Термин «монорельс» или «промышленный монорельс» используется для описания любого количества транспортных систем, в которых кресло или носитель подвешивается или едет по подвесной рельсовой конструкции. В отличие от хорошо известной системы «дуо-рельс», существует множество вариантов рельсового транспорта, которые были описаны как монорельсы, поэтому отслеживание истории представляет собой проблему разграничения относительно того, что следует включить, а что следует исключить.
Обычно монорельс определяется как любое рельсовое транспортное средство, которое не использует конусное действие обычных адгезионных железных дорог для достижения направленной устойчивости. Это исключает зубчатые железные дороги и фуникулеры . Другое общепринятое правило заключается в том, что направляющая или колея должны быть уже, чем вагон/транспортное средство. [1] Возвышенные, поддерживаемые, тросовые системы, такие как Cable Liner и MiniMetro, как правило, не считаются монорельсами.
Принимая во внимание модель развития обычных железных дорог , в разное время были актуальны разные критерии и меры эффективности, и предлагались альтернативные проектные решения. Таким образом, монорельс начала 19 века имеет мало общего с современными проектами и был оптимизирован для разных целей производительности в рамках разных технологических ограничений.
Самый ранний патент на транспортное средство, предназначенное для движения по одному рельсу, можно проследить до патента Великобритании № 4618 от 22 ноября 1821 года. Изобретателем был Генри Робинсон Палмер , который описал его как «одинарную линию рельсов, поддерживаемую на такой высоте от земли, чтобы центр тяжести вагонов находился ниже верхней поверхности рельса». Транспортные средства располагались по обе стороны рельса, как пара корзин-корзин на муле. Движение осуществлялось лошадьми. [2] Линия была построена в 1824 году на верфи Дептфорда в Лондоне, а в 1825 году еще одна линия была построена в Чесхант , Хартфордшир . Названная Чесхантской железной дорогой , эта линия вошла в историю, поскольку она была первой в мире пассажирской монорельсовой дорогой и первой железнодорожной линией, открытой в Хартфордшире. [3] [4] В 1826 году была создана компания для строительства линии между Барменом и Эльберфельдом в Германии, но строительство так и не началось.
На протяжении XIX века конструкция Палмера совершенствовалась, добавлялись стабилизирующие колеса и дополнительные рельсы (что делало название «монорельс» неверным). В 1829 году Максвелл Дик ввел «защитные перила» под ходовыми рельсами, чтобы снизить вероятность схода с рельсов. Он также сформулировал главное преимущество, заявленное для этого класса транспортных средств: «столбы или опоры должны быть разной высоты, как того требуют обстоятельства страны». Другими словами, система лучше подходила для пересеченной местности.
В 1868 году Уильям Торольд MICE представил доклад, в котором предлагал монорельсовую систему, которая могла бы быть построена на уровне земли на дорогах или вдоль них. Монорельсовые дороги штата Патиала и железная дорога долины Кундала были построены в Индии по принципу, который он описал.
В 1869 году Дж. Хэддон построил монорельс в Сирии , чтобы заменить муловый поезд в военном использовании. Он включал в себя боковые направляющие рельсы, но по сути представлял собой конструкцию с корзиной, которую тянул локомотив с двойными вертикальными паровыми котлами.
Генерал Лерой Стоун продемонстрировал в 1876 году свой Centennial Monorail для перевозки пассажиров, но не смог реализовать эту концепцию также на Bradford and Foster Brook Monorail , и она была закрыта всего через год из-за смертельного взрыва котла в 1879 году. Около 1879 года Джозеф Стрингфеллоу разработал похожую «однорельсовую» систему для возможного использования в качестве «дешевой железной дороги» в Австралии. [5]
К концу XIX века главными сторонниками монорельса были Шарль Лартиг и Ф. Б. Бер. Лартиг построил монорельсовые дороги Палмера в Алжире для перевозки травы эспарто, чтобы заменить мулов и верблюдов, хотя движущая сила указана как «животное». Он также демонстрировал свои идеи в Париже (1884), Вестминстере (1886), Туре (1889), Санкт-Петербурге (1894), Лонг-Айленде (1894) и Брюсселе (1897). Бер предложил высокоскоростную монорельсовую дорогу между Ливерпулем и Манчестером , но строительство так и не началось из-за отсутствия финансовой поддержки.
Самой известной монорельсовой дорогой Лартига была железная дорога Листоуэл и Баллибанион в Ирландии, которая работала с 1888 по 1924 год. [6] Часть этой железной дороги сохранилась как охраняемая железная дорога и туристическая достопримечательность. [7] [8]
Последняя конструкция Лартига была построена в 1924 году между магниевым рудником в Кристал Хиллз, примерно в 100 милях к северу от Лос-Анджелеса, и железнодорожной станцией в Троне, Калифорния. Она использовала локомотивы с бензиновым двигателем и устанавливала рельсы на набор деревянных А-образных рам.
В 1886 году компания Enos Electric Company продемонстрировала подвесную монорельсовую дорогу на территории компании Daft Electric Light Company в районе Гринвилл города Джерси-Сити , штат Нью-Джерси , [9] которая по своему внешнему виду была ближе к более современным монорельсам, но самой известной подвесной монорельсовой дорогой той эпохи была « Швебебан » Ойгена Лангена, или плавучая железная дорога, в Вуппертале , которая была введена в эксплуатацию в 1901 году и до сих пор используется ежедневно.
Монорельсовая дорога Вупперталя следует по долине Вуппер , где обычная железная дорога совершенно непрактична. Подвесная монорельсовая дорога, как и монорельсовая дорога Палмера, кажется потенциально лучшим решением для пересеченной и горной местности, но поскольку большая часть пути проходит по более благоприятной территории, она лишь изредка предлагает общее лучшее решение. Короткие участки в горных районах, такие как система, построенная для Ria Copper Co. компанией Siemens в Пиренеях , по-видимому, являются нишей для этого типа монорельса. В этом конкретном примере использовалась форма рекуперативного торможения, так что электроэнергии, вырабатываемой полными спускающимися грузовиками, было достаточно, чтобы подтолкнуть пустые грузовики обратно в гору.
В 1890 году в Лонг-Айленде была построена велосипедная железная дорога Boynton . [10] [11] Спроектированная Хосе Рамоном Вильялоном, который позже стал одним из величайших государственных деятелей Кубы, эта железная дорога проходила по одному рельсу на уровне земли, но с верхним стабилизирующим рельсом, зацепленным парой горизонтально расположенных колес. Железная дорога проработала всего два года, но ее проект был принят в других местах.
В 1908 году Элфрик Уэллс Чалмерс Кирни (1881–1960) [12] спроектировал монорельсовую дорогу с верхним стабилизирующим рельсом и подпружиненными вертикальными стабилизирующими колесами, но хотя вагон был построен, он так и не был введен в эксплуатацию.
С 1910 по 1914 год монорельсовая система, разработанная Говардом Х. Тунисом, использовалась на железной дороге Pelham Park and City Island в Бронксе , Нью-Йорк. Во время первой поездки по монорельсу транспортное средство, которым управлял изобретатель, соскользнуло с поддерживающего нижнего рельса. Хотя некоторые нью-йоркские газеты ошибочно сообщили, что авария была крупной катастрофой, это не так, и только один пассажир в вагоне заявил о незначительной травме. Вагон был быстро отремонтирован, и монорельс безопасно работал на регулярной основе с 1911 по 1917 год, когда он был разобран военными в начале Первой мировой войны, потому что терминал около Сити-Айленда был реквизирован. Подвесной монорельс с винтовым приводом, претендующий на скорость самолета с безопасностью и надежностью железных дорог, был спроектирован Джорджем Бенни в 1926 году и назван « Bennie Railplane ». Демонстрационный образец был построен недалеко от Глазго в 1929 году, но дальнейшего развития в Великобритании система не получила.
Россия работала над системой, похожей на Bennie Railplane в 1930-х годах, и даже планировала 332-мильную линию через Туркестан с максимальной скоростью 180 миль в час. Их система была уникальна тем, что имела два бок о бок подвешенных вагона на одном рельсе, и она могла фактически слезать с рельса, чтобы пересекать реки как амфибия, а затем на другой стороне снова садиться на рельс. И пока элементы этой системы испытывались в Москве, российское правительство вместо этого построило обычную железнодорожную систему. [13]
Возможно, единственным настоящим монорельсом был Gyro Monorail, разработанный независимо Луи Бреннаном , Августом Шерлом и Петром Шиловским . Это был настоящий одноколейный поезд, который использовал систему балансировки на основе гироскопа, чтобы оставаться в вертикальном положении. Все они были продемонстрированы полномасштабными прототипами, но разработка была фактически остановлена Первой мировой войной. Проект Бреннана был серьезно рассмотрен для северо-западной границы Индии, и монорельс Шиловского был предложен правительством СССР между Ленинградом и Царским Селом в 1921 году. [14] Средства закончились вскоре после начала строительства.
В начале 1930-х годов в Нью-Йорке рассматривалась возможность создания монорельсовой системы, которая могла бы стать первой в США. [15]
В 2018 году проект гироскопического рельсового вагона занял первое место на Немецкой премии за мобильность. [16] В 2020 году разработчики получили государственное финансирование в размере 3,6 млн евро на разработку прототипа, и ожидается, что испытания могут начаться в 2022 году. Транспортные средства будут спроектированы для работы на существующих, но заброшенных железнодорожных линиях, проходя друг мимо друга по существующим рельсам. [17]
Транспортные средства, упомянутые выше (за исключением все еще полностью действующего монорельса Вупперталя ), теперь представляют собой не более чем исторические курьезы. Преимущество монорельса в пересечении пересеченной горной местности было актуально во времена расширения железнодорожных сетей по нетронутой местности, и в большинстве случаев обычная железная дорога оказалась более подходящим решением, за исключением нескольких ниш. Монорельсовые пути редко были длиннее 60 миль и обычно значительно короче. Моторное дорожное транспортное средство в конечном итоге вытеснило монорельс из его немногих нишевых применений.
Для монорельсовых дорог этой ранней эпохи было характерно использование колеса на стали, как и для обычных железных дорог, хотя некоторые велосипедные железные дороги могли реагировать на стабилизирующий рельс, увеличивая сцепление, улучшая ускорение, торможение и преодоление подъемов.
Развитие автомобильных технологий породило новый класс монорельсовых дорог , которые мало чем обязаны работам Палмера и Лартига. Эти транспортные средства подвешиваются к бетонным балкам или располагаются на них, а пневматические шины используются для улучшения сцепления и снижения шума по сравнению с колесами по стали. Они имеют больше общего с управляемыми автобусами, чем с обычными железными дорогами. Балка менее навязчива, чем надземная дорога или железная дорога, и современные конструкции могут занять свою нишу в решении проблем с правом преимущественного проезда в перегруженных городских центрах, при меньших затратах по сравнению с туннелированием.