Гіробус - швейцарський електробус із дзиґою
Подаю свій переклад англомовної статті "Gyrobus: a great idea takes a spin", оригінал якої викладено за адресою: http://photo.proaktiva.eu/digest/2008_gyrobus.html
Here is my translation of the article “Gyrobus: a great idea takes a spin” into Ukrainian. The original article is posted at: http://photo.proaktiva.eu/digest/2008_gyrobus.html
Гіробус - велика ідея набирає оберти
Гіробус задумали ще у повоєнній Швейцарії. Автобуси в ті часи були гучними, незручними і ненадійними. Поштовх до розвитку електричної тяги слід розглядати й серед прагнень країни до своєї енергетичної автономії.
Прототип гіробуса в Цюриху. Весна 1950 року
Перша Світова Війна була важливим фактором запровадження великомасштабної електрифікації залізниць. В той же час, у багатьох містах було відкрито тролейбусний рух; бо принаймні в секторі громадського транспорту, власна гідроелектроенергія допомагала зменшити імпорт вугілля й нафти.
Вже коли розпочалася Друга Світова Війна, паливо слід було нормувати, що знову відбилося на громадському транспорті. Існувала потреба у більшій електрифікації, але було багато підприємств, чиї маршрути мали замалий пасажиропотік як для виправдання існування трамвайних і тролейбусних систем. Яким же чином обслуговувати такі маршрути?
Прототип гіробуса, площа Бель-Ер, Івердон, Швейцарія, кінець 1950 року
Гіробус заряджає свій маховик, живлячись енергією з електростовпа, приєднавшись до нього трьома штангами.
Маленький контакт ліворуч слугує для активації подачі електроенергії та для заземлення корпусу.
Гіробус став дітищем головного інженера швейцарської фабрики «Ерлікон» норвежця Бьярне Сторшана (Bjarne Storsand 1899-?). Під його керівництвом 1946 року було запатентовано тяговий енергозберігаючий двигун з маховиком. Мета його полягала у встановленні таких двигунів з маховиком у транспортні засоби із малим робочим діапазоном, наприклад, у промислові чи гірничі локомотиви. Проте лише один варіант застосування такого маховика звернув на себе більшу увагу - це автобус із маховиком.
Технічний опис
Прототип гіробуса було побудовано 1932 року на масивних шасі виробництва FBW. Маховик (який на «Ерліконі» називали «гіро») був розміщений по центру цих шасі, між осями. Диск вагою півтори тони й діаметром 1,6 метра було поміщено у наповнену газоподібним воднем герметичну камеру з тиском 0,7 бар задля зменшення опору повітря. Маховик обертався зі швидкістю 3000 обертів за хвилину.
Маховик для гіробуса, зібраний фабрикою «Ерлікон» в 1954 році. В центрі - електромотор, а власне маховик - це металевий диск під ним. На задньому плані видно заготовки для майбутніх маховиків
Принцип роботи був наступний: гіробус курсував між електричними стовпами, розташованими на певних зупинках. Три контактні штанги автоматично підіймалися і передавали трьохфазний струм напругою 350 В на маховик. Вибір такої напруги дозволяв використовувати звичайне обладнання, зменшуючи кількість додаткових технічних споруд. Маховик також можна було підзаряджати від розетки - саме такою і була процедура зарядки у депо.
1 Маховик; 2 Тяговий двигун; 3 Кодненсатори; 4 Додаткові акумулятори; 5 Струмоприймачі; 6 Контакти запуску і заземлення; 7 Перемикач позицій керування тяговим двигуном; 8 Перемикач швидкостей крутного моменту; 9 Селектор для 7; 10 Селектор для 8; 11 Мачта підзарядки; 12 Вимикачі підзарядки; 13 індуктивні обмежувачі струму зарядки
Маховик розкручувався трьохфазним асинхронним двигуном. Цей же двигун виступав у якості генератора, коли гіробус був від’єднаний від зовнішнього живлення. Вибір асинхронного безщіткового двигуна допоміг зменшити тертя у вузлі маховика до абсолютного мінімуму. Як тільки двигун переходить у режим генератора, енергія з маховика передається на 52-х кіловатний асинхронний тяговий двигун, який розміщувався поздовжньо за задньою віссю. Конденсатори контролювали крутний момент двигуна. Ця послідовність може бути зворотною: енергія, що вивільняється двигуном під час гальмування або спуску передається назад на маховик.
За нормальної експлуатації, маховик зменшує оберти з початкових 3000 об/хв. до 2100 об/хв. За надзвичайних умов, швидкість може бути зменшено до 1500 об/хв., але це негативно відобразиться на продуктивності транспортного засобу. Швидкість нижче такої вже не може гарантувати належного функціювання трансмісії. За нормальних умов, гіробус міг проїхати 5-6 км. між підзарядками (враховуючи зупинки та трафік). Підзарядка займала від двох до п’яти хвилин. В режимі очікування, маховик продовжував обертання ще більше десяти годин. У депо гіробуси залишали на підживленні, тримаючи маховик на 2850 об/хв. Це робилося для того, щоб швидше запускати двигун вранці, а також тому, що повна перезарядка гіробуса спричинила б значне навантаження електромережі. Підзарядка з бездіяльного режиму займала 40 хвилин. Гіробус розганявся до 55 км/год.
Прототип. Гіробус у Цюриху
Прототип гіробуса був утілений Carrosserie-Werken Aarburg (CWA) (м. Арбург, Швейцарія). Перші тестування проводилися в різних місцях навколо Цюриха. Вперше в якості засобу громадського транспорту гіробус з’явився на маршрутах «Транспортних Послуг Цюриха» (VBZ) у 1950 році. Поміж інших, гіробуси курсували між Зеєбахом (район у Цюриху) та аеропортом, привертаючи увагу ЗМІ. Також гіробус було продемонстровано в інших містах, враховуючи лінію Альтдорф - Флюелен, Івердон, Арау, лінію Хербруг - Хохенемс, Локарно і Мюнхен.
Прототип гіробуса в аеропорту Цюриха, жовтень 1950 року. Після вдалої демонстраційної поїздки за участі місцевих можновладців, представників з VBZ та "Ерілкону". Бьярне Сторшан, головний інженер "Ерлікону" та винахідник гіробуса, крайній праворуч на фото.
Хоча й VBZ виявляло неабияку зацікавленість в цьому транспортному засобі, більше замовлень вони не робили. Це пояснюється небажанням додавати четвертий тип транспорту до вже існуючих в Цюриху трамвая, тролейбуса й автобуса. Щодо електротранспорту до аеропорту, то трамвай було запущено цим маршрутом наприкінці 2008 року.
Івердон
Перше замовлення поступило від приватної компанії-перевізника з міста Івердон. Це було акціонерне товариство «Гіробус Івердон-Грандсон» (GYG), яке запустило 1953 року між Івердоном та Грандсоном маршрут з двома гіробусами, які отримали бортові номери «1» і «2».
Гіробус для Івердона (бортовий №1) під час пробної поїздки околицями Цюриха, 1953 рік
Так само, як і у гіробуса-прототипу, на цих гіробусах також були шасі від FBW, кузов від CWA, а електрообладнання від «Ерлікону». Але на відміну від того ж таки прототипу, шасі було спроектовано спеціально для гіробуса, що полегшило його вагу. А для того, щоб йти в ногу із часом, для гіробуса розробили спеціальний дизайн.
Борт №1 на маршрутах Івердона
Маршрут Івердон - Грандсон був довжиною 4,5 км. і мав чотири станції підзарядки. Задля зменшення часу підзарядки, 1954 року напругу було підвищено з 380 В до 500 В. До невеликого рухомого складу приєднався й гіробус-прототип, який отримав бортовий номер «3».
Надзвичайно малий пасажиропотік маршруту спричинив фінансові складнощі й призвів до скорочень. Компанії не вдалося змінити цю ситуацію і це призвело до ще більших труднощів. Споживання великої кількості електроенергії та інші затрати змусили компанію GYG замінити гіробуси дизельними мікроавтобусами.
Леопольдвіль. Гіробус в Африці
Гіробуси вишикувалися поблизу залізничного вокзалу Леопольдвіля (Бельгійське Конго)
Наступне замовлення надійшло зі столиці Бельгійського Конго, Леопольдвіля (сьогодні це місто Кіншаса, ДР Конго). Замовлені 12 гіробусів були дещо схожими на івердонівські, мали вони бортові зі «101» по «112». Перевізник, товариство «Міський транспорт Леопольдвіля» (TCL), використовував гіробуси на чотирьох маршрутах системи, таким чином, це була найбільша гіробусна система в історії. Проте, погані умови експлуатації та звичка водіїв скорочувати маршрут бездоріжжям сильно зношували гіробуси. Тому TCL щедро використав гарантійне право від «Ерлікону» на отримання запчастин. Початок війни 1959 року поклав кінець гіробусному руху в Леопольдвілі.
Гент
Гіробус для лінії Гент - Мерельбеке одразу після доставки, 1956 рік
Третім перевізником, що використовував гіробуси була бельгійська фірма SNCV/NMVB. Гіробуси отримали бортові номери «G1», «G2» та «G3» (пізніше 1451-3). Гіробуси були укомплектовані згідно стандартної угоди, але у них був більш округлий передок, що, мабуть, більше пасує бельгійському смакові. Лінія Гент - Мерельбеке позбулася трамваю в 1956. Ця лінія була ізольованою і залишалася такою пізніше. Виключно через високу ціну за електроенергію гіробус довелося закрити 1959 року. Один гіробус вцілів і знаходиться в транспортному музеї в Антверпені. Цей єдиний збережений гіробус побував в Івердоні року 2003 на 50-й річниці системи.
Салон гіробуса «G3», експонованого в музеї транспорту Антверпена. В центрі фото - верхня частина маховика
Кермо та пульт керування гіробусом
Інший транспорт з маховиком
Варто зазначити, що окрім ось таких гіробусів, аналогічні ерліконівські маховики використовувалися на різноманітних гірничих локомотивах у Швейцарії, Бельгії та у країнах Африки.
Гіробус: що ж пішло не так?
Подальшою проблемою стала висока вартість електроенергії (ба навіть низька ціна на паливо). Однією з головних перешкод, з якою зіткнувся гіробус, була його нездатність закріпитися на ринку перевезень, і, таким чином, зменшити вартість виробництва. Крім того, мануфактури мали деякі негаразди з пілотними проектами, більшість таких негараздів були швидше зовнішніми, аніж суто технічними. Не обов’язково як недолік, але як факт вартий зазначення була динамічна поведінка гіробуса. Маховик, що обертається, має якості гіроскопа - а це означає, що він намагається зберігати стале положення у просторі. Про це варто було пам’ятати водієві, який пристосовував свою водійську майстерність до таких умов. Але в той же час, такий гіроскопічний ефект уможливлював плавну їзду. Саме незручне управління гіробусом було аргументом проти гіробусів - на це слід звернути увагу.
За сьогоднішніх умов, багато з факторів проти гіробуса змінилися.
Ціни на паливо зростають, довкілля забруднюється, смог вкриває міста - це все призводить до експериментів з такими «неефективними та небезпечними технологіями зберігання» як водневі камери (такими вони є згідно політичних смаків, аніж з технічної точки зору). Чи не може існувати простіша, безпечніша та більш зручна альтернатива, яка б виконувала такі ж функції, але менш загрозливим чином? Сучасна електроніка допомогла б зменшити споживання електроенергії, в той же час уможливити швидшу підзарядку. Сучасні матеріали могли б зменшити загальну вагу гіробуса, але залишити його достатньо міцним. Можливо, гіробус ще зарано ховати.
Here is my translation of the article “Gyrobus: a great idea takes a spin” into Ukrainian. The original article is posted at: http://photo.proaktiva.eu/digest/2008_gyrobus.html
Гіробус - велика ідея набирає оберти
Гіробус задумали ще у повоєнній Швейцарії. Автобуси в ті часи були гучними, незручними і ненадійними. Поштовх до розвитку електричної тяги слід розглядати й серед прагнень країни до своєї енергетичної автономії.
Прототип гіробуса в Цюриху. Весна 1950 року
Перша Світова Війна була важливим фактором запровадження великомасштабної електрифікації залізниць. В той же час, у багатьох містах було відкрито тролейбусний рух; бо принаймні в секторі громадського транспорту, власна гідроелектроенергія допомагала зменшити імпорт вугілля й нафти.
Вже коли розпочалася Друга Світова Війна, паливо слід було нормувати, що знову відбилося на громадському транспорті. Існувала потреба у більшій електрифікації, але було багато підприємств, чиї маршрути мали замалий пасажиропотік як для виправдання існування трамвайних і тролейбусних систем. Яким же чином обслуговувати такі маршрути?
Прототип гіробуса, площа Бель-Ер, Івердон, Швейцарія, кінець 1950 року
Гіробус заряджає свій маховик, живлячись енергією з електростовпа, приєднавшись до нього трьома штангами.
Маленький контакт ліворуч слугує для активації подачі електроенергії та для заземлення корпусу.
Гіробус став дітищем головного інженера швейцарської фабрики «Ерлікон» норвежця Бьярне Сторшана (Bjarne Storsand 1899-?). Під його керівництвом 1946 року було запатентовано тяговий енергозберігаючий двигун з маховиком. Мета його полягала у встановленні таких двигунів з маховиком у транспортні засоби із малим робочим діапазоном, наприклад, у промислові чи гірничі локомотиви. Проте лише один варіант застосування такого маховика звернув на себе більшу увагу - це автобус із маховиком.
Технічний опис
Прототип гіробуса було побудовано 1932 року на масивних шасі виробництва FBW. Маховик (який на «Ерліконі» називали «гіро») був розміщений по центру цих шасі, між осями. Диск вагою півтори тони й діаметром 1,6 метра було поміщено у наповнену газоподібним воднем герметичну камеру з тиском 0,7 бар задля зменшення опору повітря. Маховик обертався зі швидкістю 3000 обертів за хвилину.
Маховик для гіробуса, зібраний фабрикою «Ерлікон» в 1954 році. В центрі - електромотор, а власне маховик - це металевий диск під ним. На задньому плані видно заготовки для майбутніх маховиків
Принцип роботи був наступний: гіробус курсував між електричними стовпами, розташованими на певних зупинках. Три контактні штанги автоматично підіймалися і передавали трьохфазний струм напругою 350 В на маховик. Вибір такої напруги дозволяв використовувати звичайне обладнання, зменшуючи кількість додаткових технічних споруд. Маховик також можна було підзаряджати від розетки - саме такою і була процедура зарядки у депо.
1 Маховик; 2 Тяговий двигун; 3 Кодненсатори; 4 Додаткові акумулятори; 5 Струмоприймачі; 6 Контакти запуску і заземлення; 7 Перемикач позицій керування тяговим двигуном; 8 Перемикач швидкостей крутного моменту; 9 Селектор для 7; 10 Селектор для 8; 11 Мачта підзарядки; 12 Вимикачі підзарядки; 13 індуктивні обмежувачі струму зарядки
Маховик розкручувався трьохфазним асинхронним двигуном. Цей же двигун виступав у якості генератора, коли гіробус був від’єднаний від зовнішнього живлення. Вибір асинхронного безщіткового двигуна допоміг зменшити тертя у вузлі маховика до абсолютного мінімуму. Як тільки двигун переходить у режим генератора, енергія з маховика передається на 52-х кіловатний асинхронний тяговий двигун, який розміщувався поздовжньо за задньою віссю. Конденсатори контролювали крутний момент двигуна. Ця послідовність може бути зворотною: енергія, що вивільняється двигуном під час гальмування або спуску передається назад на маховик.
За нормальної експлуатації, маховик зменшує оберти з початкових 3000 об/хв. до 2100 об/хв. За надзвичайних умов, швидкість може бути зменшено до 1500 об/хв., але це негативно відобразиться на продуктивності транспортного засобу. Швидкість нижче такої вже не може гарантувати належного функціювання трансмісії. За нормальних умов, гіробус міг проїхати 5-6 км. між підзарядками (враховуючи зупинки та трафік). Підзарядка займала від двох до п’яти хвилин. В режимі очікування, маховик продовжував обертання ще більше десяти годин. У депо гіробуси залишали на підживленні, тримаючи маховик на 2850 об/хв. Це робилося для того, щоб швидше запускати двигун вранці, а також тому, що повна перезарядка гіробуса спричинила б значне навантаження електромережі. Підзарядка з бездіяльного режиму займала 40 хвилин. Гіробус розганявся до 55 км/год.
Прототип. Гіробус у Цюриху
Прототип гіробуса був утілений Carrosserie-Werken Aarburg (CWA) (м. Арбург, Швейцарія). Перші тестування проводилися в різних місцях навколо Цюриха. Вперше в якості засобу громадського транспорту гіробус з’явився на маршрутах «Транспортних Послуг Цюриха» (VBZ) у 1950 році. Поміж інших, гіробуси курсували між Зеєбахом (район у Цюриху) та аеропортом, привертаючи увагу ЗМІ. Також гіробус було продемонстровано в інших містах, враховуючи лінію Альтдорф - Флюелен, Івердон, Арау, лінію Хербруг - Хохенемс, Локарно і Мюнхен.
Прототип гіробуса в аеропорту Цюриха, жовтень 1950 року. Після вдалої демонстраційної поїздки за участі місцевих можновладців, представників з VBZ та "Ерілкону". Бьярне Сторшан, головний інженер "Ерлікону" та винахідник гіробуса, крайній праворуч на фото.
Хоча й VBZ виявляло неабияку зацікавленість в цьому транспортному засобі, більше замовлень вони не робили. Це пояснюється небажанням додавати четвертий тип транспорту до вже існуючих в Цюриху трамвая, тролейбуса й автобуса. Щодо електротранспорту до аеропорту, то трамвай було запущено цим маршрутом наприкінці 2008 року.
Івердон
Перше замовлення поступило від приватної компанії-перевізника з міста Івердон. Це було акціонерне товариство «Гіробус Івердон-Грандсон» (GYG), яке запустило 1953 року між Івердоном та Грандсоном маршрут з двома гіробусами, які отримали бортові номери «1» і «2».
Гіробус для Івердона (бортовий №1) під час пробної поїздки околицями Цюриха, 1953 рік
Так само, як і у гіробуса-прототипу, на цих гіробусах також були шасі від FBW, кузов від CWA, а електрообладнання від «Ерлікону». Але на відміну від того ж таки прототипу, шасі було спроектовано спеціально для гіробуса, що полегшило його вагу. А для того, щоб йти в ногу із часом, для гіробуса розробили спеціальний дизайн.
Борт №1 на маршрутах Івердона
Маршрут Івердон - Грандсон був довжиною 4,5 км. і мав чотири станції підзарядки. Задля зменшення часу підзарядки, 1954 року напругу було підвищено з 380 В до 500 В. До невеликого рухомого складу приєднався й гіробус-прототип, який отримав бортовий номер «3».
Надзвичайно малий пасажиропотік маршруту спричинив фінансові складнощі й призвів до скорочень. Компанії не вдалося змінити цю ситуацію і це призвело до ще більших труднощів. Споживання великої кількості електроенергії та інші затрати змусили компанію GYG замінити гіробуси дизельними мікроавтобусами.
Леопольдвіль. Гіробус в Африці
Гіробуси вишикувалися поблизу залізничного вокзалу Леопольдвіля (Бельгійське Конго)
Наступне замовлення надійшло зі столиці Бельгійського Конго, Леопольдвіля (сьогодні це місто Кіншаса, ДР Конго). Замовлені 12 гіробусів були дещо схожими на івердонівські, мали вони бортові зі «101» по «112». Перевізник, товариство «Міський транспорт Леопольдвіля» (TCL), використовував гіробуси на чотирьох маршрутах системи, таким чином, це була найбільша гіробусна система в історії. Проте, погані умови експлуатації та звичка водіїв скорочувати маршрут бездоріжжям сильно зношували гіробуси. Тому TCL щедро використав гарантійне право від «Ерлікону» на отримання запчастин. Початок війни 1959 року поклав кінець гіробусному руху в Леопольдвілі.
Гент
Гіробус для лінії Гент - Мерельбеке одразу після доставки, 1956 рік
Третім перевізником, що використовував гіробуси була бельгійська фірма SNCV/NMVB. Гіробуси отримали бортові номери «G1», «G2» та «G3» (пізніше 1451-3). Гіробуси були укомплектовані згідно стандартної угоди, але у них був більш округлий передок, що, мабуть, більше пасує бельгійському смакові. Лінія Гент - Мерельбеке позбулася трамваю в 1956. Ця лінія була ізольованою і залишалася такою пізніше. Виключно через високу ціну за електроенергію гіробус довелося закрити 1959 року. Один гіробус вцілів і знаходиться в транспортному музеї в Антверпені. Цей єдиний збережений гіробус побував в Івердоні року 2003 на 50-й річниці системи.
Салон гіробуса «G3», експонованого в музеї транспорту Антверпена. В центрі фото - верхня частина маховика
Кермо та пульт керування гіробусом
Інший транспорт з маховиком
Варто зазначити, що окрім ось таких гіробусів, аналогічні ерліконівські маховики використовувалися на різноманітних гірничих локомотивах у Швейцарії, Бельгії та у країнах Африки.
Гіробус: що ж пішло не так?
Подальшою проблемою стала висока вартість електроенергії (ба навіть низька ціна на паливо). Однією з головних перешкод, з якою зіткнувся гіробус, була його нездатність закріпитися на ринку перевезень, і, таким чином, зменшити вартість виробництва. Крім того, мануфактури мали деякі негаразди з пілотними проектами, більшість таких негараздів були швидше зовнішніми, аніж суто технічними. Не обов’язково як недолік, але як факт вартий зазначення була динамічна поведінка гіробуса. Маховик, що обертається, має якості гіроскопа - а це означає, що він намагається зберігати стале положення у просторі. Про це варто було пам’ятати водієві, який пристосовував свою водійську майстерність до таких умов. Але в той же час, такий гіроскопічний ефект уможливлював плавну їзду. Саме незручне управління гіробусом було аргументом проти гіробусів - на це слід звернути увагу.
За сьогоднішніх умов, багато з факторів проти гіробуса змінилися.
Ціни на паливо зростають, довкілля забруднюється, смог вкриває міста - це все призводить до експериментів з такими «неефективними та небезпечними технологіями зберігання» як водневі камери (такими вони є згідно політичних смаків, аніж з технічної точки зору). Чи не може існувати простіша, безпечніша та більш зручна альтернатива, яка б виконувала такі ж функції, але менш загрозливим чином? Сучасна електроніка допомогла б зменшити споживання електроенергії, в той же час уможливити швидшу підзарядку. Сучасні матеріали могли б зменшити загальну вагу гіробуса, але залишити його достатньо міцним. Можливо, гіробус ще зарано ховати.