Кіріспе

Мейгс жоғары темір жолы – 19 ғасырдағы тәжірибелік, бірақ сәтсіз жоғары орналасқан, бу күшімен жұмыс істейтін қалалық жылдам көлік жүйесі. Көбінесе монорельс деп сипатталғанмен, техникалық тұрғыдан алғанда электрлі үшінші рельске дейінгі кезеңдегі жүйе болған. Оны АҚШ-та Джозеф Винсент Мейгс (Джо Мейгс немесе Джо Винсент Мейгс деп те аталған), Массачусетс штатының Лоуэлл қаласынан шыққан адам ойлап тапты және 1886 жылдан 1894 жылға дейін Бостон қаласының шығыс Кембридж деп аталатын маңындағы ауданда көрсетілді.

Джо Мейгс

Джозая Винсент Мейгс, "Джо" деп танылған, Теннесси штатының Нэшвилл қаласындағы жақсы байланыстары бар кәсіби отбасында дүниеге келді (оның адвокат әкесі Авраам Линкольннің досы болған). Ол Американ Азамат соғысы кезінде Одақ армиясының капитаны болды және түсті артиллериялық батарея үшін қара түсті әскерлерді жинауға рұқсат беру үшін Президент Линкольнге тікелей үндеді. Бұл соғыста қызмет еткен алғашқы осындай бөлімше болды. Соғыстан кейін ол Вашингтонда заңгер болып жұмыс істеді. Ол жерде ол әріптес ардагер, генерал Бенджамин Батлермен жақын дос болып, екеуі бірге Массачусетс штатының Лоуэлл қаласына көшіп, жанындағы үйлер салды. Батлер ықпалды штат саясаткері болды және 1882 жылдан бастап губернаторлық қызметін атқарды. Джо Мейгс өзін қабілетті өнертапқыш ретінде көрсетті, ол Мигс мылтығын жасады, сондай-ақ бірнеше атыс қаруларына патент алды. 1880 жылғы АҚШ халық санағында және 1889 жылғы Лоуэлл қалалық анықтамалығында оның кәсібі өнертапқыш деп көрсетілген.

Компания

Джо Мейгс өзінің жылдам транзит жүйесін 1870-ші жылдардың басында ойлап тапты және оны 1875 жылы патенттеді. 1872 жылы Англияда салынған "Альдершот" тар телімді аспалы темір жолын салыстырып қараңыз. Массачусетс штатындағы әлеуметтік байланыстарын пайдалану арқасында ол, өзінің досы генерал Батлерді қоса алғанда, айтарлықтай қолдау тапты. Сөйтіп, екеуі 1881 жылы Батлер президенті болған "Мейгс жоғары теміржол компаниясын" құрды. Компания өзінің кеңсесін 225 Бридж-стритте (қазіргі Монсиньор О'Брайен тас жолы) Шығыс Кембридждегі өнеркәсіптік аймақта, бұрын "Бей-Стейт-Глас" компаниясының жұмыстары орналасқан жерде ашты. Одан кейін ол Бостон қаласының және оның маңындағы аудандардағы жылдам транзит желілерін салуға рұқсат беру үшін мемлекеттік жарғы алу үшін лоббилеуді бастады. Компания 1884 жылы мемлекеттік заң бойынша тіркелді. Бөлінген акционерлік капитал 200 000 АҚШ долларын құрады (2020 жылғы шамамен 5 000 000 АҚШ доллары). Алайда компания әлі де ашық түрде құрылыс жүргізуге құқылы емес еді, себебі жарғы қала шегіндегі кез келген құрылыс үшін Бостон қалалық кеңесінің мақұлдауын талап етті. Оның орнына, Шығыс Кембриджтегі жерде қысқа сынақ желісін салуға рұқсат берілді. Мәтінде мынадай шарт қойылған: Бостон қаласында жолдың кем дегенде бір милі салынған және пайдалануға берілгенше, сондай-ақ құрылыстың қауіпсіздігі мен беріктігі, вагондар мен жылжымалы құрам темір жол комиссиясының кеңесі немесе олар тағайындайтын білікті инженерлермен тексеріліп, бекітілгенше, жол орналасуы туралы өтініш қабылданбайды. Мейгс өзінің жобасын өзгертті және 1885 жылы жаңа патент алды.

Жылжыту

1887 жылғы 4 ақпан күні түнде, өрт шығып, Мейгстің вагондар сақталатын үйін толығымен жойды, сондай-ақ тәжірибелік вагоны да өртеніп кетті. Локомотив пен цистерна (тендер) құтылып кетті. Мейгс өрт салдарынан 10 000 долларлық (2020 жылғы шамамен 250 000 доллар) зиян келгенін мәлімдеді, оның фотосуреті сақталған. Мейгс қалалық көлік жүйесінің қалай жұмыс істейтінін толыққанды түсіндіретін, диаграммалар мен статистикалық мәліметтермен толықтырылған еңбегін жазды және оны «Мейгс теміржол жүйесі: қалыпты тәжірибеден айырмашылықтарының себептері» деп атады. Бұл еңбек 1887 жылы жарық көрді, ал 1888 жылы жеке басылым түрінде «Мейгс теміржолының механикасы» атты кітабы шықты. Дегенмен, Бостоннан тыс ешбір қалалық жедел көлік компаниясы бұл жүйеден пайдаланбады. Чикаго қаласындағы Лейк-стрит жоғары теміржолы 1888 жылы құрылған кезде оны пайдалануға ниеттенген, бірақ құрылысты бастамас бұрын саясатын өзгертті және стандартты жобаны таңдады. Сол жылы Францияның Париж қаласында Шарль Тирионның «Жаңа әуе теміржолы монорельс жүйесі» атты еңбегі жарық көрді, бұл жүйеге қызығушылық танытты. Бірақ бұл да нәтижесіз аяқталды. Бұл кітапта «монорельс» термині осы жүйеге қатысты алғаш рет қолданылған. Сондай-ақ, Массачусетс жарғысы 1888 жылы жаңартылды, бірақ сол жылдың желтоқсан айында Бостондағы алғашқы электрлік трамвай желісі ашылды. 1891 жылы Шығыс Кембридждегі тәжірибелік мекеме уақытша тоқтатылды. Мейгс Бостоннан Кембриджге дейінгі желісі үшін үгіт-насихат жұмыстарын жалғастырды, бірақ жаңа электрлік жетектің пайда болуына қарсы болды. 1893 жылы ол «Нағыз жедел көлік» атты кітапшасын жариялады, онда метро құрылысын және электр қуатын пайдалануды қабылдамады, бу машиналарының тиімдірек екенін мәлімдеді. Сол жылдың сәуір айында Кембриджтегі тәжірибелік пойыз бір рет сынақ сапары жасады, ол оның соңғы сапары болды. Желі 1894 жылы демонтаждалды, себебі ол өзінің міндетін орындаған және Мейгс жақын арада Бостоннан Кембриджге дейінгі желі құрылысын бастауды күткен. Мейгс жоғары теміржолының сәтсіздікке ұшырауының себебі Бостон инвесторларының қарсылығы болды. Бостон жоғары теміржолы стандартты жүйеге оралғаннан кейін қаржылық мәселе шешілді және 1901 жылы жолдың бірінші бөлігі ашылды. Джо Мейгс 1907 жылы Чарльзтаундағы үйінде инсульттан қайтыс болды және унитарий шіркеуінің қағидалары бойынша жерленді.

Есте сақтау

Мейгстің жүйесі екі төменгі жүк көтергіш рельсті және орталық ұстағыш сүйреу рельсін қамтиды, бірақ ол жарияланған көздерде монорельс деп аталып келгенімен, шын мәнінде монорельс емес. Ол Lartigue монорельсіне сырттай ұқсас, бірақ Lartigue жүйесінде керісінше – орталық жүк көтергіш рельс және екі төменгі бағыттаушы рельс болған. 1876 жылы Кембридж тарихи комиссиясы тарихи маңызы бар ғимараттарға көк овал пішіндес тарихи белгілер орнату науқанын бастады. Олардың бірі ескі Генуя қаптау компаниясының ғимаратына орнатылды, 225 нөмірдегі (Alles ғимараты) емес, оның жанындағы 221 нөмірде. Бұл ғимарат 2013 жылы бұзылып, Marriott желісіне жататын Fairfield Inn & Suites қонақ үйімен ауыстырылды. Белгі қайтадан орнатылмады және комиссия оны "қазіргі уақытта орнатылмаған белгі" деп тіркеген. Белгіде былай деп жазылған: "Мейгстің тәжірибелік темір жолы. Жүсіп В. Мейгс, өнертапқыш және кәсіпкер, Бостон қаласында жылдам көлік жүйесі үшін арналған бумен жұмыс істейтін көтерілген монорельсті пойызды сәтті сынақтан өткізді. 1886 жыл". Джо Мейгстің жүйеге қатысты қағаздары мен суреттерінің, хат алмасулары мен генеалогиялық материалдардың кең жинағы Йель университетінің Стерлинг мемориалдық кітапханасының қолжазбалар және мұрағат бөлімінде сақтаулы. Оның 1854–66 жылдарға арналған ертедегі жазба кітабында жүйенің бөліктерінің алғашқы эскиздері бар және ол MIT кітапханаларының жинағының бір бөлігі болып табылады.

Маккедің үш рельсті жүйесі

Мейгс жүйесі 1888 және 1891 жылдар аралығында Бостон қаласы үшін ұсынылған, үш рельстік бәсекелес жүйе болды және Массачусетс штатының заң шығарушы органы оны талқылады. Мейгс жүйесінен өзгеше, оның демонстрациялық желісі салынған жоқ. Онда екі жүк көтеретін рельс және олардың арасындағы ойыста орналасқан үшінші тарту рельсі болды, ал тік қозғалтқыш дөңгелектері рельске айналып жатқан жиектерімен бекітілген.

Шолу

Келесі сипаттамадағы блок-сытырмалар 1886 жылғы Scientific American мақаласынан алынған, ал сипаттама осы мақалаға негізделген. Жүйені жобалаудың негізгі қағидасы – жолдың көше деңгейіндегі ізін мүмкіндігінше тар ету болды, бұл дәстүрлі қалалық биік теміржолдардың тудырған көлеңкелеу мәселесін азайтуға бағытталған. Бұл өздігінен тұрған, әртүрлі биіктіктегі темір қабырғалардың бір қатарын және оларды жалғастыратын бір-бірімен көлденең арқалықтарды қамтыды. Бұл арқалықтардың үстінде бір-біріне жақын орналасқан екі жүк көтеретін рельс болды. Олардың арасында қалың үшінші рельске тіреу беретін қысқа тіреулер қатары орналастырылған. Әрбір жылжымалы құрам (локомотив, тендер немесе жолаушылар вагоны) төрт доңғалақты екі шассиден (немесе bogies) тұрды. Бұл доңғалақтар жүк көтеретін рельстерге орналасу үшін ішкі жағына бұрылған. Сонымен қатар, әр шасси жоғарғы рельсті қысып тұратын серіпті екі доңғалаққа ие болды. Қозғалмайтын көліктерде бұл тұрақтылық пен тежеу үшін болса, локомотивте олар қосымша жылдамдық берді. Бұл орталық рельс жүк көтергіш емес еді. Қысқыш механизмі пойыздарға тік беткейлерді жеңуге мүмкіндік берді. Жылжымалы құрамның пішіні, локомотивтерді қоса алғанда, көлденең цилиндрлер тәрізді болды, цилиндрлердің жиектері дөңгелектелген. Бұл – аэродинамикалық пішін берудің алғашқы мысалы, ол жарнамада да көрсетілді:

Бұл жүйе жер үсті және биік теміржолдар үшін де қолданылады. Оны салу әдеттегі жолға қарағанда арзан, себебі жылжымалы құрамның конструкциясы жердің контурын жақыннан ұстауға мүмкіндік береді. Қаладағы биік жол ретінде, тұрақты құрылым әдеттегідей жарық пен ауаға кедергі келтірмейді. Вагон мен локомотивтің ауырлық орталығы мүмкіндігінше төмен түсіріледі, осылайша жел қысымынан туындайтын тетік әсері азаяды. Поезддің сыртқы бетінің тегіс болуы желге қарсы кедергіні азайтады және жоғары жылдамдыққа мүмкіндік береді.

Тұрақты жол

Келесі сипаттама күтілетін стандартты темір конструкцияға арналған. Тәжірибелік желі көрсеткендей, құрылыстың көп бөлігі ағашпен (ағаштан жасалған) алмастырылуы мүмкін еді. Қуыс темір тірек бағаналар екі С пішіндес табанды арқалықтан құрылып, екі белдік арқылы біріктірілген. Бұл бағаналар тұрақталмаған, яғни тіреуіштерсіз болу керек еді. Пойыздар жүретін тұрақты жол, ең алдымен, бағаналардың үстіндегі бір темір конструкциялық тірек арқалықтардан тұратын. Бұлардың үстіне жүк көтергіш рельстер бекітілетін, одан тар рельстер немесе жол арқалықтары (осылай аталатын) орнатылатын. Әрбір жол арқалығының екі жағына жоғары қаратылған U пішіндес арқалықтар қадалып, ұзындығы бойымен ағаш қабырғалармен толтырылған. Қабырғалардың жоғарғы сыртқы жиектері 45 градусқа бейімделген, ал рельстер осы бейімделген беттерге бекітіліп, сол көлбеулікпен бұрылатын. Рельстер, қабырғалар және жол арқалығы бір-бірімен толық өтетін бұрандалармен бекітілді. Жүк көтергіш рельстердің арақашықтығы сыртқы жиектерінен 22,5 дюйм (57 см) құрады. Тірек арқалықтары да тіреуіштерсіз болды. Жол арқалықтары 42 дюйм (107 см) биіктіктегі қысқа тіректермен бөлінді, олар тірек арқалықтарына орналасып, орталық тартыс рельсін (сондай-ақ жоғарғы жол арқалығы деп аталады) ұстап тұрды, ол 17,5 дюйм (44,5 см) қалыңдықпен есептелген. Бұл қалыңдық екі жағына бекітілген, тозығанда ауыстырылатын темір жолақтарды қамтиды, олардың арқасында әр жағының төменгі бөлігінде ойық қалдырылған. Көлденең ұстағыш дөңгелектерінің фланецтері осы ойықтарға орналастырылған. Тірек тіректері диагональды фермалармен күшейтілді, бұл тәжірибелік желінің суреттерінде көрінеді. Тәжірибелік желіде айырықтар болған жоқ, сондықтан олар тек баспа бетінде ғана кездеседі. Күпірдің айырық жүйесі қарастырылған: айырық ауыстырғышы күшті ілмекке бекітілген, бағаналардың біріне бұрылатын бір ауыстыру бөлімінен тұрады. Ауыстырғыштың бос ұшының төрт немесе бес футқа (1,2-ден 1,5 метрге дейін) жылғалысы бір жолдағы вагондар мен тіркемелерге екінші жолдың соңын өткізіп беруге жеткілікті болды. Бос ұшы тірек рельсте қозғалатын роликтері бар вагонмен жылжыды. Ауыстырғышты іске қосу және оны бекіту үшін қолайлы механизм қарастырылған. Бұл механизмді қолмен басқару қажет болды. Тәжірибелік желіде де, жарияланған суреттерде де тұрақты жолды тексеру және күтіп ұстаудың әдеттегі тәртібі туралы ешқандай ақпарат берілмеген, төмендегі көшеде баспалдақтар немесе мұражайлар орнатылмаған.

Дөңгелек жүйесі

Әрбір жылжымалы құрамда екі жүк көлігі немесе арба болды, олардың әрқайсысында төрт фланцелі жүк көтергіш дөңгелектер бар. Соңғыларының басты ерекшелігі – олар тік емес, ішке қарай бұрышталған болуында еді: әр жүк көлігі көлденең тікбұрышты, қапталған темірден жасалған, құйма темір бөлшектермен нығайтылған және астыңғы жағына бекітілген қатты тұғырлардан тұрады, оларда дөңгелектерге арналған қысқа осьтер орналасқан. Әр жүк көлігінің төрт дөңгелегі шамамен 45 градус бұрышпен орналасқан. Дөңгелек осьтері бекітілгендіктен, подшипниктер дөңгелек орталықтарында болды. Сонымен қатар, әр жүк көлігінде екі жұп жүк көтергіш дөңгелектердің арасында орналасқан екі жұп көлденең тұтқалы дөңгелектер болды, олардың арақашықтығы шамамен 4 фут (1,2 метр) құрады. Бұл тұтқалы дөңгелектердің диаметрі 107 см, ал қалыңдығы 9 см болды. Екі дөңгелек бір-бірімен байланыстырылмағандықтан, тәуелсіз айналды. Олардың төменгі жиектерінде фланцтар болды, бұл фланцтар орталық сүйреу рельсінің бүйіріндегі ойыстарға сәйкес келді. Дөңгелектердің тік осьтері рамаға бекітілген қорап тәрізді иінтіректерге орналасқан, олардың ішінде дөңгелектерді рельске қарсы итеру үшін серіппелер болды. Дөңгелектердің функциялары, біріншіден, көлікті кез келген аударылу қозғалысынан тұрақтандыру, екіншіден, гидравликалық тежегіш жүйесінің бөлігі болу еді. Мейгс дөңгелектердің тежегіш күші жеткілікті деп есептеді, бірақ жүк көтергіш дөңгелектерге де тежегіштер қосылуы мүмкін екенін айтты. Тұтқалы дөңгелектердің фланцтары көлікті жолға міцкеп ұстап тұру үшін, оның құлауына жол бермеуге тиіс болды. Дегенмен, жүк көлігінің рамасы да дөңгелек құрамының бұзылуына қарсы шара ретінде жабдықталған: егер дөңгелектердің бірі немесе барлығы сынып кетсе, көліктің аударылуына немесе жолдан шығуына жол бермес үшін, қозғалмайтын, бірақ жолдан шыға алмайтын мықты табандық қарастырылған. Көлденең тұтқалы дөңгелектердің конструкциясы локомотивтегі жеке тарту дөңгелектерінде де қолданылды. Көліктің астыңғы бөлігі екі шасси рамасынан тұрады, олар көліктің корпусы орналасқан және еденге бекітілген бүйірлік фермалармен байланысқан. Әр шасси рамасында ауыр спиральді серіппелер орналасқан төрт тік түтік болды, олар еден құрамының астына бекітілген серіппелік ұяларға орналасқан. Шасси рамасы жүк көлігінің рамасына орталық бұрылыс штырғы арқылы бекітілген, ол иінтіректерге бекітілген таяқшалармен тұрақтандырылған, бұл шассидің жүк көлігінде еркін айналуына мүмкіндік берді. Бұрылыстарда жүк көліктері тұтқалы дөңгелектерде бұрылып, конструкцияның өте тар бұрылыстарға мүмкіндік беретіні айтылды: Барлық жүк көлігі дөңгелектерінің тәуелсіз қозғалысының арқасында бұрылыстарды өте жақыннан ұшталды, сондықтан 50 фут радиусты бұрылыстар арқылы өтетін автомобиль дөңгелектерінің сүргісінің өсуі толық өлшемдегі модельде байқауға немесе өлшеуге тым аз болды. Көліктің осы конструкциясы 50 фут (15 метр) ұзындықтағы көлікті ені 28 фут (8,5 метр) болатын бір көшеден дәл осындай ені бар екінші көшеге шығуға мүмкіндік берді.

Жолаушылар көлігі

Көлік вагонының едені 5 дюймдік (12,7 см) C-тәрізді арқалықтардан құралған. Ұзындығы 51,16 фут (15,6 метр), ені 7,5 фут (2,3 метр) болған. Цилиндрлі корпус 3,26 метр диаметрлі шеңберге иілген жеңіл темір T-тәрізді арқалықтардан жасалған. Жарнама автомобильдің жоғары деңгейлі жабдықталуын баса көрсетті:

Көліктер сыртқы және ішкі жағынан көптеген жаңа мүмкіндіктерге ие. Дөңгелек қимасы мен дөңгеленген ұштары материалдың артық салмағынсыз ең мықты құрылымды қамтамасыз етеді. Корпустың қаңқасы ішкі кеңістіктің барлығын жабатын, қалың тігіспен жабылған панельдермен толтырылған. Сыртқы жағы қағаз және мыспен қапталған. Бұл форма күшін арттыра отырып, желдің қарсылығын үштен бір бөлігіне дейін азайтуы күтілуде. Вагонның іші жарық, кең және көзді қуантады. Орындықтар вагондағы қалған бөліктер сияқты тігілген, жайлылық пен сәнділік әрбір егжей-тегжейлі зерделеніп жасалған. Әр терезенің алдында шаңның кедергісінсіз желдетуді қамтамасыз ететін арнайы құрылғы орнатылған. Вагонда өткір бұрыштар жоқ, сондықтан ауыр апат болған жағдайда жолаушылардың ауыр жарақат алу қаупі азаяды. Қыста жылыту немесе дыбысты оқшаулау туралы ешқандай мәлімет жоқ. Мыспен қапталғандығына қарамастан, өрттен зардап шеккен фотосурет тәжірибелік модельде пайдаланылған металл арзан және төмен балқу температуралы екенін көрсетеді. Вагонның екі жағында екі қатар тікбұрышты терезелер орналасқан, олардың жақтаулары шеңберлер арасына бекітілген. Вагонның ұштарында кіру-шығу үшін ашық платформалар мен шатырлар бар, ал жолаушылар серіппелі жабылатын шыны панельдері бар айналмалы есіктер арқылы вагонның ішіне өтеді. Жарықтандыру майлы шамдармен жасалған. Екі жағында да жұмсақ тігілген және төселген орындықтар қатарластырылған, олардың арқалары цилиндрдің қисығына сүйеніп тұрды. Сонымен қатар, басты ось бойымен айналатын немесе шаштараздық орындықтар тізбегі орналасқан. Еденде кілем төселген. 72 адамға орын бар екенін көрсететін сурет сақталған. Тұрып саяхаттауға ешқандай мүмкіндік болмаған, ұстануға ештеңе жоқ еді.

Тендерлік

Тендер локомотивтен толығымен бөлек көлік құралы болды, ол тек біріктіргіш арқылы байланысты, бұл түсірілген суреттерде көрінеді. Оттықшының локомотивтің оттыққа көмір алуы үшін төмендегі көшеге түсіп кетпеуіне қатысты шаралар сипатталмаған. Бұл көлік жолаушылар вагонының стилінде жасалған, бірақ соңғы платформалары болмаған және ұзындығы 24,5 фут (7,5 метр) болған. Оның екі жағында да терезелері бірдей, бірақ әр қатарында алтыдан терезе болған. Ішінде су резервуары, көмір сақтағышы және "басқа да мақсаттарға арналған қосымша орын" болған. Жүк тасымалы мүмкіндігі туралы нақты айтылмаған.