Атмосфералық қысымды пайдаланатын теміржол жүйесі

Кіріспе

Атмосфералық қысымды пайдаланатын теміржол жүргізу жүйесі

Атмосфералық теміржол теміржол көлігін жылға беру үшін дифференциалдық ауа қысымын пайдаланады. Статикалық қуат көзі осылайша көлік құралына қозғаушы күшті жеткізе алады, бұл көшпелі қуатты өндіру жабдығын тасымалдау қажеттілігін жояды. Ауа қысымы немесе толық емес вакуум (яғни, теріс салыстырмалы қысым) үздіріссіз құбыр арқылы көлік құралына берілуі мүмкін, онда көлік құралында құбыр ішінде жылға қабілетті поршень орналасқан. Поршеньді көлік құралына бекіту үшін қайта жабылатын ойық қажет. Балама ретінде, бүкіл көлік құралы үлкен құбырдағы поршень ретінде жұмыс істей алады немесе поршеньге электромагниттік байланыс арқылы қосылуы мүмкін. Осы принциптің бірнеше нұсқалары 19 ғасырдың басында ұсынылған, және бірқатар практикалық жүзеге асырылған, бірақ барлығы күтпеген кемшіліктерге тап болып, бірнеше жыл ішінде қолданудан шығарылды. Қазіргі заманғы, авторлық құқықпен қорғалған жүйе әзірленді және қысқа қашықтықтағы қолданулар үшін пайдаланылуда. Бразилияның Порто Алегре қаласындағы Порто Алегре метросының әуежаймен байланысы осы жүйелердің бірі болып табылады.

Тарих

Темір жолдың басында жекелеген вагондар немесе топтар адам күшімен немесе жылқылармен жылжытылатын. Механикалық қуат түсінігі дамыған сайын локомотивтер ойлап табылды; темір ат. Олардың бірнеше кемшіліктері болды, әсіресе, қолданыстағы вагондардан әлдеқайда ауыр болғандықтан, рельстерді жиі бұзып алатын. Сонымен қатар, дөңгелек пен рельс арасындағы темірге темір тиейтін жерде жабысудың жетіспеуі (яғни, сырғанау) да қиындық тудырды, мысалы, Килмарнок және Трон темір жолындағы сынақтарда. Көптеген инженерлер күшті тұрақты қозғалтқыштан жылжып бара жатқан пойызға беру мәселесіне назар аударды. Мұндай қозғалтқыш берік болуы мүмкін, сондай-ақ кеңірек орынға ие болғандықтан, қуаттырақ да болуы мүмкін. Электр энергиясы кеңінен қолданылмай тұрған кезде, күшті жеткізу үшін кабельдік жүйе немесе ауа қысымы қолданылды.

Медхерст

1799 жылы лондондық Джордж Медхерст темір құбырлар арқылы пневматикалық түрде тауар тасымалдау идеясын талқылады, ал 1812 жылы ол жолаушылар вагондарын туннель ішінде ауамен жылжытуды ұсынды. Медхерст екі түрлі жүйені қарастырды: көлік құралының өзі поршень ретінде жұмыс істеуі немесе құбыр салыстырмалы түрде кішкентай болып, жеке поршеньмен жабдықталуы. Ол өзінің бұл ойларын патенттемеді және оларды одан әрі дамытпады.

Қазір атмосфералық

L&CR желісі Норвуд тоғысында (кейін қонақүй атымен Jolly Sailor аталды) оңтүстік-батысқа бұрылды және L&BR желісімен қиылысуы қажет болды. Атмосфералық құбыр бұл қиылысты тегіс жерде мүмкін етпеді, сондықтан көпір салынды – бұл теміржол саласындағы алғашқы мысал. Көпір ағаштан жасалған және 50:1 еңіс бұрышына ие болды. Ұқсас көпір Corbetts Lane тоғысында да салынуы жоспарланған, онда L&CR қосымша желісі қолданыстағы желінің солтүстік-шығыс жағында орналасуы керек еді, бірақ бұл жоспар іске аспады. Forest Hill (кейін Dartmouth Arms аталды, сондай-ақ жергілікті қонақүй атымен) мен West Croydon арасында 15 дюймдік диаметрі бар тарту құбыры орнатылды. Самуда атмосфералық құрылғының орнатылуын қадағалағанмен, Dalkey орнатылымындағы былғары клапанды жабатын шарнирлі темір пластина – ауа райы қақпағы алынып тасталды. L&CR-де атмосфералық инженер Джеймс Пирсон қызмет етті. Maudslay, Son and Field компаниясы Dartmouth Arms, Jolly Sailor және Croydon (кейін West Croydon) қалаларында үш 100 а.к. бу машинасы мен сорғыларын жеткізді, олар үшін әсем мотор үйлері салынды. Оларды W.H. Brakespear готика стилінде жобалады, және оларда эвакуацияланған ауаны жоғарыдан шығаратын биік мұржалар болды. Желіге екі инелі электр телеграф жүйесі орнатылды, бұл станция қызметкерлеріне алыс машина үйіне пойыздың жүруге дайын екенін хабарлауға мүмкіндік берді. Бұл бөлік – Dartmouth Arms-тен Croydon-ға дейін 1846 жылдың қаңтар айында атмосфералық жүйеде жұмыс істей бастады. Тарту құбырының ойығы мен поршень кронштейні бір жақты болды; яғни, ойықты жабатын қақпақ бір жағынан шарнирлі болды, ал поршеньді ұстайтын кронштейн қақпақтың ашылуын азайту үшін иілген болды. Бұл поршеньді вагондарды сапар соңында айналдыру тірегінде бұруға болмайтынын білдірді. Оның орнына, ол екі жақты болды, бірақ поршень қолмен жаңа бағытқа ауыстырылды. Поршеньді вагонды алдыңғы жағына қолмен (немесе жылқының күшімен) жылжыту қажет болды. Dartmouth Arms станциясының платформасы екі бумен жұмыс істейтін желінің арасындағы арал болды. Cubitt атмосфералық поршеньді вагонды қалыпты жолға кіргізуге мүмкіндік беретін арнайы стрелка жүйесін жобалады. Сауда кеңесінің инспекторы, генерал Pasley, желіні толық ашуға рұқсат беру үшін 1845 жылдың 1 қарашасында желіге сапар жасады. The Times газеті оқиға туралы хабарлады: Лондон Bridge-тен бу локомотивімен сүйретілген арнайы пойыз шықты; Forest Hill-де локомотив ажыратылды және: поршеньді вагон қосылды, содан кейін пойыз атмосфералық қысыммен қозғалды. Пойыз он вагоннан (соның ішінде поршеньі бекітілген вагоннан) тұрды және оның салмағы елу тоннадан асты. Сағат екінің жеті жарым минутынан кейін пойыз Dartmouth Arms станциясынан қозғалды, ал сағат екінің сегіз жарым минутынан кейін поршень клапанға кірді, сол кезде жүйенің ең маңызды артықшылығы – бастау кезіндегі жұмсақ, тіпті байқалмайтын қозғалыс екені бізге бірден анық болды. Локомотивпен жүретін станциялардан шығарда біз жиі "серпіліс" сезінеміз, кейде тіпті "соққыға" дейін жетеді, бұл жүйкелі және ұялшақ жолаушыны қорқытады. Бірақ мұндай жағдай мұнда болған жоқ. Поршень құбырға кіргеннен бір минуттан кейін, күшті желге қарамастан жылдамдық сағатына он екі мильге жетті; келесі минутта, сағат екінің он бір минутында – жиырма бес миль; сағат екінің он үш минутында – отыз төрт миль; сағат екінің он төрт минутында – қырық миль; және сағат екінің он бес минутында – елу екі миль, бұл жылдамдық сағат екінің он алты минутына дейін сақталды, содан кейін жылдамдық азайды, ал сағат екінің он жеті жарым минутында пойыз Croydon станциясына жетіп, Dartmouth Arms-тен бес мильдік саяхатын сегіз минут үш төрттен бір минутта аяқтады. Поршеньді вагондағы барометр 25 дюймдік вакуумды көрсетті, ал машина үйіндегі барометр 28 дюймдік вакуумды көрсетті. Сәтті ресми ашылу туралы кеңінен хабарланды, және бірден атмосфералық жүйедегі алыс қашықтыққа арналған теміржолдар туралы жаңа жоспарлар ұсынылды; Оңтүстік Девон теміржолының акциялары бір түндік өсімді көрсетті.

The L&CR line diverged to the south west at Norwood Junction (then called Jolly Sailor, after an inn), and needed to cross the L&BR line. The atmospheric pipe made this impossible on the flat, and a flyover was constructed to enable the crossing: this was the first example in the railway world. This was in the form of a wooden viaduct with approach gradients of 1 in 50. A similar flyover was to be built at Corbetts Lane Junction, where the L&CR additional line was to be on the north east side of the existing line, but this was never made. A 15 inch diameter traction pipe was installed between Forest Hill (then called Dartmouth Arms, also after a local inn) and West Croydon. Although Samuda supervised the installation of the atmospheric apparatus, a weather flap, a hinged iron plate that covered the leather slot valve in the Dalkey installation, was omitted. The L&CR had an Atmospheric Engineer, James Pearson. Maudslay, Son and Field supplied the three 100 hp steam engines and pumps at Dartmouth Arms, Jolly Sailor and Croydon (later West Croydon), and elaborate engine houses had been erected for them. They were designed in a gothic style by W H Brakespear, and had tall chimneys which also exhausted the evacuated air at high level. A two needle electric telegraph system was installed on the line, enabling station staff to indicate to the remote engine house that a train was ready to start. This section, from Dartmouth Arms to Croydon started operation on the atmospheric system in January 1846. The traction pipe slot and the piston bracket were handed; that is the slot closure flap was continuously hinged on one side, and the piston support bracket was cranked to minimise the necessary opening of the flap. This meant that the piston carriage could not simply be turned on a turntable at the end of a trip. Instead it was double ended, but the piston was manually transferred to the new leading end. The piston carriage itself had to be moved manually (or by horse power) to the leading end of the train. At Dartmouth Arms the station platform was an island between the two steam operated lines. Cubitt designed a special system of pointwork that enabled the atmospheric piston carriage to enter the ordinary track. The Board of Trade inspector, General Pasley, visited the line on 1 November 1845 to approve it for opening of the whole line. The Times newspaper reported the event; a special train left London Bridge hauled by a steam locomotive; at Forest Hill the locomotive was detached and:

the piston carriage substituted and the train thence became actuated by atmospheric pressure. The train consisted of ten carriages (including that to which the piston is attached) and its weight was upward of fifty tons. At seven and a half minutes past two the train left the point of rest at the Dartmouth Arms, and at eight and three quarter minutes past, the piston entered the valve, when it immediately occurred to us that one striking advantage of the system was the gentle, the almost imperceptible, motion on starting. On quitting the station on locomotive lines we have frequently experienced a "jerk" amounting at times to an absolute "shock" and sufficient to alarm the nervous and timid passenger. Nothing of the sort, however, was experienced here. Within a minute and a quarter of the piston entering the pipe, the speed attained against a strong headwind was at the rate of twelve miles an hour; in the next minute, viz. at eleven minutes past two, twenty five miles an hour; at thirteen minutes past two, thirty four miles an hour; fourteen minutes past two, forty miles an hour; and fifteen minutes past two, fifty two miles an hour, which was maintained until sixteen minutes past two, when the speed began to diminish, and at seventeen and a half minutes past two, the train reached the Croydon terminus, thus performing the journey from Dartmouth Arms, five miles, in eight minutes and three quarters. The barometer in the piston carriage indicated a vacuum of 25 inches and that in the engine house a vacuum of 28 inches. The successful official public run was widely reported and immediately new schemes for long distance railways on the atmospheric system were being promoted; the South Devon Railway's shares appreciated overnight.

Құрастыру

Лондон және Брайтон темір жолы 1846 жылдың 6 шілдесінде L&CR темір жолымен бірігіп, Лондон, Брайтон және Оңтүстік жағалау темір жолы (LB&SCR) құрылды. Біраз уақытқа дейін үлкен компанияның директорлары L&CR-дің атмосфералық жүйе қолдану жоспарларын іске асыруды жалғастырды.

Техникалық қиындықтар

1846 жылдың жазы тым ыстық әрі құрғақ болды, соның салдарынан тарту құбырының қақпақ клапанымен мәселелер көріне бастады. Тері қақпақ жабылғанда, тығыз жабысу маңызды болды, бірақ ауа райы теріні қатайтып жіберді. Самуданың сөзіне сүйенсек, әр пойыз өткен соң біріктіруді тығыздауға арналған май мен балауыз қоспасы "атмосфера температурасында қатты болып, бірнеше градусқа жылытқанда ғана сұйық күйге өтеді" деді. Пойыздарды қозғау үшін жеткілікті вакуум жасау мүмкін болмағандықтан, кешігулер жиілеп, эстакададағы тік көтерілісте пойыздар жиі тоқтап, баспасөзде кеңінен жарияланды. Директорлар атмосфералық жүйеге, әсіресе үш двигательді Эпсом тармағына алаңдады. 1846 жылдың желтоқсанында олар Болтон мен Уоттан жобаны тоқтату мүмкіндігін сұрады, оларға бір жылға келісімшартты тоқтату 2300 фунт стерлинг тұратыны айтылды. Директорлар осы ұсынысқа келісті. 1846/47 жылдардың қысы жаңа метеорологиялық қиындықтармен келді: тым суық ауа райы тері қақпақты қатайтты, ал түтіктерге қар жиналып, атмосфералық қызметтің тоқтауына себеп болды. 1847 жылдың ақпанында бумен ауыстыру жүріп жатқанда бір теміржол қызметкері қаза тапты. Бұл өте қайғылы оқиға болды, бірақ осы оқиға атмосфералық жүйенің тағы да жұмыс істемейтіні туралы кеңінен хабарланды.

Кенеттен аяқталуы

Осы ұзақ уақыт ішінде директорлар атмосфералық жүйені іске қосуға деген ықыластары азайып кеткен болуы керек, тіпті оны Лондон көпіріне дейін кеңейтуге қаржы жұмсалды. (1847 жылдың қаңтарында Дартмут Армздан Нью-Кросқа дейін ашылды, солтүстік бағытта гравитациялық күш, ал оңтүстік бағытта Дартмут Армз сорғы станциясы қолданылды.) Қоғамдық сенім маңызды болған жағдайда директорлар өз күмәндарын жария етуге болмады, кем дегенде соңғы шешім қабылданғанша. 1847 жылдың 4 мамырында директорлар «Кройдон атмосфералық құбырлары алынып тасталды және жоспардан бас тартылды» деп хабарлады. Себебі бірден жарияланбаған сияқты, бірақ оқиғаның бастауы Сауда инспекторының Брайтон және Эпсом желілерінің айырылысында екінші қосылыс талап етуі болған сияқты. Бұл нені білдіретіні нақты емес, бұл ауыр шешімді қабылдау уақытын дұрыстау үшін жасалған рационализация болуы мүмкін. Себебі қандай болса да, LB&SCR-де атмосфералық жұмысқа қатысты ешқандай жұмыс болмауы керек еді. Желі «атмосфералық жұмыс үшін салынған және осының салдарынан ауыр еңістер мен өткір бұрылыстарға ие болған желінің мұрасы ретінде қалды». Брунель «ешқандай локомотивтің Оңтүстік Девон үшін қажетті еңістерді жеңе алатынына күмәнданады». Шындығында, атмосфералық жүйені қабылдау туралы шешім Парламенттік рұқсат алғаннан кейін қабылданды және маршрут Парламентке ұсынылмас бұрын аяқталуы керек еді. Заң қабылданғаннан кейін сегіз аптадан соң акционерлер «Заң қабылданғаннан кейін, Самуда ағайындардан олардың тарту жүйесін Оңтүстік Девон желісіне қолдану туралы ұсыныс келіп түсті» дегенді естіді. Брунель және директорлардың өкілдері Далки желісіне сапар шегуге шақырылды. Есепте былай делінген: «Нәтижесінде, желінің көптеген бөліктерінде еңіс пен қисықтар осы принципті қолдануды ерекше тиімді ететінін ескере отырып, сіздің директорларыңыз атмосфералық жүйені, соның ішінде электр телеграфын, Оңтүстік Девон темір жолының барлық желісінде қабылдауға шешім қабылдады».

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, 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.</blockquote>

The line "was left with a legacy of a line built for atmospheric working with the consequent heavy gradients and sharp curves". Brunel "seriously doubted the ability of any engine to tackle the kind of gradients which would be necessary on the South Devon". In fact the decision to consider the adoption of the atmospheric system came after 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.

Құрылыс және ашылу

Құрылыс бірден Эксетерден Ньютон-Абботқа дейінгі бөлімде басталды (алғашқыда Ньютон деп аталды); бұл бірінші бөлік негізінен тегіс болды: Ньютоннан әрі қарайғы бөлігі төбелі болды. 1845 жылғы 18 қаңтарда сору машиналарын және оларға қосымша жабдықтарды жеткізу туралы келісімшарттар жасалды, олар сол жылдың 1 шілдесіне дейін жеткізілуі тиіс еді. Тартылатын құбырларды жасауда қиындықтар туды: оларды ойықпен құю қажет болды, ал бастапқыда бұрмалану үлкен мәселе болды. Машиналарды жеткізу және құбырларды төсеу көп кешіктірілді, бірақ 1846 жылғы 11 тамызда, бұл жұмыс әлі де жалғасып жатқанда, Ньютоннан тыс төбелі учаскеде қажетті сору машиналарын жеткізуге келісімшарт жасалды. Бұл машиналар қуаттырақ болуы керек еді, бір жағдайда, ал тарту құбыры үлкен диаметрлі болуы керек еді. 1846 жылғы 30 мамырда Эксетер мен Тейнмут арасында пойыз қызметі басталды, бірақ ол GWR-ден жалдаған бу машиналарын пайдаланды. Соңғы ақырда, 1847 жылғы 13 қыркүйекте атмосфералық жүйеде алғашқы жолаушылар пойыздары жұмыс істей бастады. Атмосфералық жүк пойыздары бірнеше күн бұрын жұмыс істеген болуы мүмкін. Күн сайын төрт атмосфералық пойыз жүрді, бірақ кейіннен олар бу пойыздарын ығыстырды. Алғашында атмосфералық жүйе тек Тейнмутқа дейін қолданылды, онда бу машинасы пойызды, соның ішінде поршеньді вагонды Ньютонға дейін тартты, онда поршеньді вагон алынып тасталды және пойыз сапарын жалғастырды. 9 қарашадан бастап Ньютонға дейін атмосфералық жұмыс жүргізілді, ал 1848 жылғы 2 наурыздан бастап бұл участақтағы барлық пойыздар атмосфералық жүйеде жұмыс істеді. 1847 жылғы қыс бойы Тейнмутқа үздіксіз қызмет көрсетілді. Ең жоғары жылдамдық орташа жылдамдықпен тіркелді, ал осы кезеңде атмосфералық жүйенің екі маңызды шектеуі еңсерілді. Біріншісі – станцияларда қосымша тарту құбыры орнатылды; ол рельстен тыс орналастырылды, сондықтан стрелкалық механизмдерге кедергі келтірмейді. Поршеньді вагон оны арқанмен байланыстырды – құбырда өз поршені болуы керек еді, ал пойыз станцияға және одан әрі негізгі құбырдың басына дейін тартылуы мүмкін болды. Екінші жетістік – құбырдың тегіс кесілуі болды: жол пайдалану үшін құбырдың үстінен шаршылы қақпақ жабылатын болды, бірақ тарту құбырынан ауа шығарылғанда, қосымша құбыр кішкентай поршеньді іске қосты, ол қақпақты көтеріп, поршеньді вагонның қауіпсіз өтуін қамтамасыз етті және жол пайдаланушыларын ескертетін сигнал ретінде қызмет етті. Заманауи техникалық суреттерде тарту құбыры қалыптыдан әлдеқайда төмен орналасқан, оның үстіңгі жағы рельс басымен тең, ал ортасы ферманың ортасымен бір деңгейде. Рельс ені қалай сақталғаны туралы ешқандай мәлімет көрсетілмеген.

Construction started at once on the section from Exeter to Newton Abbot (at first called Newton); this first part is broadly level: it was the section onwards from Newton that was hilly. Contracts for the supply of the 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, 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 , and 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 the first passenger trains started operating on the atmospheric system. 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 over hauling , and when hauling
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.

Қуат жеткіліксіз сүйреу жүйесі

Пойыздар сырттай қанағаттанарлықтай жұмыс істесе де, техникалық есептеулерде қателіктер болды. Брунель Ньютонға дейінгі тегіс учаскеге және бағыттың төбелі бөлігіне арналған құбырларды белгілеген секілді, ал стационарлық двигатель қуатын және вакуумдық сорғыларды анықтағанда, оларды жеткіліксіз қуатты қылды. Белгілі бір құбырлар алынып тасталғандықтан, олардың орнына басқа құбырлар орнатылған, сондай-ақ төбелі учаскелерге құбырлар орнату жұмыстары басталды. Двигательді басқару жүйелеріне өзгерістер енгізіліп, олар жобаланғаннан 50%-ға жылдам жұмыс істеуге бейімделді. Көмірдің жұмсалуы күтілгеннен әлдеқайда көп болды – 1 шиллинг 0 пенске қарағанда 3 шиллинг 1½ пенс (ал жалға алынған GWR бу локомотивтері үшін жалдау ақысы 2 шиллинг 6 пенс болған еді). Мүмкін, бұл электр телеграфы әлі орнатылмағандықтан болды, сондықтан пойыз кешіксе де, кестеге сәйкес су сорғылау қажет болды. 2 тамызда телеграф іске қосылғаннан кейін, келесі апталарда көмір жұмсалуы 25%-ға төмендеді.

Слот жабылуындағы проблемалар

1847–1848 жылдардың қысында, сүйреу құбырының ойығын жабатын теріден жасалған клапан жұмысы бұзыла бастады. Қыстың суық күндері, жаңбырға толып, қаныққаннан кейін тері қатып қалды. Осының салдарынан, пойыз өткеннен кейін клапан дұрыс жабылмады, құбырға ауа кіріп, сорғылау тиімділігі төмендеді. Келесі көктем мен жазда ауа райы ыстық әрі құрғақ болды, тері клапан кепті, нәтижесінде сол мәселе қайталанды. Брунел терінің иілгіштігін сақтау үшін оны кит майымен өңдеді. Танин мен құбырдағы темір оксиді арасында химиялық реакция болған деген пікір бар. Буралардағы теріден жасалған тостағаншалармен де қиындықтар туды. Сарапшылар Оңтүстік Девон жүйесінде Далки желісіндегідей, клапанды жабатын темір ауа райынан қорғайтын қақпақ болмағанын атап көрсетеді. Сол желіде поршень тірегінің алдында темір пластиналар бұрылып тұратын. Оңтүстік Девонда неге осылай жасалмағаны белгісіз, бірақ жоғары жылдамдықпен мұндай құрылымға едәуір механикалық күш қажет болған және шу тудырған болуы мүмкін. Мамыр және маусым айларында жағдай одан бетер болды, клапанның бөліктері бекітілу орындарынан жыртылып, оларды дереу ауыстыру қажет болды. Самуда компаниямен жүйені күтіп ұстауға келісімшарт жасаған еді және ол ауа райынан қорғайтын жабын орнатуды ұсынды, бірақ бұл ұсыныс қабылданбады. Бұл дереу проблеманы шешпес еді, тері клапанды толық ауыстыру қажет болды; бұл сол кездегі өте үлкен сома – 32 000 фунт стерлинг тұрады, ал Самуда әрекет етуден бас тартты.

Ұсынылған сақтау

Томас Гилл Оңтүстік Девон басқармасының төрағасы болған және атмосфералық жүйемен жұмысты жалғастыруды қалаған. Осы мақсатта ол лауазымынан кетіп, 1848 жылдың қараша айында жүйені сақтап қалуға шақыратын памфлет жариялады. Оның күш-жігері нәтижесінде компания 1849 жылдың 6 қаңтарында кезектен тыс жалпы мәжіліс өткізді. Ұзақ техникалық талқылаулар барысында Гилл Кларк пен Варли атмосфералық жүйені аяқтауға және оны желінің бір бөлігінде қолдауға келісімшарт жасауға дайын екенін мәлімдеді. Гиллдің сөзіне сүйенсек, тағы жиырма бес өнертапқыш өздерінің жаңалықтарын осы жолда сынап көргісі келген. Мәжіліс сегіз сағатқа созылды, бірақ соңында дауыс беру өтті: қатысушы акционерлердің көпшілігі жүйені сақтап қалуға дауыс берді – 645-ке қарсы 567 акция. Дегенмен, акционерлердің үлкен тобы мәжіліске қатысуға ниет білдірмеген, олардың берген дауыстарымен 5324-ке қарсы 1230 дауыспен жүйеден бас тарту бекітілді. Осылайша Оңтүстік Девон темір жолындағы атмосфералық жүйе тоқтатылды.

Тышқандар

Көптеген хоббишілер тобының пікірінше, былғары жапсырманың бүлінуіне себеп болған бір фактор – майға тартылған, оны шайнаған егеуқұйрықтар. Алғашқы күндері егеуқұйрықтар тарту құбырына тартылған деген әңгіме бар, бірақ жоғарыда сипатталған төтенше жағдай жиналысында бұл туралы ештеңе айтылмады. Тарихшы Колин Дивалл теміржолда мұндай мәселелер тудырған егеуқұйрықтардың "ешқандай құжаттамалық дәлелі жоқ" деп санайды.

Wormwood Scrubs демонстрациялық желісі

Көрсету желісіндегі поршеньді шана ашық төрт дөңгелекті рельс болды. Суретте ешқандай басқару элементтері көрсетілмеген. Поршенді таситын арқалық "перч" деп аталды, ол тікелей осьтерге бекітіліп, ортасынан айналды; бекіту кронштейнінің арт жағында салмақ теңдестіргіші болды ("культер" деп аталды).

Далкей желісі

Әдеттегі пойыз құрамы екі вагондан тұратын: поршеньді вагон, ішінде күзетшінің бөлімшесі және үшінші сыныпты орындықтары бар, және арт жағында бақылау терезелері бар екінші сыныпты вагон. Бірінші сыныпты вагон болған жоқ. Күзетшінің бұрандалы тежегіші болды, бірақ басқа басқару құралы жоқ еді. Кері (төмен түсу) гравитация күшімен жүзеге асырылды, күзетшіде поршеньді бір жаққа бұруға мүмкіндік беретін рычаг болды, соның арқасында төмен түсу поршень құбырдың сыртында жасалды.

Сен-Жермен желісі

Қызметке қосылған Ле Пек – Сен-Жермен бөлімі Далкей желісімен шамамен бірдей ұзындықта болды және оның жұмыс істеу тәсілі де ұқсас еді, бірақ гравитация арқылы түсу кезінде поршень түтік ішінде болды, соның арқасында ауа қысымы жылдамдықты тежеуге көмектесті. Жоғарғы терминалда жақтаулар болды, олар арқандармен басқарылды.

Лондон мен Кройдон

Бұл екі ұшынан жүргізуге арналған платформасы бар, алты дөңгелекті вагондар еді, себебі олар екі жақты болған. Жүргізушінің орны ашық емес, вагонның ішінде болды. Ортаңғы ось серіппелі емес еді, ал поршень жинағы тікелей оған жалғанған. Жүргізушіде вакуумдық өлшегіш (көміртегі манометр) болды, ол металл түтік арқылы поршень басына қосылған. Кейбір көліктерде Мозес Рикардоның өнертабысы – жылдамдық көрсеткіші орнатылған. Тежегішпен қатар, жүргізушіде поршень алдындағы жартылай бос тарту түтігіне ауа жіберіп, тартылу күшін азайтатын өткізу клапаны болды. Бұл, көпірден 1:50 еңіспен түскенде қолданылған сияқты. Бұл рычагтар мен клапанның орналасуы Самуданың еңбегіндегі схемада көрсетілген.

Атмосфералық темір жол түтігінің дисплейлері

Дидкот теміржол орталығы, Дидкот, Оксфордшир: 1993 жылы Пайнгтон қаласының жанындағы Гудрингтон құмдарынан табылған, пайдаланылмаған Оңтүстік Девонның 22 дюймдік құбырларының үш толық ұзындығы. 2000 жылдан бері басқа көзден алынған GWR рельстерімен бірге қойылған. "Брунель" көрмесі, 2018 жылы Бристольдегі SS Great Britain кемесінде ашылды: пайдаланылмаған Оңтүстік Девонның 22 дюймдік құбырының бір толық ұзындығы. STEAM – Ұлы Батыс теміржолы мұражайы, Суиндон: пайдаланылмаған Оңтүстік Девонның 22 дюймдік құбырының өте қысқа бөлігі, бұл бөлік 1912 жылы Паддингтон қаласындағы Ұлы Батыс теміржолы компаниясының мұражайында көрсетілген деп сипатталған.

Басқа ерте қолданыстар

Екі демонстрациялық теміржол құрылысында поршень ғана емес, бүкіл вагон түтік ішінде орналастырылды. Екі жағдайда да вагондар атмосфералық қысыммен бір бағытта, ал қысымды арттыру арқылы екінші бағытта қозғалды. Екі жағдайда да мақсат – бу локомотивтерінің түтіні мен газынсыз жер астынан вагондарды жүргізу еді. Рамеллдің 1864 жылғы Кристалл сарайының атмосфералық теміржолы, оның Уотерлоо стансасынан Ұлы Шотландия сарайына дейін Темза астынан өтетін Уотерлоо және Уайтхолл теміржолына қызығушылықты арттыру үшін салынды. Аталған жобаның құрылысы 1865 және 1866 жылдары басталды, бірақ аяқталмады. Альфред Э. Бичтің 1870-1873 жылдар аралығында Нью-Йорктегі Бродвей көшесінің астында бір блокқа созылған Пневматикалық Транзиті пневматикалық жүйемен жұмыс ілуін және көше бетін бұзбайтын қазба салу әдісін көрсетті. Ауа қысымын бұрынғы орналымдарда қолданылған дискілі желдеткіштердің орнына үлкен инерциялық желдеткіш – Roots үрлегіш арқылы басқарды. Бұдан кейін ештеңе салынбады.

Аэромобиль

XIX ғасырда атмосфералық жүйені (жоғарыда сипатталған) практикалық тұрғыда жасауға жасалған талпыныстар технологиялық кемшіліктерге ұшырады. Қазіргі кезде заманауи материалдар тәжірибелі жүйе құруға мүмкіндік берді. ХХ ғасырдың соңында Бразилияның Aeromovel корпорациясы атмосфералық қуатпен жұмыс істейтін автоматтандырылған жолаушылар тасымалдағышын жасады. Жеңіл пойыздар ауа арнасын құрайтын бетонды жоғарғы қуыс арқалықтарға орнатылған рельстермен жүреді. Әрбір вагон арнаның ішіндегі шаршы пластинаға – поршеньге бекітіледі, ал олар резеңке жапсырмалармен бекітілген бойлық ойықтан өтетін мачтамен жалғасады. Желі бойында орналасқан стационарлық электр ауа сорғылары арнаға ауа үрлеп, оң қысым жасауға немесе арнадан ауа сорып алып, ішінара вакуум құруға мүмкіндік береді. Поршень пластинасына әсер ететін қысымның айырмашылығы көлікті қозғалтады. Жарықтандыру және тежеуге қажетті электр қуаты пойызға төмен кернеулі (50 В) ток арқылы, пойыз жүретін рельстер арқылы беріледі; бұл а bordo батареяларын зарядтау үшін қолданылады. Пойыздар станцияларда дәл тоқтау үшін стандартты тежегіштермен жабдықталған; егер пластинаға қысым айырмашылығы әсер етпесе, бұл тежегіштер автоматты түрде қолданылады. Толық жүктелген көліктердің жүк салмағы мен өзіндік салмағының арақатынасы шамамен 1:1, бұл дәстүрлі аналогтардан үш есе жақсы көрсеткіш. Көліктер жүргішсіз, олардың қозғалысы желі бойындағы басқару құралдарымен анықталады. Aeromovel 1970 жылдардың соңында бразилиялық инженерлер жасаған. Жүйе алғаш рет 1989 жылы Индонезияның Джакарта қаласындағы Taman Mini Indonesia Indah паркінде іске қосылды. Ол ойын-сауық паркін қамтамасыз ету үшін салынған; ол 3 км ұзындығындағы 6 стансадан және 3 пойызбен жабдықталған. 2010 жылдардың соңында жүйе жабылды. Кейіннен ол бір пойызбен дизельдік режимде жұмыс істеуге ауыстырылды және 2019 жылы қайта ашылды. 2013 жылдың тамызында екінші нысан – Метро әуежайының қосылысы ашылды. Бұл желі Порто Алегре метросының Estação Aeroporto (Әуежай станциясы) мен Salgado Filho халықаралық әуежайының 1-терминалын байланыстырады. Желінің ұзындығы 1 км, саяхат уақыты 90 секундты құрайды. Бірінші 150 жолаушыға арналған вагон 2013 жылдың сәуір айында, ал 300 жолаушыға арналған екінші вагон кейінірек жеткізілді. 2018 жылдың желтоқсанында Қытайда Aeromovel мен Қытай темір жол инженерлік тобының (CREG) бірлесіп құрған пневматикалық темір жол зерттеу және әзірлеу орталығы ашылды. Компаниялар 2017 жылдың басынан бері бірлесіп жобалар істеп келді, соның ішінде Canoas қаласы үшін ұсынылған, бірақ тоқтап қалған жүйе де бар. Гананың астанасындағы 5 желілі көтерілген жеңіл темір жол желісі ретінде жоспарланған Accra Skytrain технологиясын да пайдаланады. 2019 жылы Гана үкіметі жобаны дамыту үшін Оңтүстік Африка консорциумымен құрылыс-жұмыс жүргізу-өткізу концессиялық келісімшартына қол қойды, оның құны 2,6 миллиард долларға бағаланды. 2021 жылдың маусым айына дейін жобаның жүзеге асырылу мүмкіндігін зерттеу кезеңінен әрі жылбады. 2020 жылдың желтоқсанында Aerom компаниясы, Aeromovel технологиясына ие екені жарияланды. Жаңа желінің ұзындығы 4 стансадан тұрады.

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 people mover 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. The vehicles are driverless with motion determined by lineside controls. Aeromovel was designed in the late 1970s by Brazilian
The system was first implemented in 1989 at Taman Mini Indonesia Indah, Jakarta, Indonesia. It was constructed to serve a theme park; it is a 2 mile (3 km) loop with six stations and three trains. In the late 2010s the system was closed. It was subsequently converted to diesel operation with a single train, and re opened in 2019. A second installation, the Metro Airport Connection opened in August 2013. The line connects the Estação Aeroporto (Airport Station) on the Porto Alegre Metro and Terminal 1 of Salgado Filho International Airport. 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 December 2018 a pneumatic railway research and development centre was unveiled in China, developed by collaboration between Aeromovel and the China Railway Engineering Group (CREG). The firms had been working together on projects since the start of 2017, including a started but stalled system proposed for Canoas. The proposed Accra Skytrain, a five line, elevated light rail network in the capital of Ghana will also use the technology. In 2019 the government of Ghana signed a build–operate–transfer concession agreement with a South African consortium to develop the project, at an estimated cost of $2.6 billion dollars. as of June 2021 the project has not progressed passed the feasibility study stage. In December 2020 it was announced that Aerom, which owns the Aeromovel technology, had been selected to install the GRU Airport People Mover at São Paulo/Guarulhos International Airport. The line will be long and have 4 stations.

Жоғары жылдамдық тұжырымдамасы

Ұшу теміржол корпорациясы АҚШ-та вакуум мен ауа қысымын пайдаланып жолаушылар модулдерін биік жол бойында жылжытатын жоғары жылдамдықты атмосфералық пойыз тұжырымдамасын әзірледі. Стационарлық қуат жүйелері үздіксіз пневматикалық түтікшеде поршень алдында вакуум және поршень артында қысым жасайды, бұл түтікше фермалық конструкцияның ішіндегі рельстердің төменгі жағында орналасқан. Бос поршень жоғарыдағы жолаушылар модульдерімен магниттік байланыс арқылы қосылған; мұндай құрылым қуат түтікшесін жабуға және ағып кетудің алдын алуға мүмкіндік береді. Көліктік құрал екі параллель болат рельсте қуат түтікшесінің үстінде жұмыс істейді. Қазіргі уақытта компания 1/6 масштабты пилоттық модельді ашық ауадағы сынақ жолында пайдалануда. Жолдың ұзындығы 2095 фут (639 м) және ол 2%, 6% және 10% еңістерді қамтиды. Пилоттық модель жылдамдыққа дейін жұмыс істейді, ал корпорация толық масштабтағы жүзеге асыру жылдамдықты одан да арттыруға қабілетті екенін мәлімдейді.