Nadat we de meest interessante Yarmolchuk Ball Train hebben besproken, stel ik voor om een ander project te overwegen, ongebruikelijk voor die tijd.
Magnetische zweeftreinen hebben momenteel de hoogste snelheid van alle spoorvervoer. Deze techniek is gebaseerd op het gebruik van een krachtig magnetisch veld, dat de trein boven de sporen tilt en ook versnelt. Tegelijkertijd wordt wrijving tussen de delen van het chassis en de baan volledig geëlimineerd, waardoor energie zo efficiënt mogelijk wordt besteed en alleen de weerstand van de omgevingslucht de versnelling verstoort. Magnetische zweeftreinen zijn relatief recent verschenen, in de jaren tachtig. Desalniettemin werden eerder pogingen gedaan om de trein boven de weg te tillen om wrijving te elimineren, hoewel ze werden geïmplementeerd met behulp van de technologieën die op dat moment bestonden.
Eind jaren zestig raakte het Amerikaanse bedrijf Grumman geïnteresseerd in het probleem van het hogesnelheidstreinvervoer of andere soortgelijke systemen. In de daaropvolgende jaren ontwikkelden de medewerkers een veelbelovend project voor hogesnelheidsvoertuigen, genaamd TLRV (Tracked Levitated Research Vehicle - "Experimental Levitating Rail Vehicle"). Bovendien is er een alternatieve aanduiding TACRV (Tracked Air Cushion Research Vehicle - "Experimental air-cushion rail vehicle").
Zoals uit de twee aanduidingen volgt, was het doel van het project de ontwikkeling en constructie van een experimenteel voertuig dat tijdens het rijden het wegdek niet mocht raken.
De Grumman TLRV-luchtwagen in de hangar tijdens het testen. Foto door Wikimedia Commons.
Het TLRV-project is ontwikkeld met de actieve deelname van het Amerikaanse ministerie van Transport. Deze organisatie toonde in die tijd interesse in verschillende veelbelovende ontwikkelingen op het gebied van spoorvervoer, ook die waarbij geen gebruik wordt gemaakt van het traditionele spoor. Vanaf een bepaald punt nam het ministerie een deel van de financiering van het werk over, en hielp het de ontwikkelingsmaatschappij ook met de aanleg van een proefbaan en het testen.
Sommige bronnen noemen de koppeling van het TLRV-project met het Space Shuttle-programma. In werkelijkheid had dit project echter niets te maken met het ruimteprogramma, hoewel het prototype dat met zijn futuristische uiterlijk was gebouwd, echt leek op een Space Shuttle zonder vleugels.
Tijdens het voorbereidende werk, waarvan de resultaten de basis vormden voor het TLRV-project, ontdekten de specialisten van de firma Grumman dat voor de bouw van een volledig nieuw voertuig een passende route nodig was. Het gebruik van een traditionele spoorbaan werd als onpraktisch beschouwd en er werd een nieuwe versie van de constructie ontwikkeld, waarlangs een veelbelovend voertuig kon rijden. In plaats van een paar rails werd voorgesteld om een vlakke betonweg te gebruiken met verticale zijkanten aan de zijkanten. De TLRV-auto moest op deze "bak" rijden en bleef op een bepaalde hoogte boven het bodemoppervlak. De borden dienden om het voertuig op de baan te houden en hielpen het ook bij het nemen van bochten.
Promotie video:
Een prototype op de baan. Foto Evergreen.zenfolio.com
Het nieuwe project zou gebaseerd zijn op een luchtkussen. Deze technologie was tegen die tijd goed onder de knie en kon de vereiste eigenschappen leveren. De opkomst van het voertuig op een luchtkussen maakte het mogelijk om contact tussen de structuur en de baan uit te sluiten. Bovendien was het dankzij vergelijkbare uitrusting mogelijk om het contact van de auto met de zijkanten van de baan te voorkomen. Deze en enkele andere overwegingen waren uiteindelijk van invloed op het ontwerp van het experimentele TLRV-apparaat.
Er werd voorgesteld om verschillende turbostraalmotoren te gebruiken als energiebron om het voertuig te verplaatsen en de kussens van lucht te voorzien. De kracht van zo'n krachtcentrale was voldoende om zowel de auto in de lucht te houden als om hem met een voldoende hoge snelheid vooruit te laten rijden. Zo kan de TLRV-auto, op basis van de belangrijkste kenmerken van zijn uiterlijk, worden beschouwd als een auto met luchtkussen. Er moet ook worden opgemerkt dat ze een van de weinige vertegenwoordigers werd van deze uiterst zeldzame apparatuurklasse.
Romp neuskegel. Foto Evergreen.zenfolio.com
De basis van een veelbelovend voertuig waren twee draaistellen met een speciaal ontwerp, die zich voor en achter in de auto zouden bevinden. Elk van hen zou vier kleine eenheden hebben om een luchtkussen te creëren. Twee bevonden zich onder de bodem van de kar, twee meer - aan de zijkanten. Aangenomen werd dat de onderste de auto boven de weg zouden heffen, en de zijwanden zouden hem tussen de zijkanten van de baan houden en hem beschermen tegen stoten ertegen.
Als onderdeel van het TLRV-apparaat werd voorgesteld om twee soorten luchtkussens te gebruiken: het was de bedoeling om bredere units onder de bodem te plaatsen, de zij-units hadden een kleinere breedte. De lengte van alle kussens was hetzelfde en het algehele ontwerp was vergelijkbaar. De basis van elk kussen was een metalen omhulsel met luchtkanalen, waarop een rubberen rok en schokdempers waren bevestigd, die onderdelen beschermden tegen beschadiging in contact met beton. De kussens waren ovaal voor maximale efficiëntie en gemakkelijke positionering op de trolley.
Om om de beurt te wisselen en verschillende trillingen te compenseren, werden alle acht kussens van de luchtwagen op scharnieren gemonteerd waardoor ze langs de lengteas konden zwaaien. Het airbag-veersysteem was ook uitgerust met schokdempers en hydraulische actuatoren om de chassisconfiguratie te wijzigen. Het gebruik van twee groepen luchtkussens maakte het tot op zekere hoogte mogelijk om de structuur te vereenvoudigen en lichter te maken, en om de prestaties ervan te verbeteren bij het passeren van gebogen delen van het pad. Een apparaat van vergelijkbare afmetingen met massieve luchtkussens over het gehele oppervlak van de bodem en zijkanten kon normaal gesproken niet om de beurt vanwege de grote openingen tussen de schorten en de zijkanten van de baan. Twee beweegbare karren maakten het op hun beurt mogelijk om het probleem op te lossen om de kussens in de juiste positie te houden.
Algemeen zicht op de auto. Foto Cygnus.smugmug.com
Het achterste draaistel had een groot reservoir voor de distributie van door de pompen aangevoerde perslucht. Deze tank werd doorgesluisd naar de achterste luchtkussens. Bovendien waren er twee pijpen met een grote diameter die onder het lichaam van het apparaat liepen. Voor deze pijpleidingen stonden units om perslucht naar de frontairbags te sturen. Aan de buitenkant van deze buizen waren houten blokken aangebracht, bedoeld om ze te beschermen tegen contact met de zijkanten van de gootbaan.
De carrosserie van de experimentele luchtauto TLRV is gemaakt in de vorm van een langwerpige auto met een karakteristieke neuskegel. De beide karren met luchtkussens waren onderaan scharnierend aan het frame bevestigd. Om de doorgang van bochten te vergemakkelijken, kunnen de karren rond een verticale as draaien. Hierdoor is de neuskuip van de romp als losse unit gemaakt en op het voorste draaistel gefixeerd. Er is een opvallende opening ontstaan tussen de stroomlijnkap en de carrosserie. Aanvankelijk was het bedekt met een strook stof, maar later ging dit detail verloren, daarom is er momenteel een open opening tussen de carrosserie en de kuip.
In het onderste deel van de kuip bevond zich een bepaalde verticale sleuf, waarvan het exacte doel onbekend is. Misschien was het in een van de fasen van het project de bedoeling om de U-vormige baan aan te vullen met een centrale rail, die in de kuipopening moest gaan. Desalniettemin kreeg de aangelegde experimentele baan niet zo'n rail en de exacte functie van de gleuf in de kuip roept vragen op.
Zijaanzicht. Elementen van het originele chassis zijn duidelijk zichtbaar. Foto Cygnus.smugmug.com
Direct achter de neuskegel bevond zich de cockpit met grote frontale beglazing en volwaardige chauffeurswerkplekken. Voor toegang tot de cockpit waren twee vleugeldeuren voorzien voor de bestuurder en zijn assistent. Daarnaast waren er verschillende luiken in de zijkanten van de romp voor toegang tot de binnenunits.
Volgens sommige rapporten was het middelste deel van de romp bestemd voor een reeks speciale uitrusting, evenals brandstoftanks voor kerosine. In het staartgedeelte van de romp bevond zich een brede pyloon met drie Pratt & Whitney J52-turbostraalmotoren, die luchtkussens moesten leveren en ook als voortstuwingsapparaat moesten worden gebruikt.
Aangenomen kan worden dat er in de motormast een systeem van pompen en pijpleidingen is aangebracht om atmosferische lucht naar de luchtkussentanks te voeren. Blijkbaar werd er lucht uit de motorcompressor gehaald, die vervolgens werd verdeeld over de acht airbags. Tegelijkertijd hadden de motoren een zekere gangreserve, waarmee de auto vooruit kon rijden. Turbojet-motoren werden ook voorgesteld om te gebruiken bij het remmen. Hiervoor waren de motorstraalpijpen uitgerust met beweegbare omkeerbuizen op een gemeenschappelijke as.
TLRV op een transportkar tijdens transport van het ene museum naar het andere. U kunt de elementen van het chassis beschouwen. Foto Pueblorailway.org
De experimentele Grumman TLRV is gebouwd in 1972. Dit apparaat woog ongeveer 25 duizend pond (11,35 ton) en was uitgerust met een set apparatuur die nodig was om te testen. In deze configuratie moest de auto op een speciaal circuit worden getest.
Een experimentele baan werd speciaal gebouwd om het oorspronkelijke ontwerp te testen op een van de locaties die eigendom zijn van Grumman (volgens andere bronnen, op het oefenterrein van het Ministerie van Transport). Er werd een ring van betonnen platen van de juiste breedte gelegd en aan weerszijden ervan werden verticale platen geplaatst om de wagen vast te houden. Alle volgende controles werden alleen op deze route uitgevoerd. De aanleg van nieuwe routes of de modernisering van de bestaande stortplaats was nooit nodig.
Volgens berekeningen zou een veelbelovend voertuig snelheden tot 300 mijl per uur kunnen bereiken en een lading kunnen vervoeren van ongeveer 10-15 duizend pond (4,5-6,8 ton). Het duurde niet meer dan drie minuten om van nul naar 270 mijl per uur te accelereren. In de toekomst was het mogelijk om de prestaties te verbeteren door het gebruik van nieuwe componenten, voornamelijk motoren, en door grote aanpassingen aan het ontwerp van het apparaat zelf. Desalniettemin toonden tests van het eerste prototype aan dat dergelijke ontwikkelingen niet nodig waren.
De achterkant van de auto, het aandrijfsysteem en de hovercraft. Foto Evergreen.zenfolio.com
De originele TLRV-onderwagen heeft geleid tot de acceptatie van bedieningsmethoden van zeegaande hovercrafts. Voorafgaand aan de reis moest de bemanning de turbostraalmotoren starten en in bedrijfsmodus brengen. Daarna begon er lucht in de reservoirs en luchtkussenpijpleidingen te stromen. Toen de vereiste druk in het systeem was bereikt, was het mogelijk om de kussens aan te zetten en het apparaat tot een kleine hoogte boven de baan te heffen. Verder was het nodig om de motorstuwkracht toe te voegen en daardoor te beginnen met accelereren.
Volgens berichten zijn de eerste controles van de luchtkussenwagen zonder problemen verlopen. Alle systemen werkten normaal en zorgden voor een correcte acceleratie naar lage snelheden. De wagon maakte zorgvuldig bochten, airbags aan boord hielden hem op veilige afstand van het beton. Bovendien werd de doorgang van bochten vergemakkelijkt door de aanwezigheid van twee beweegbare karren. De auteurs van het project waren tevreden en begonnen na verloop van tijd de snelheid van testritten te verhogen.
De geleidelijke snelheidsverhoging verliep zonder bijzondere problemen, maar al snel kwamen de eerste ernstige tekortkomingen aan het licht. Empirisch werd vastgesteld dat het experimentele apparaat alleen met hoge snelheid langs rechte stukken van de weg kon bewegen. In dit geval zou de snelheid inderdaad kunnen worden verhoogd tot 300 mijl per uur door nieuwe motoren te installeren en het ontwerp opnieuw te ontwerpen. Voor veilig bochtenwerk was het echter nodig om te vertragen tot 90 mijl per uur. Ondanks het gebruik van draaistellen en airbags aan boord, bestond bij hoge snelheden het risico van een vroegtijdige reactie van het chassis met daaropvolgende schade.
Vervoer naar een nieuwe locatie. Foto Pueblorailway.org
Het is goed mogelijk dat juist de problemen met het nemen van bochten op hoge snelheid ervoor zorgden dat de TLRV-luchtauto niet al zijn capaciteiten liet zien en zijn ontwerpsnelheid ontwikkelde. De tests op de testbaan duurden enkele maanden. Tijdens testritten was het mogelijk om een topsnelheid van 258,4 mph (415 km / h) te ontwikkelen. Verder overklokken onder de bestaande omstandigheden was om een aantal redenen niet mogelijk.
Door testen van het enige prototype TLRV op een experimentele baan konden we de levensvatbaarheid van het oorspronkelijke concept testen en de positieve en negatieve kanten ervan identificeren. Het was mogelijk om te ontdekken dat het voorgestelde ontwerp van een veelbelovend hogesnelheidsvoertuig het echt mogelijk maakt om hoge snelheden te ontwikkelen en de reistijd te verkorten. Bovendien werd de mogelijkheid van volledig gebruik van de groep luchtkussens experimenteel bevestigd.
Het was echter niet zonder nadelen. Het grootste probleem was het onvoldoende perfecte ontwerp van het chassis, waardoor de juiste interactie van airbags en trackboards bij hoge snelheden niet kon worden gegarandeerd. Vanwege het hoge risico om betonnen delen te raken, was het nodig om te vertragen in bochten. Bij het rijden op echte routes kan dit ertoe leiden dat regelmatig moet worden geremd en geaccelereerd, wat onder andere de economie van het systeem ernstig zou kunnen schaden als gevolg van frequente veranderingen in de werkingsmodus van turbostraalmotoren. Bovendien maakte de regelmatige noodzaak om de snelheid te veranderen het moeilijk om de auto onder controle te houden, en zou dit in de praktijk leiden tot problemen bij het plannen van vluchten.
Vervoer naar een nieuwe locatie. Foto Pueblorailway.org
Een ander ernstig nadeel van het TLRV-programma, dat tegen die tijd al had geleid tot het sluiten van veel gedurfde projecten, was de noodzaak om een speciale route aan te leggen. De luchtkussenwagen kon geen gebruik maken van het bestaande spoorwegnet en had speciale routes nodig. Voor de bouw ervan waren serieuze financiële investeringen nodig, die zich in theorie tijdens de exploitatie van het nieuwe transport zouden kunnen terugbetalen. Zelfs de bestaande voordelen lieten het echter niet toe om binnen een redelijke termijn een terugverdientijd te verwachten.
Op basis van de resultaten van de tests op de testbaan is besloten verder te werken. In zijn huidige vorm had de nieuwe luchtwagen ernstige nadelen, waardoor we niet konden spreken van het praktische gebruik ervan. Er waren merkbare technische tekortkomingen en bovendien waren er ernstige twijfels over de mogelijkheid van een volwaardige praktische werking van dergelijke apparatuur.
De tests werden in 1972 afgerond en al snel werd de experimentele baan als onnodig gedemonteerd. Het enige prototype van de TLRV-auto werd naar de opslag gestuurd. Al snel bepaalden Grumman en het Amerikaanse ministerie van Transport het verdere lot van het apparaat. Niemand durfde zich te ontdoen van de unieke belichaming van de oorspronkelijke ideeën, en daarom werd de ervaren luchtwagen overgebracht naar het Pueblo Weisbrod Aircraft Museum (Pueblo, Colorado), waar hij gedurende meerdere jaren werd tentoongesteld. In het voorjaar van 2010 stemde het luchtvaartmuseum ermee in om de "non-core" tentoonstelling over te dragen aan een andere organisatie. In april 2010 werd de luchtwagen vervoerd naar het Pueblo Railroad Museum. Daar wordt het TLRV-apparaat tot op de dag van vandaag bewaard en is voor iedereen beschikbaar.