесін және кейбір жүрістердің жылдамдығын келтіреді; аз корреляция бар сияқты; Мысалға:

• 11 маусым 1840; 11 тонна 10 квт; максималды жылдамдық 22,5 миль / сағ; 15 дюйм вакуум
• 10 тамыз 1840 ж.: 5 тонна 0 квт; максималды жылдамдық 30 миль / сағ; 20 дюйм вакуум.^[4]

Бәсекелес шешімдер

Атмосфералық теміржол айналасындағы идеяларға қоғамда үлкен қызығушылық болды және Самуда өзінің схемасын жасаумен бірге басқа идеялар ұсынылды. Оларға мыналар кірді:

• Никельдер мен Кин; олар үздіксіз кенеп түтігіне ауаны айдау арқылы пойыздарды қозғалысқа келтіруі керек; пойызда түтікшенің сыртын қысып тұрған шымшу біліктері болған, ал ауа қысымы көлік құралын алға шығарды; эффект тіс пастасы түтігін сығудың керісінше болды. Олар Ватерлоо жолындағы ағаш ауласында сәтті демонстрация өткізді деп мәлімдеді.
• Джеймс Пилроу; ол тісті сөремен жабдықталған бос поршеньді ұсынды; тісті доңғалақтар бұрылып, олар түтікшенің сыртына бездер арқылы өтетін шпиндельде болатын; поездың жетекші вагонында тиісті тірек болады және тісті доңғалақтардың айналуы алға қарай қозғалады. Осылайша, автокөлік поршеньмен тура байланыста болмай, дәл жүретін еді.
• Генри Лейси баррель жасаушылар ағаштан жасалған түтікті үнділік-резеңке топсада ұсталатын саңылауы және ағаш қақпағы бар ұзын, үздіксіз бөшке ретінде ойластырды;
• Кларк пен Варли үздіксіз бойлық саңылауы бар темір қаңылтыр түтікшелерді ұсынды. Егер құбырлар дәл стандарттарға сай жасалған болса, вакуум саңылауды жабық ұстайтын еді, бірақ пойыздағы поршенді кронштейн тіліктің өтуіне жеткілікті түрде серіппелі болады; түтіктің серпімділігі оны поршенді арбаның артында қайтадан жауып тастайды.
• Джозеф Шаттлворт гидравликалық түтікті ұсынды; жартылай атмосфералық вакуумнан гөрі судың қысымы пойызды қозғалысқа келтіреді. Суы мол таулы аймақтарда сорғы станциясы қажет емес: су тікелей пайдаланылатын болады. Түтік ішіндегі ойықты тығыздауға арналған жапқыштың орнына үнділік-резеңке сіңдірілген матадан жасалған үздіксіз пішінді тығыздағыш арқан болады. Поршеньдегі бағыттаушылар оны көтеріп, судың қысымы оны пойыздың артында ұстап тұруы керек. Оң қысымды қолдану вакуумдық жүйеге қарағанда үлкен қысым дифференциалына мүмкіндік берді. Алайда, құбырдағы суды қызметкерлер әр құбырдан кейін құбыр бойымен қолмен ағызып жіберуі керек еді.

Самуданың трактаты

Сурет Атмосфералық қысымды теміржолдардағы қозғалу мақсаттарына бейімдеу туралы трактат, Самуда

1841 жылы Джозеф Самуда жариялады Атмосфералық қысымды теміржолдардағы қозғалу мақсаттарына бейімдеу туралы трактат.^[4]

Ол 50 бетке жетті, ал Самуда оның жүйесін сипаттады; алдымен тарту құбыры:

Қозғалыс күші пойызға рельстер арасына салынған үздіксіз құбыр немесе магистраль арқылы жеткізіледі, ол қозғалыссыз бу қозғалтқыштары жұмыс істейтін ауа сорғылары арқылы шығарылады, жол бойында бекітілген, олардың арасындағы қашықтық бір-үш мильге дейін өзгереді, сәйкес жолдың табиғаты мен қозғалысына. Осы құбырға енгізілген поршень әр вагондағы жетекші вагонға бүйірлік тесік арқылы бекітіліп, оның алдында пайда болған сарқылу арқылы алға жылжу үшін жасалады. Үзіліссіз құбыр рельстердің арасына бекітіліп, оларды көтеретін шпалдарға бекітіледі; түтіктің ішкі жағы ойықсыз, бірақ астары бар немесе қапталған сары май Қалыңдығы 1/10 дюйм, бетті теңестіру және жылжымалы поршеньнің ол арқылы өтуінен пайда болатын үйкелісті болдырмау үшін.

Жабу клапанының жұмысы өте маңызды болуы керек:

Құбырдың үстіңгі беті бойында ені шамамен екі дюймге созылатын ойық немесе ойық бар. Бұл ойық теміржолдың бүкіл ұзындығын созатын клапанмен жабылған, темір тақтайшалар арасында тойтарылған былғары жолағынан құралған, үстіңгі тақтайшалары ойыққа қарағанда кеңірек және сыртқы ауаның былғары түтікке құбырға енуіне жол бермейді. оның ішінде вакуум пайда болады; және клапан жабылған кезде ойыққа сәйкес келетін төменгі плиталар құбыр шеңберін құрайды және ауаның поршеньден өтуіне жол бермейді; осы клапанның бір шеті темір шыбықтармен мықтап ұсталып, бұрандалы болттармен құбырға құйылған бойлық қабырғаға бекітіліп, табақшалар мен штангалар арасындағы былғары жалпы сорғы клапанына ұқсас топса ретінде қызмет етеді; клапанның екінші шеті құрамы бар ойыққа түседі балауыз және сары май: бұл құрам атмосфераның температурасында қатты болады және одан бірнеше градус жоғары қызған кезде сұйық болады. Бұл клапанның үстінде оны қардан немесе жаңбырдан сақтауға қызмет ететін қорғаныш қақпағы бар, ұзындығы шамамен бес фут болатын былғарыдан жасалған темірдің жұқа тақтайшаларынан түзілген және әр пластинаның ұшы поршень қозғалысының бағытымен келесі қабаттасып тұрады,^{[1 ескерту]} осылайша әрқайсысының қатарынан көтерілуін қамтамасыз етеді.

Поршеньдік арба клапанды ашады, содан кейін жабады:

Бірінші вагонның төменгі жағына әр пойызда поршень және оның қосымшалары бекітілген; поршеньден көлденең өтетін таяқша поршеньден алты фут артта байланыстырушы қолға бекітілген. Бұл байланыстырушы қол құбырдағы үздіксіз ойықтан өтіп, вагонеткаға бекітіліп, түтік таусылған кезде пойызға қозғалыс береді; поршеньді штангаға клапанды көтеруге қызмет ететін және байланыстырушы қолдың өтуі үшін кеңістік құрайтын төрт болат доңғалақ (екеуі алдын ала, екеуі қосылатын қолдың артында) бекітіледі, сонымен қатар поршеннің артқы жағы; тағы бір болат дөңгелек вагонға бекітілген, серіппемен реттелген, ол клапанның мінсіз жабылуын қамтамасыз етуге қызмет етеді, ол қол өткеннен кейін бірден жоғарғы тақтайшалардан өтіп кетеді. Ұзындығы он фут болатын, күйдіргіштің астыңғы жағына бекітілген, кішкене пештің көмегімен үнемі қыздырылатын мыс түтік немесе жылытқыш өтіп, композицияның үстіңгі қабатын (клапанды көтеру арқылы бұзылған) ерітеді. салқындату қатты болып, клапанды герметикалық жабады. Осылайша, әрбір пойыз келесі пойызды алу үшін құбырды жарамды күйінде қалдырады.

Құбырға кіру және шығу сипатталған:

Үздіксіз құбыр бөлгіш клапандар арқылы сәйкес учаскелерге бөлінеді (қозғалмайтын бу қозғалтқыштарының сәйкес қашықтығына сәйкес), олар жүре келе пойыз арқылы ашылады: бұл клапандар соншалықты құрастырылған, сондықтан жылдамдықты тоқтату немесе төмендету қажет емес бір бөлімнен екінші бөлімге өту. Шығатын бөлгіш клапан немесе оның бу қозғалтқышына жақын учаске соңында поршень алдындағы ауаның қысылуымен ашылады, ол міндетті түрде ауа сорғымен байланысатын тармақтан өткеннен кейін орын алады; кіреберісті бөлетін клапан, (құбырдың келесі бөлігінің басталуына жақын жерде) тепе-теңдік немесе тепе-теңдік клапаны болып табылады және поршень құбырға бірден кіреді. Магистральды терең ұяшықтардың түйіспелерімен біріктіреді, олардың әрқайсысында орамның ортасына қарай сақиналы бос орын қалдырылады және жартылай сұйықтықпен толтырылады: осылайша құбырға ауаның мүмкін төгілуіне жол берілмейді.^[5]

Ол кезде теміржол қарқынды дамып, сол кездегі техникалық шектеулерді шешудің жолдары асыға ізделінді, әрдайым ұтымды бағаланбайтын болды. Самуда трактаты оның жүйесінің артықшылықтарын алға тартты:

• статикалық (атмосфералық) электр станцияларынан пойыздарға қуат беру; статикалық техника жанармайды үнемдеуі мүмкін;
• пойыз қуат көзін және жанармайды өзімен бірге тасымалдау қажеттілігінен босатылады;
• төте градиенттер туралы келіссөздер жүргізу үшін пойызға қол жетімді қуат көп болар еді; жаңа желілерді салуда бұл жер жұмыстары мен туннельдерді қысқартуға мүмкіндік беру арқылы құрылыс шығындарын едәуір төмендетеді;
• ауыр тепловозды пойыздан шығару жеңіл және арзан жол материалдарын пайдалануға мүмкіндік береді;
• жолаушылар мен жол бойындағы тұрғындар өтіп бара жатқан пойыздардан шығатын түтіннен құтқарылады; бұл туннельдерде әсіресе пайдалы болар еді;
• пойыздар арасындағы соқтығысу мүмкін емес болар еді, өйткені екі сорғы станциясының кез-келген учаскесінде бір уақытта бір ғана пойызды басқаруға болатын; заманауи сигнал беру жүйелерінен бұрын сол кездегі пойызға алдыңғы уақыт пойызымен жүруге рұқсат етілген кезде, белгілі бір уақыт аралығы өткенде, бұл пойыздың алға қарай бір жерде тұрып қалғанын анықтайтын ешқандай құрал болмаған кезде қақтығыстар көпшіліктің назарында болды. түзу;
• түтікпен қозғалатын поршень поршеньдік арбаны ұстап тұра алады және Самуда рельстің рельстен шығып кетуіне жол бермейді, бұл қисықтарды жоғары жылдамдықта қауіпсіз түрде келісуге мүмкіндік береді;
• теміржолдағы адамдар бу қозғалтқышының қазандықтарының жарылу қаупіне ұшырамас еді (бұл өте нақты мүмкіндік)^[2]).

Самуда сонымен қатар оның жүйесіне кең таралған сындарды жоққа шығарды:

• егер сорғы станциясы істен шықса, барлық желі жабық болады, өйткені бірде-бір пойыз бұл нүктеден өте алмайды; Самуда құбырды орналастыру келесі сорғы станциясына осы учаскені жеткізуге мүмкіндік береді деп түсіндірді; егер бұл қысымды төмендетсе, пойыз аз уақыт шығынымен болса да өте алар еді;
• қақпақтағы немесе құбыр буындарындағы ауаның ағуы вакуумдық әсерді айтарлықтай әлсіретеді; Самуда өзінің демонстрациялық желісіндегі тәжірибе мен тестілеу нәтижелерін көрсетті, мұнда проблема болмады;
• қозғалтқыш үйлерінің күрделі құны үлкен ауыртпалық болды; Самуда паровоздардың күрделі құны жойылғанын, отын мен техникалық қызмет көрсету шығындары төмен болады деп күтуге болатындығын байқады.^[4]

Патент

1844 жылы сәуірде Джейкоб пен Джозеф Самуда өз жүйесіне патент алды. Осыдан кейін көп ұзамай Джозеф Самуда қайтыс болды және жұмысты жалғастыру ағасы Жақыпқа қалды. Патент үш бөліктен тұрды: біріншісі атмосфералық құбырлар мен поршеньдік жүйені сипаттайды, екіншісі, сумен көп қамтамасыз етілетін жерлерде вакуумды әртүрлі деңгейдегі су ыдыстарын пайдалану арқылы қалай жасауға болатындығын сипаттайды; және үшінші бөлімде атмосфералық теміржолдың темір жол өткелдері қарастырылған.^[2]

Далки атмосфералық теміржол

The Дублин және Кингстаун теміржолы портын байланыстыратын 1834 жылы ашылды Дун Логер (содан кейін Кингстаун деп аталған) Дублинге; бұл стандартты өлшеуіш сызық болды. 1840 жылы бұл сызықты Дәлкейге дейін ұзартқысы келді, арақашықтық шамамен екі миль болатын. Маршрут бойынша аттың трамвай жолы сатып алынды және түрлендірілді: ол портты салу үшін карьерден тас әкелу үшін қолданылған. Ол тік бағаланған (115-те 1-де, 440 ярдтық ұзындықта 57-де 1) және өте қисық, ең өткірі радиусы 570 ярд. Бұл пайдалану кезінде локомотивтерге айтарлықтай қиындықтар туғызды. Компанияның қазынашысы, Джеймс Пим, Лондонға келіп, Самуданың жобасын тыңдап, оны қарады. Ол мұны өз компаниясының талаптары үшін өте қолайлы деп санады және үкіметтен 26000 фунт стерлингке жүгінгеннен кейін,^[6] оны Далки желісіне орнату туралы келісім жасалды. Осылайша болды Далки атмосфералық теміржол.

1500 дюймдік тарту құбыры пайдаланылды, Далькейдегі бір сорғы станциясы, 2400 ярдтың жоғарғы жағында. Қозғалтқыш 110 ihp құрды және диаметрі 36 фут болатын маховикке ие болды. Кингстауннан пойыздың жоспарлы жөнелтілуіне бес минут қалғанда, сорғы қозғалтқышы екі минут ішінде 15 дюймдік вакуум құра отырып, жұмысын бастады. Пойызды қолмен поршень құбырға кіретін орынға итеріп жіберді де, пойыз басталғанға дейін тежегіште тұрды. Сол уақыт келгенде тежегіштер босатылып, пойыз қозғалады. (Электр телеграфы кейінірек қозғалтқыштың жұмыс кестесіне тәуелді бола отырып, орнатылды).

17 тамызда 1843 жылы түтік алғаш рет таусылды, ал келесі күні сынақтан өтті. 19 тамыз сенбіде желі көпшілікке ашылды.^{[2 ескерту]} Қызмет көрсету кезінде 30 миль / сағ жылдамдыққа қол жеткізілді; Кингстаунға оралу градиент бойынша гравитациямен және баяу жүрді. 1844 жылғы наурызда күн сайын 35 пойыз қозғалысы жұмыс істеді, аптасына 4500 жолаушы көбіне жаңалығы үшін сапарда жүрді.

Фрэнк Элрингтон деген жас жігіттің бірде поршеньді вагонда болғандығы, пойызға бекітілмегені жазылған. Тежегішті босатқан кезде, жеңіл көлік орташа жылдамдықпен 75 секундта 75 км жүріп өтіп, жоғары жылдамдықпен атылды.

Бұл алғашқы коммерциялық жұмыс істейтін атмосфералық теміржол болғандықтан, ол көптеген көрнекті инженерлердің назарын аударды, соның ішінде Исамбард Корольдігі Брунель, Роберт Стивенсон және мырза Уильям Кубитт.^[2][7]

Желі он жыл бойына сәтті жұмысын жалғастырды, атмосфералық жүйені британдық сызықтармен ұзартты, дегенмен Париж - Сен-Жермен желісі 1860 жылға дейін жалғасты.^[8]

Жүйе 1855 жылы жойылған кезде, ханшайым деп аталатын 2-2-2 паровозы жұмыс істеді, демек, Ирландияда шығарылған алғашқы бу қозғалтқышы. Жуық механизм болса да, бу машинасы бірнеше жыл бойы тік сызықты сызықты сәтті жұмыс істеді.^[2]

Париж - Сен-Жермен

Сен-Жермен поршенді арбасы

1835 жылы ағайынды Перейра концессияны Сент-Жермендегі Париждегі компенсация. Олар 1837 жылы өздерінің 19 шақырымдық желісін ашты, алайда Ле Пек, Сенаның сол жағалауындағы өзен квадрасы, өйткені таңқаларлық еңіске жету керек еді Сен-Жермен-ан-Лайе және күннің локомотивтері қажетті градиентке көтерілуге ​​қабілетсіз деп саналды, адгезия шектеу факторы ретінде қарастырылды.

Далки теміржолының табысы туралы естіген Францияның қоғамдық жұмыстар министрі (М. Тесте) мен мемлекеттік хатшының орынбасары (М. Ле Гранде) М.Маллетті жіберді,^{[3 ескерту]} inspecteur général honoraire des Ponts et Chaussées, Далкиге. Ол онда орнатылған жүйеге және оның әлеуетіне толық техникалық баға берді, оған Джозеф Самудамен өлшеу нәтижелері кірді.^[3][6][9]

Оның қызығушылығымен ағайынды Перейра Сен-Жерменге дейін кеңейту жүйесін қабылдады және құрылыс 1845 жылы басталды, Сена арқылы өтетін ағаш көпір, содан кейін жиырма доғалы қалау виадукті және қамалдың астындағы екі тоннель. Кеңейту 1847 жылы 15 сәуірде ашылды; оның ұзындығы 1-ден 28-ге дейінгі градиент бойынша 1,5 км болатын (35 мм / м).

Тартқыш құбыр рельстердің арасына төселген; оның диаметрі 63 см (25 дюйм) болатын, жоғарғы жағында ойығы бар. Саңылау екі былғары қақпақпен жабылды. Сорғылар Сен-Жермендегі екі туннельдің арасында орналасқан, қуаттылығы 200 а.к., екі бу машинасымен жұмыс істейді. Көтерілу кезінде пойыздың жылдамдығы 35 км / сағ (22 миль) құрады. Төмен түскен кезде пойыз ауырлық күшімен Пекиге дейін жүрді, ол жерде паровоз Парижге қарай бет алды.

Жүйе техникалық жағынан сәтті болды, бірақ қуатты паровоздардың дамуы 1860 жылдың 3 шілдесінен бастап паровозды Парижден Сент-Жерменге дейін жүріп өткен кезде оны тастауға әкелді, оған градиент бойынша итергіш тепловоз көмектесті. Бұл келісім алпыс жылдан астам уақыт электр желісіне дейін жалғасты.^[10]

Тілшісі Огайо штатының журналы кейбір мәліметтерді сипаттады; екі түтік секциясы болған сияқты:

Жолдың ортасына диаметрі үштен бір бөлігіне батып тұрған темір түтік төселген. 5500 ярд қашықтықта түтіктің диаметрі тек 1¾ фут [яғни. 21 дюйм], мұндағы көтерілістің күші аз болғанымен, Сент-Жерменге дейінгі тік бағытта талап етілетін күш қажет емес, мұнда құбыр 3,800 ярд қашықтыққа 2 фут 1 дюймді құрайды [яғни. Диаметрі 25 дюйм].

Бу машиналарында аккумуляторлар болған:

Әр қозғалтқышқа секундына он төрт текше фут ауа шығаратын екі үлкен цилиндр бейімделген. Шаршататын машиналарға бекітілген ауа қазанындағы қысым (клаудиер) алты абсолютті атмосфераға тең.

Ол клапанды сипаттады:

Түтіктің бүкіл ұзындығы бойында жоғарыдан секция жасалады, шамамен бес дюймдік ашық кеңістік қалады. Бөліктің әр қиылған шегінде, оған сәйкес келетін клапанның шеттерін ұстап тұру үшін ығысу бар. Клапан қалыңдығы жарты дюйм болатын табан былғары бөлігінен жасалған, оған үстіңгі жағынан да, оның астынан да оған күш беру үшін темір тақтайшалары бекітілген ... олар қалыңдығы дюймнің төрттен бір бөлігін құрайды. Пластиналардың ұзындығы шамамен тоғыз дюймге тең, ал олардың ұштары жоғарыда және төменде үш-үштен дюймге орналастырылып, былғары клапанның икемділігі және сонымен бірге беріктілігі үшін буындарды құрайды.^[11]

Клейтон Инженер Маллеттің есімін жазады, ол Қоғамдық жұмыстардың бас инспекторы болған және сәл өзгеше есеп береді: Клейтон Маллеттің ойықты тығыздау үшін өрілген арқан қолданғанын айтады. Ол сондай-ақ вакуум вакуум камерасында будың конденсациясы арқылы пайда болғанын айтады, бірақ бұл қысым аккумуляторларын түсінбеушілік болуы мүмкін.^[2]

Лондон және Кройдон теміржолы

Алдымен бу теміржолы

1845 жылы Лондон мен Кройдон теміржолындағы Jolly-sailor станциясы, сорғы станциясын және тепловозсыз пойызды көрсетті

The Лондон және Кройдон теміржолы (L&CR) 1835 жылы Парламенттің заң актісін өз торабымен қиылысынан құру үшін алды Лондон және Гринвич теміржолы (L&GR) Кройдонға. Сол кезде L&GR желісі салынып жатқан болатын және парламент L&CR L & GR компаниясының Лондон көпірі станциясымен бөлісуі үшін Лондонның сол кварталында екі теміржол терминалының құрылысына қарсы тұрды. Желі қарапайым локомотивтердің жұмысына арналған. Үшінші компания Лондон және Брайтон теміржолы (L&BR) жоғарылатылды және L&CR арқылы өтіп Лондонға баратын жолды бөлісу керек болды.

Желілер 1839 жылы ашылған кезде, жергілікті Кройдон желісінде жиі тоқтайтын қызметтерге байланысты кептелістің пайда болғаны анықталды; бұл әсіресе Жаңа Крестен Дартмут Армасына дейін 100-ге көтерілу кезінде проблема болды.^[3] L&CR инженері Уильям Кубитт проблеманы шешудің жолын ұсынды: қолданыстағы қос жолды магистральдің шығыс жағына үшінші жол салынатын болады және оны екі бағыттағы барлық жергілікті пойыздар пайдаланады. Брайтон пойыздарының жылдамдығы тоқтағаннан кейін кідірістен босатылады. Далки желісіне сапары кезінде Кубитт қатты әсер етті, ал жаңа L&CR үшінші трассасы атмосфералық қуатты пайдаланады. Жергілікті желі Epsom-қа дейін, сондай-ақ бірыңғай атмосфералық желі ретінде ұзартылған болар еді. Бұл келісімдер қабылданды және парламенттік өкілеттіктер 1843 жылдың 4 шілдесінде алынды, сонымен қатар Bricklayers Arms-тағы терминалға желіні шығаруға рұқсат берді. L&GR-мен олардың маршрутының жалпы учаскесінде қосымша жол қосу үшін келісімдер жасалды. 1844 жылы 1 мамырда Bricklayers Arms терминалы ашылды және Лондон көпірі пойыздарына қосымша жиі қызмет көрсетілді.^[2][3][12]

Енді атмосфералық

L&CR желісі оңтүстік-батысқа қарай Норвуд түйісінде (сол кезде аталған) бөлінді Jolly Sailor, қонақ үйден кейін) және L&BR сызығынан өту керек болды. Атмосфералық құбыр оны пәтерде мүмкін емес етті, және көпір өтуге мүмкіндік беру үшін салынған: бұл теміржол әлеміндегі алғашқы мысал болды.^[13] Бұл 50-ден 1-ге дейінгі градиенттері бар ағаш виадук түрінде болды. Ұқсас көпірді Corbetts Lane Junction-де салу керек еді, L&CR қосымша желісі қолданыстағы сызықтың солтүстік-шығысында болуы керек еді, бірақ бұл ешқашан жасалмаған.

Диаметрі 15 дюйм болатын тартқыш құбыр Орман шоқының арасына орнатылды (ол кезде осылай аталған) Dartmouth Arms, сондай-ақ жергілікті қонақ үйден кейін) және Батыс Кройдон. Самуда атмосфералық аппаратураны орнатуды басқарғанымен, Дальки қондырғысындағы былғары ойық клапанын жауып тұратын ауа-райы қақпағы, топсалы темір табақша алынып тасталды. L&CR-де атмосфера инженері Джеймс Пирсон болған. Maudslay, Son and Field 100 а.к. күші бар үш бу машинасын және сорғыларын Дартмут Армста, Джолли Сейлорда және Кройдонда (кейінірек Батыс Кройдон) жабдықтаған және олар үшін моторлы үйлер салынған. Олар W H Brakespear-тің готикалық стилінде жасалған және биік түтін мұржалары болған, олар эвакуацияланған ауаны да жоғары деңгейде жұмсайтын болған.^{[4 ескерту]}

Сызыққа екі инелі электр телеграф жүйесі орнатылды, бұл станция қызметкерлеріне пойыздың жүруге дайын екендігін алыстағы қозғалтқыш үйіне көрсетуге мүмкіндік берді.

Дартмут қаруынан Кройдонға дейінгі бұл бөлім 1846 жылы қаңтарда атмосфералық жүйеде жұмыс істей бастады.

Тартқыш құбыр саңылауы мен поршенді кронштейн берілді; яғни ойықты жабу қақпағы бір жағынан үздіксіз ілініп тұрды және қақпақтың ашылуын азайту үшін поршеньді тіреу кронштейні иінді. Бұл поршеньдік арбаны сапардың соңында айналмалы үстелге жай айналдыруға болмайтынын білдірді. Оның орнына ол екі ұшты болды, бірақ поршень қолмен жаңа жетекші ұшына ауыстырылды. Поршеньді вагонның өзін қолмен (немесе ат күшімен) пойыздың алдыңғы жағына қарай жылжыту керек болды. Dartmouth Arms-та станция платформасы бу арқылы басқарылатын екі сызық арасындағы арал болды. Кубитт атмосфералық поршенді каретканың қарапайым жолға түсуіне мүмкіндік беретін арнайы нүктелік жүйені жасады.^{[5 ескерту]}

Сауда инспекторлары кеңесі, генерал Пасли 1845 жылдың 1 қарашасында сапты ашуға рұқсат беру үшін барды. Times газеті бұл оқиға туралы хабарлады; паровоз сүйреген Лондон көпірінен шыққан арнайы пойыз; Форест Хиллде локомотив ажыратылды және:

поршенді вагон ауыстырылды, содан кейін пойыз атмосфералық қысыммен қозғалды. Пойыз он вагоннан тұрды (оның ішінде поршень бекітілген) және оның салмағы елу тоннаға дейін болды. Екі жарымнан жеті минут өткенде пойыз Дартмут Армстегі демалу нүктесінен шықты, ал сегіз және үш ширек минут өткенде поршень клапанға кірді,^{[6 ескерту]} жүйенің бірден-бір артықшылығы - жұмсақ, дерлік байқалмайтын қозғалыс деген ойға бірден түсті. Локомотив желілерімен станцияны тастаған кезде біз кейде абсолютті «соққыға» тең келетін және жүйкесі жұқарған жолаушыны үрейлендіретін «дірілді» жиі бастан кешірдік. Алайда мұнда ештеңе болған жоқ. Құбырға кіретін поршеннің төрттен бір минутының ішінде қатты желге қарсы жылдамдық сағатына он екі миль жылдамдықпен жүрді; келесі минутта, яғни. сағат он екіден он бір минутта, жиырма бес мильде; сағат екіден отыз төрт мильден он үш минутта; сағат он екіден он төрт минут, қырық миль; сағатына екі, елу екі мильден он бес минут, жылдамдық азая бастаған кезде он екіден он алты минутқа дейін сақталды, ал он екі жарымнан он жеті жарым минут өткенде, пойыз Кройдон терминалына жетті, осылайша сапарды жүзеге асырды Dartmouth Arms-тан бес мильге сегіз минут және төрттен үшінде. Поршеньдік арбашадағы барометр вакуумды 25 дюймді, ал қозғалтқыштағы вакуумды 28 дюймді көрсетті.^{[7 ескерту][14]}

Табысты ресми жүгіру туралы кеңінен айтылды және бірден атмосфералық жүйеде қалааралық теміржолдардың жаңа схемалары алға тартылды; The Оңтүстік Девон теміржолы акциялар бір түнде бағаланды.

Ашылу

Паслидің 8 қарашадағы есебі қолайлы болды және сызық ашылғаны анық болды. Алдын-ала тәжірибе жинағысы келген режиссерлер қымсынды. 1845 жылы 19 желтоқсанда Forest Hill стационарлық қозғалтқышының иінді білігі сынып, қозғалтқышы жарамсыз болды. Алайда бөлшек тез ауыстырылып, 1846 жылы 16 қаңтарда желі ашылды.

Сол күні сағат 11: 00-де Кройдон қозғалтқыштарының бірінің иінді білігі сынып қалды. Екі қозғалтқыш берілген болатын, сондықтан трафик екіншісін пайдалануды жалғастыра алды,^{[8 ескерту]} сағат 19: 20-ға дейін сол қозғалтқыш осындай тағдырды басынан өткерді Қайта жөндеу 1846 жылы 10 ақпанда, Кройдонның екі қозғалтқышы істен шыққан кезде жүргізілді.

Бұл атмосфералық жүйені ұстанушылар үшін ащы соққы болды; беделді қозғалтқыш шығарушыдан сатып алынған стационарлық қозғалтқыштар өндірісіндегі кемшіліктер атмосфералық жүйенің өзі туралы ештеңе айтпады, бірақ Самуда Басқармаға:

«Көпшілік үзілістердің себебін кемсіте алмайды (өйткені ол біле алмайды) және кез-келген заңсыздық атмосфералық жүйеге жатады».^[15]

Екі айдан кейін Forest Hill қозғалтқыштарының бірінің сәулесі сынды. Бұл кезде директорлар Epsom кеңейтуге жоспар құрып жатқан болатын; олар Maudslay-дан қозғалтқыштарды сатып алуды жоспарлап, тендерлерді тез арада қайта қарады; Боултон және Уатт Бирмингем келісімшартқа ие болды, олардың бағасы бәсекелестерінен едәуір төмен болды.

Амалгамация

Лондон мен Брайтон теміржолы 1846 жылы 6 шілдеде L&CR-мен біріктіріліп, Лондон, Брайтон және Оңтүстік жағалау теміржолы (LB & SCR). Әзірге ірі компанияның директорлары L& CR атмосфералық жүйені пайдалану ниеттерімен жалғасты.

Техникалық қиындықтар

1846 жылдың жазы өте ыстық және құрғақ болды, ал тартқыш құбырдың қақпақшалы клапанымен ауыр қиындықтар өздерін көрсете бастады. Былғары қақпағы жабылған кезде жақсы пломба жасау өте қажет болды, ал ауа-райы жағдайлары теріні қатайтып жіберді. Әр пойыздан кейін түйісті тығыздау керек болатын май және ара балауыз қосылысына келетін болсақ, Самуда бастапқыда «бұл құрам атмосфера температурасында қатты болады және одан бірнеше градусқа қыздырылған кезде сұйық болады» деп айтқан.^[4] және ыстық ауа-райы осындай әсер етті. Самуданың өз жүйесінің алғашқы сипаттамасында клапанның үстінен жабылатын металл ауа-райы клапаны болған, бірақ бұл ауа-райына клапанның әсерін тигізетін және сынықтардың жұтылуын ынталандыратын, L&CR-де алынып тасталған, бақылаушы хабарлады, қол орамал. жолға шыққан ханым тастап кетті. Қақпақшаның отырғыштарында орналасқан кез-келген қоқыстар оның тиімділігін төмендетуі мүмкін.

Оның үстіне сары май - яғни жануарлардың майы - егеуқұйрықтар популяциясы үшін тартымды болды. An 1859 source reports rats entering the iron tube overnight to eat the tallow, and "hundreds" being killed each morning when the pump was activated for the first train.^[16] Delays became frequent, due to inability to create enough vacuum to move the trains, and stoppages on the steep approach inclines at the flyover were commonplace, and widely reported in the press.

The Directors now began to feel uneasy about the atmospheric system, and in particular the Epsom extension, which was to have three engines. In December 1846, they asked Boulton and Watt about cancelling the project, and were told that suspending the supply contract for a year would cost £2,300. The Directors agreed to this.

The winter of 1846/7 brought new meteorological difficulties: unusually cold weather made the leather flap stiff, and snow got into the tube^{[9 ескерту]} resulting in more cancellations of the atmospheric service. A track worker was killed in February 1847 while steam substitution was in operation. This was tragically unfortunate, but it had the effect of widespread reporting that the atmospheric was, yet again, non-operational.^[17]

Sudden end

Through this long period, the Directors must have become less and less committed to pressing on with the atmospheric system, even as money was being spent on extending it towards London Bridge. (It opened from Dartmouth Arms to New Cross in January 1847, using gravitation northbound and the Dartmouth Arms pumping station southbound.) In a situation in which public confidence was important, the Directors could not express their doubts publicly, at least until a final decision had been taken. On 4 May 1847,^[18] the directors announced "that the Croydon Atmospheric pipes were pulled up and the plan abandoned".

The reason seems not to have been made public at once, but the trigger seems to have been the insistence of the Board of trade inspector on a second junction at the divergence of the Brighton and Epsom lines. It is not clear what this refers to, and may simply have been a rationalisation of the timing of a painful decision. Whatever the reason, there was to be no more atmospheric work on the LB&SCR.^[2]

Оңтүстік Девон темір жолы

Getting authorisation

A section of the SDR's atmospheric railway pipe at Дидкот теміржол орталығы

The Ұлы Батыс теміржолы (GWR) және Бристоль және Эксетер темір жолы working collaboratively had reached Exeter on 1 May 1844, with a кең табанды railway connecting the city to London. Interested parties in Devonshire considered it important to extend the connection to Plymouth, but the terrain posed considerable difficulties: there was high ground with no easy route through.

After considerable controversy, the Оңтүстік Девон теміржол компаниясы (SDR) obtained its Act of Parliament authorising a line, on 4 July 1844.

Determining the route

The Company's engineer was the innovative engineer Исамбард Корольдігі Брунель. He had visited the Dalkey line and he had been impressed with the capabilities of the atmospheric system on that line. Samuda had always put forward the advantages of his system, which (he claimed) included much better hill climbing abilities and lighter weight on the track. This would enable a line in hilly terrain to be planned with steeper than usual gradients, saving substantial cost of construction.

If Brunel had decided definitely to use the atmospheric system at the planning stage, it would have allowed him to strike a route that would have been impossible with the locomotive technology of the day. The route of the South Devon Railway, still in use today, has steep gradients and is generally considered "difficult". Commentators often blame this on it being designed for atmospheric traction; Мысалға:

Sekon, describing the topography of the line, says that beyond Newton Abbot,

the conformation of the country is very unsuitable for the purpose of constructing a railway with good gradients. This drawback did not at the time trouble Mr. Brunel, the engineer to the South Devon Railway Company, since he proposed to work the line on the atmospheric principle, and one of the advantages claimed for the system being that steep banks were as easy to work as a level.^[19]

• The line "was left with a legacy of a line built for atmospheric working with the consequent heavy gradients and sharp curves".^[20]
• Brunel "seriously doubted the ability of any engine to tackle the kind of gradients which would be necessary on the South Devon".^[21]

In fact the decision to қарастыру the adoption of the atmospheric system came кейін Parliamentary authorisation, and the route must have been finalised before submission to Parliament.

Eight weeks after passage of the Act, the shareholders heard that "Since the passing of the Act, a proposal has been received ... from Messrs. Samuda Brothers ... to apply their system of traction to the South Devon Line." Brunel and a deputation of the directors had been asked to visit the Dalkey line. The report went on that as a result,

In view of the fact that at many points of the line both the gradients and curves will render the application of this principle particularly advantageous, your directors have resolved that the atmospheric system, including an electric telegraph, should be adopted on the whole line of the South Devon Railway.^[22]

Құрылыс және ашу

Pumping House at Torquay, Девон

Construction started at once on the section from Exeter to Newton Abbot (at first called Ньютон); this first part is broadly level: it was the section onwards from Newton that was hilly. Contracts for the supply of the 45 horsepower (34 kW) pumping engines and machinery were concluded on 18 January 1845, to be delivered by 1 July in the same year. Manufacture of the traction pipes ran into difficulties: they were to be cast with the slot formed,^{[10 ескерту]} and distortion was a serious problem at first.

Delivery of the machinery and laying of the pipes was much delayed, but on 11 August 1846, with that work still in progress, a contract was let for the engines required over the hilly section beyond Newton. These were to be more powerful, at 64 horsepower (48 kW), and 82 horsepower (61 kW) in one case, and the traction pipe was to be of a larger diameter.

The train service started between Exeter and Teignmouth on 30 May 1846, but this was operated by steam engines, hired in from the GWR. At length, on 13 September 1847^{[11 ескерту]} the first passenger trains started operating on the atmospheric system.^[23][24] Atmospheric goods trains may have operated a few days previously.

Four atmospheric trains ran daily in addition to the advertised steam service, but after a time they replaced the steam trains. At first the atmospheric system was used as far as Teignmouth only, from where a steam engine hauled the train including the piston carriage to Newton, where the piston carriage was removed, and the train continued on its journey. From 9 November some atmospheric working to Newton took place, and from 2 March 1848, all trains on the section were atmospheric.

Through that winter of 1847-8 a regular service was maintained to Teignmouth. The highest speed recorded was an average of 64 mph (103 km/h) over 4 miles (6.4 km) hauling 28 long tons (28 t), and 35 mph (56 km/h) when hauling 100 long tons (100 t).^{[дәйексөз қажет ]}

Two significant limitations of the atmospheric system were overcome at this period. The first was an auxiliary traction pipe was provided at stations; it was laid outside the track, therefore not obstructing pointwork. The piston carriage connected to it by a rope—the pipe must have had its own piston—and the train could be hauled into a station and on to the start of the onward main pipe. The second development was a level crossing arrangement for the pipe: a hinged cover plate lay across the pipe for road usage, but when the traction pipe was exhausted, a branch pipe actuated a small piston which raised the cover, enabling the piston carriage to pass safely, and acting as a warning to road users. Contemporary technical drawings show the traction pipe considerably lower than normal, with its top about level with the rail heads, and with its centre at the level of the centre of the transoms. No indication is shown as to how track gauge was maintained.

Underpowered traction system

Starcross pumping house.

Although the trains were running ostensibly satisfactorily, there had been technical miscalculations. It seems^[25] that Brunel originally specified 12-inch (300 mm) for the level section to Newton and 15-inch (380 mm) pipes for the hilly part of the route, and in specifying the stationary engine power and vacuum pumps, he considerably underpowered them. The 12-inch (300 mm) pipes seem to have been scrapped, and 15-inch (380 mm) pipes installed in their place, and 22-inch (560 mm) pipes started to be installed on the hilly sections. Changes to the engine control governors were made to uprate them to run 50% faster than designed. It was reported that coal consumption was much heavier than forecast, at 3s 1½d per train mile instead of 1s 0d (and instead of 2s 6d which was the hire charge for the leased GWR steam locomotives). This may have been partly due to the electric telegraph not yet having been installed, necessitating pumping according to the timetable, even though a train might be running late. When the telegraph was ready, on 2 August, coal consumption in the following weeks fell by 25%.^[26]

Problems with the slot closure

During the winter of 1847–1848, the leather flap valve that sealed the traction pipe slot began to give trouble. During the cold days of winter, the leather froze hard in frost after saturation in rain. This resulted in its failing to seat properly after the passage of a train, allowing air into the pipe and reducing the effectiveness of pumping. In the following spring and summer, there was hot and dry weather and the leather valve dried out, with pretty much the same outcome. Brunel had the leather treated with whale oil in an attempt to maintain flexibility. There was said to be a chemical reaction between the танин in the leather and iron oxide on the pipe. There were also difficulties with the leather cup seal on the pistons.

Commentators observe that the South Devon system omitted the iron weather flap that was used on the Dalkey line to cover the flap valve. On that line iron plates were turned away immediately ahead of the piston bracket. It is not recorded why this was omitted in South Devon, but at speed that arrangement must have involved considerable mechanical force, and generated environmental noise.

In May and June, even more serious trouble was experienced when sections of the flap tore away from its fixing, and sections had to be quickly replaced. Samuda had a contract with the company to maintain the system, and he advised installation of a weather cover, but this was not adopted. This would not have rectified the immediate problem, and complete replacement of the leather flap was required; this was estimated to cost £32,000—a very large sum of money then—and Samuda declined to act.

Бас тарту

With a contractual impasse during struggles to keep a flawed system in operation, it was inevitable that the end was near. At a shareholders' meeting on 29 August 1848, the directors were obliged to report all the difficulties, and that Brunel had advised abandonment of the atmospheric system; arrangements were being made with the Great Western Railway to provide steam locomotives, and the atmospheric system would be abandoned from 9 September 1848.

Brunel's report to the Directors, now shown the meeting, was comprehensive, and he was also mindful of his own delicate position, and of the contractual obligations of Samuda. He described the stationary engines, obtained from three suppliers: "These engines have not, on the whole, proved successful; none of them have as yet worked very economically, and some are very extravagant in the use of fuel." As to the difficulties with the leather valve in extremes of weather, heat, frost and heavy rain,

The same remedies apply to all three, keeping the leather of the valve oiled and varnished, and rendering it impervious to the water, which otherwise soaks through it in wet weather, or which freezes it in cold, rendering it too stiff to shut down; and the same precaution prevents the leather being dried up and shrivelled by the heat; for this, and not the melting of the composition, is the principal inconvenience resulting from heat. A little water spread on the valve from a tank in the piston carriage has also been found to be useful in very dry weather, showing that the dryness, and not the heat, was the cause of the leakage.

But there was a much more serious problem: "A considerable extent of longitudinal valve failed by the tearing of the leather at the joints between the plates. The leather first partially cracked at these points, which caused a considerable leakage, particularly in dry weather. After a time it tears completely through."

Maintenance of the traction pipe and the valve was Samuda's contractual responsibility, but Brunel indicated that he was blaming the company for careless storage, and for the fact that the valve had been installed for some time before being used by trains; Brunel declined to go into the liability question, alluding to possible palliative measures, but concluded:

The cost of construction has far exceeded our expectations, and the difficulty of working a system so totally different from that to which everybody—traveller as well as workmen—is accustomed, have (sic) proved too great; and therefore, although, no doubt, after some further trial, great reductions may be made in the cost of working the portion now laid, I cannot anticipate the possibility of any inducement to continue the system beyond Newton.^[27]

Huge hostility was generated among some shareholders, and Samuda, and Brunel in particular were heavily criticised, but the atmospheric system on the line was finished.

Retention recommended

Thomas Gill had been Chairman of the South Devon board and wished to continue with the atmospheric system. In order to press for this he resigned his position, and in November 1848, he published a pamphlet urging retention of the system. He created enough support for this that an Extraordinary General Meeting of the Company was held on 6 January 1849. Lengthy technical discussion took place, in which Gill stated that Clark and Varley were prepared to contract to complete the atmospheric system and maintain it over a section of the line. There were, Gill said, twenty-five other inventors anxious to have their creations tried out on the line. The meeting lasted for eight hours, but finally a vote was taken: a majority of shareholders present were in favour of continuing with the system, 645 to 567 shares. However a large block of proxies were held by shareholders who did not wish to attend the meeting, and with their votes abandonment was confirmed by 5,324 to 1,230.

That was the end of the atmospheric system on the South Devon Railway.

Егеуқұйрықтар

It is often asserted among enthusiasts' groups that one factor in the failure of the leather flap was rats, attracted to the tallow, gnawing at it. Although rats are said to have been drawn into the traction pipe in the early days, there was no reference to this at the crisis meeting described above. Historian Colin Divall believes there to be "no documentary evidence whatsoever" for rats causing such problems on the railway.^[28]

Техникалық мәліметтер

Wormwood Scrubs demonstration line

The piston carriage on the demonstration line was an open four-wheeled track. No controls of any kind are shown on a drawing. The beam that carried the piston was called the "perch", and it was attached directly to the axles, and pivoted at its centre point; it had a counterweight to the rear of the attachment bracket (called a "coulter").

Dalkey line

The customary train consist was two coaches, the piston carriage, which included a guard's compartment and third class accommodation, and a second class carriage, with end observation windows at the rear. There was no first class carriage. The guard had a screw brake, but no other control. Returning (descending) was done under gravity, and the guard had a lever which enabled him to swing the piston assembly to one side, so that the descent was made with the piston outside the tube.

Saint Germain line

The section put into service, Le Pecq to Saint Germain, was almost exactly the same length as the Dalkey line, and was operated in a similar way except that the descent by gravity was made with the piston in the tube so that air pressure helped retard speed. The upper terminal had sidings, with switching managed by ropes.^[29]

London and Croydon

The piston carriages were six-wheeled vans, with a driver's platform at each end, as they were double ended. The driver's position was within the carriage, not in the open. The centre axle was unsprung, and the piston assembly was directly connected to it. The driver had a vacuum gauge (a mercury манометр, connected by a metal tube to the head of the piston. Some vehicles were fitted with speedometers, an invention of Moses Ricardo. As well as a brake, the driver had a by-pass valve which admitted air to the partially exhausted traction tube ahead of the piston, reducing the tractive force exerted. This seems to have been used on the 1 in 50 descent from the flyover. The lever and valve arrangement are shown in a diagram in Samuda's Трактат.

Variable size piston

Part of Samuda's patent included the variable diameter piston, enabling the same piston carriage to negotiate route sections with different traction tube sizes. Clayton describes it: the change could be controlled by the driver while in motion; a lever operated a device rather like an umbrella at the rear of the piston head; it had hinged steel ribs. To accommodate the bracket for the piston, the traction tube slot, and therefore the top of the tube, had to be at the same level whatever the diameter of the tube, so that all of the additional space to be sealed was downwards and sideways; the "umbrella" arrangement was asymmetrical. In fact this was never used on the South Devon Railway as the 22 inch tubes there were never opened; and the change at Forest Hill only lasted four months before the end of the atmospheric system there.^[30] A variable diameter piston was also intended to be used on the Saint-Germain railway, where a 15 inch pipe was to be used from Nanterre to Le Pecq, and then a 25 inch pipe on the three and half per cent grade up to Saint-Germain. Only the 25 inch section was completed, so a simple piston was used.^[29]

Engine house locations, South Devon Railway

• Exeter; south end of St Davids station, up side of the line
• Countess Wear; south of Turnpike bridge, at 197m 22c, down side^{[12 ескерту]}
• Turf; south of Turf level crossing, down side
• Starcross; south of station, up side
• Dawlish; east of station, up side
• Teignmouth; adjacent to station, up side
• Summer House; at 212m 38c, down side
• Ньютон; east of station, down side
• Dainton; west of tunnel, down side
• Totnes; adjacent to station, up side
• Rattery; 50.43156,-3.78313; building never completed
• Torquay; 1 mile north of Torre station (the original terminal, called Torquay), up side

In the Dainton engine house, a vacuum receiver was to be installed in the inlet pipe to the pumps. This was apparently an interceptor for debris that might be ingested into the traction pipe; it had an openable door for staff to clear the debris from time to time.^[31]

Displays of atmospheric railway tube

Croydon Museum, Atmospheric Railway Pipe, 1845-47

• Дидкот теміржол орталығы, Didcot, Oxfordshire: three full lengths of unused South Devon 22 inch pipe, found under the sand in 1993 at Goodrington Sands, near Paignton, displayed since 2000 with GWR rails recovered from another source.^[32]
• "Being Brunel" exhibit, opened in 2018 at Brunel's SS Great Britain, Bristol: one full length of unused South Devon 22 inch pipe.
• STEAM - Museum of the Great Western Railway, Swindon: a very short portion of unused South Devon 22 inch pipe, probably the portion described in 1912 as on view at a Great Western Railway company museum at Paddington.^[32]
• Newton Abbot Town and GWR Museum, Newton Abbot, Devon: another very short portion of unused South Devon 22 inch pipe.
• Кройдон мұражайы, Croydon: one full length of London and Croydon 15 inch pipe with iron and leather valve intact, found in the ground in 1933 at West Croydon station.^[33]

Other early applications

Two demonstration railways were built with the entire car inside the tube rather than only a piston. In both cases the cars were pushed by atmospheric pressure in one direction and increased pressure in the other, and in both cases the object was to run cars underground without the smoke and gas of steam locomotives.

• Раммелл Келіңіздер Crystal Palace atmospheric railway of 1864 was intended to raise interest in his proposed Ватерлоо және Уайтхолл темір жолы which would have run under the Thames from Ватерлоо станциясы дейін Ұлы Скотланд-Ярд. Construction on the latter started in 1865 and 1866 but did not continue.

• Alfred E. Beach Келіңіздер Жағажайлық пневматикалық транзит, running for one block under Бродвей in New York City from 1870 to 1873, demonstrated both pneumatic operation and also a method of tunnelling that would not disturb the street surface. Air pressure was controlled by a large impeller, the Roots blower, rather than the disk fans used in all previous installations. Nothing further was ever constructed.

Аэромовель

Aeromovel train in Порту-Алегре, seen in 2013

The nineteenth century attempts to make a practical atmospheric system (described above) were defeated by technological shortcomings. In the present day, modern materials have enabled a practical system to be implemented.

Towards the end of the twentieth century the Aeromovel Corporation of Brazil developed an automated адамдар қозғалады that is atmospherically powered. Lightweight trains ride on rails mounted on an elevated hollow concrete box girder that forms the air duct. Each car is attached to a square plate—the piston—within the duct, connected by a mast running through a longitudinal slot that is sealed with rubber flaps. Stationary electric air pumps are located along the line to either blow air into the duct to create positive pressure or to exhaust air from the duct to create a partial vacuum. The pressure differential acting on the piston plate causes the vehicle to move.

Electric power for lighting and braking is supplied to the train by a low voltage (50 V) current through the track the vehicles run on; this is used to charge onboard batteries. The trains have conventional brakes for accurate stopping at stations; these brakes are automatically applied if there is no pressure differential acting on the plate. Fully loaded vehicles have a ratio of payload to dead-weight of about 1:1, which is up to three times better than conventional alternatives.^[34] The vehicles are driverless with motion determined by lineside controls.^[35] Aeromovel was designed in the late 1970s by Brazilian Oskar H.W. Coester [pt ].^[36]

The system was first implemented in 1989 at Taman Mini Indonesia Индия, Джакарта, Индонезия. It was constructed to serve a theme park; it is a 2-mile (3.22 km) loop with six stations and three trains.^[37]

The Aeromovel system is in operation at Porto Alegre Airport, Brazil. A line connecting the Estação Aeroporto (Airport Station) on the Порту-Алегре метрополитені and Terminal 1 of Salgado Filho халықаралық әуежайы began operation on Saturday 10 August 2013.^[38] The single line is 0.6-mile (1 km) long with a travel time of 90 seconds. The first 150-passenger vehicle was delivered in April 2013 with a 300-passenger second vehicle delivered later.

In 2016, construction commenced on a 4.7-kilometre (2.9 mi) single line with seven stations in the city of Каноалар. Construction was due to be completed in 2017 but in March 2018 the new city administration announced that the project had been suspended pending endorsement from central government and that equipment already purchased had been placed in storage. The new installation is part of a planned 18 kilometres (11 mi), two-line, twenty-four station system in the city.^[39][40][41]

Тұжырымдама

Flight Rail Corp. in the USA has developed the concept of a high-speed atmospheric train that uses vacuum and air pressure to move passenger modules along an elevated guideway. Stationary power systems create vacuum (ahead of the piston) and pressure (behind the piston) inside a continuous pneumatic tube located centrally below rails within a truss assembly. The free piston is magnetically coupled to the passenger modules above; this arrangement allows the power tube to be closed, avoiding leakage. The transportation unit operates above the power tube on a pair of parallel steel rails.

The company currently has a 1/6 scale pilot model operating on an outdoor test guideway. The guideway is 2095 feet (639 m) long and incorporates 2%, 6% and 10% grades. The pilot model operates at speeds up to 25 mph (40 km/h). The Corporation claims that a full-scale implementation would be capable of speeds in excess of 200 mph (322 km/h).^[42][43]

Сондай-ақ қараңыз

• Кабельдік теміржол – a more successful albeit slow way of overcoming steep grades.
• Фуникулярлы – a system of overcoming steep grades using the force of gravity on downward cars to raise upward cars
• Гиперлооп
• Пневматикалық түтік
• Steam catapult – used for launching aircraft from ships: the arrangement of seal and traveller is similar, although positive pressure is used.
• Вактрин – a futuristic concept in which vehicles travel in an evacuated tube, to minimise air resistance; the suggested propulsion system is not atmospheric.

Ескертулер

Әдебиеттер тізімі

Әрі қарай оқу

• Adrian Vaughan, Теміржол қателіктері, Ian Allan Publishing, Hersham, 2008, ISBN  978-0-7110-3169-2; page 21 shows a photograph of L&CR traction tubes unearthed in 1933.
• Arthur R Nicholls, The London & Portsmouth Direct Atmospheric Railway, Fonthill Media, 2013, ISBN  978 1 78155244 5; Story of an unsuccessful attempt at a trunk route
• Винчестер, Кларенс, ред. (1936), ""The Atmospheric railway"", Әлемнің теміржол кереметтері, pp. 586–588