Кіріспе

Монорельс немесе өндірістік монорельс термині, креслосы немесе тасымалдағышы жоғары орналасқан рельстік құрылымға ілініп тұратын немесе оның үстімен қозғалатын кез келген көлік жүйесін сипаттау үшін қолданылады. Көп танымал екі рельстік жүйеден өзгеше, монорельс деп аталған көптеген рельстік басқарылатын көлік түрлері бар, сондықтан тарихын зерттеуде нені қосу керек, ал нені қоспау керек деген мәселе туындайды. Көбінесе монорельс – бағытталған тұрақтылықты қамтамасыз ету үшін дәстүрлі рельстік көліктердегі конустық әрекетті пайдаланбайтын кез келген рельстік басқарылатын көлік деп түсініледі. Бұл рельстік теміржолдар мен фуникулерлерді қоспағанда. Тағы бір қабылданған ереже – жолдың ені көлік құралынан тар болуы керек. Cable Liner және MiniMetro сияқты биік орналасқан, тіреуге ие, кабельмен қозғалатын жүйелер әдетте монорельс саналмайды. Дәстүрлі теміржолдардың даму үлгісін ескере отырып, әртүрлі уақытта әртүрлі критерийлер мен тиімділік өлшемдері маңызды болды және әртүрлі жобалау шешімдері ұсынылды. Сондықтан, 19 ғасырдың басындағы монорельстер қазіргі заманғы үлгілерден мүлдем өзгеше болды және әртүрлі технологиялық шектеулер аясында әртүрлі өнімділік мақсаттарына бейімделген.

Алғашқы дамуы

Бір рельсті көлік құралына арналған ең алғашқы патент 1821 жылғы 22 қарашадағы Ұлыбританияның No 4618 патентімен тіркелген. Оны Генри Робинсон Палмер ойлап тапқан, ол оны «жерден белгілі бір биіктікте орналасқан, вагондардың ауырлық орталығы рельстің жоғарғы бетінен төмен болуын қамтамасыз ететін жеке рельс» деп сипаттады. Көлік құралдары рельстің үстінен, мысықтың үстіндегі екі себеттей орналасқан. Жылқымен қозғалды. 1824 жылы Лондонның Депфорд кемежайында, ал 1825 жылы Гертфордширдегі Чешунт қаласында желі салынды. «Чешунт темір жолы» деп аталған бұл желі тарихқа енді, өйткені ол әлемдегі алғашқы жолаушы тасымалдайтын монорельс және Гертфордширде ашылған алғашқы темір жол желісі болды. 1826 жылы Германиядағы Бармен мен Эльберфельд арасында желі салу үшін компания құрылды, бірақ құрылыс басталған жоқ. 19-ғасыр бойы Палмердің дизайны тұрақтандыру дөңгелектері мен қосымша рельстер қосылу арқылы жақсартылды (бұл «монорель» деген бұрыс атауға әкелді). 1829 жылы Максвелл Дик рельстің астына «қауіпсіздік рельстерін» орнатты. Ол сондай-ақ осы көлік түрінің басты артықшылығын атап көрсетті: «тіреулердің биіктігі елдің жағдайына қарай әртүрлі болуы мүмкін». Яғни, жүйе қиын жерлерді кесіп өтуге ыңғайлырақ болды. 1868 жылы Уильям Торольд М.I.C.E. жолдың ішінде немесе жанында жер деңгейінде салынатын монорельс жүйесін ұсынды. Патиала мемлекеттік монорельсті темір жолы мен Кундала аңғарлық темір жолы Үндістанда оның сипаттаған принципі бойынша салынды. 1869 жылы Дж. Хэддон Сирияда әскери мақсаттағы қайықтарды ауыстыру үшін монорельс салды. Онда жақтан бағыттаушы рельстер болды, бірақ негізінен екі тік бу қазандығы бар локомотивпен сүйретілетін себет тәрізді конструкция болды. Генерал Лерой Стоун 1876 жылы жолаушыларды тасымалдау үшін «Жүз жылдық монорельсін» көрсетті, бірақ Брэдфорд және Фостер Брук монорельсіндегі идеяны іске асыра алмады, ал 1879 жылы қазанның жарылуынан кейін ол бір жылдан соң жабылды. 1879 жылы Джозеф Стрингфеллоу Австралияда «арзан теміржол» ретінде пайдалану үшін ұқсас «бір рельсті» жүйені ойлап тапты. 19-ғасырдың соңында монорельс құрылысын қолдаушылардың бастылары Чарльз Лартиг және Ф. Б. Бехр болды. Лартиг эспарто шөптерін тасымалдау үшін, қашырлар мен түйелердің орнына, Альжирде Палмер монорельстерін құрастырды, бірақ қозғалтқыш күші «жануар» деп тіркелді. Ол өз идеяларын Париж (1884), Вестминстер (1886), Тур (1889), Санкт-Петербург (1894), Лонг-Айленд (1894) және Брюссельде (1897) көрсетті. Бехр Ливерпуль мен Манчестер арасындағы жоғары жылдамдықты монорельс жобасын ұсынды, бірақ қаржылық қолдау болмағандықтан құрылыс басталған жоқ. Лартигтің ең танымал монорельсі – Ирландиядағы Листовел және Баллибунион темір жолы, ол 1888 жылдан 1924 жылға дейін жұмыс істеді. Бұл темір жолдың бір бөлігі сақталған және туристік нысан ретінде пайдаланылады. Соңғы Лартиг конструкциясы 1924 жылы Лос-Анджелестің солтүстігінде 100 шақырымдай жердегі Кристалл Хиллстегі магний кеніші мен Калифорния штатының Трона қаласындағы теміржол торабы арасында салынды. Бұл бензинмен жұмыс істейтін локомотивтерді пайдаланды және рельсті ағаштан жасалған А-тұғырларға орнатты.

Ауыстырмалы және велосипедтік теміржолдар

1886 жылы Enos Electric Company компаниясы Нью-Джерси штатының Джерси-Сити қаласының Гринвилл ауданындағы Daft Electric Light Company компаниясының аумағында аспалы монорельсті көрсетті, ол сыртқы түрі жағынан қазіргі заманғы монорельстерге жақын болды. Бірақ осы дәуірдегі ең танымал аспалы монорельс – Эуген Лангеннің 1901 жылы іске қосылған Вуппертал қаласындағы «Schwebebahn» немесе «Жүзуші темір жолы» болды. Вуппертал монорельсі Вуппер аңғарында жүреді, онда дәстүрлі темір жол салу өте қиын. Пальмер монорельсі сияқты, аспалы монорельс таулы және қиын жерлерде тиімді шешім болып көрінеді, бірақ трассаның көп бөлігі жақсы жағдайда болғандықтан, ол жиі жақсы нәтиже бермейді. Осы типтегі монорельстің нишасы – таулы аймақтардағы қысқа учаскелер, мысалы, Пиренейде Siemens компаниясы Ria Copper Co. үшін салған жүйе. Бұл мысалда регенеративті тежеу жүйесі қолданылды, яғни төмен түсетін вагондардың өндірген энергиясы бос вагондарды тауға қайта көтеруге жеткілікті болды. 1890 жылы Лонг-Айлендте Бойнтон велосипед темір жолы салынды. Бұл темір жолдың жобасын кейін Кубаның көрнекті мемлекет қайраткері Хосе Рамон Виллалон жасады. Ол жердегі рельстің үстінен өтетін қосымша тұрақтандыру рельсіне екі қарама-қарсы дөңгелекпен тіреліп, бір рельс бойынша қозғалды. Темір жол тек екі жыл ғана жұмыс істеді, бірақ оның дизайны басқа жерлерде де қолданылды. 1908 жылы Эльфрик Уэллс Чалмерс Керни (1881–1960) көктемдік механизмдері бар жоғары тұрақтандыру рельсімен монорельс жобалады. Бірақ автомобиль жасалса да, ол пайдалануға берілген жоқ. 1910–1914 жылдары Говард Х. Тунис жобалаған монорельстік жүйе Нью-Йорк қаласының Бронкс ауданындағы Пелхам Парк және Сити Айленд темір жолында қолданылды. Монорельстің алғашқы сапарында, жүргізуші басында болған көлік тіреу рельсінен сыға қалыпты. Нью-Йорк газеттерінің кейбіреулері оқиғаны үлкен апат деп қате баядады, бірақ шындығында бір жолаушы ғана жеңіл жарақат алды. Көлік тез жөнделіп, монорельс 1911 жылдан 1917 жылға дейін қауіпсіз түрде жүріп тұрды. Бірақ Бірінші дүниежүзілік соғыс басталғанда әскерилер оны бұзды, себебі Сити Айленд маңындағы терминал қажеттілік үшін алынды. 1926 жылы Джордж Бенни винттік жетегі бар аспалы монорельс жобалады, ол темір жолдың қауіпсіздігі мен сенімділігімен бірге ұшақтың жылдамдығына ие болуын мақсат етті. Оған «Бенни теміржолы» деген ат берілді. 1929 жылы Глазго қаласының жанында демонстрациялық үлгі салынды, бірақ жүйе Ұлыбританияда одан әрі дамытылмады. Ресей 1930 жылдары «Бенни теміржолына» ұқсас жүйеде жұмыс істеді және тіпті Түркістан арқылы сағатына 180 миль жылдамдықпен 332 мильдік желі құруды жоспарлады. Олардың жүйесі бірегей болды, өйткені бір рельске орнатылған екі вагоны болды және қажет болған жағдайда өзендерді кесіп өту үшін рельстен түсіп, амфибия ретінде жүзе алатын еді, содан кейін екінші жағынан қайта рельске орналасатын болды. Бұл жүйенің элементтері Мәскеуде сынақтан өткізілді, бірақ Ресей үкіметі оның орнына дәстүрлі темір жол жүйесін салды.

Гиромонорельс

Бәлкім, нағыз монорельс – Луи Бреннан, Август Шерл және Пётр Шиловский дербес әзірлеген Гиромонорельс қана болды. Бұл – гироскопқа негіделген тепе-теңдік жүйесі арқылы тік тұра алатын нағыз бір рельстік пойыз. Олардың барлығы толық көлемді прототиптермен көрсетілді, бірақ Бірінші дүниежүзілік соғыс дамуын тоқтатты. Бреннанның жобасы Үндістанның Солтүстік-Батыс шебі үшін мұқият қарастырылды, ал 1921 жылы КСРО үкіметі Ленинград пен Царское Село арасында Шиловский монорельсін салуды ұсынды. Құрылыс басталғаннан кейін көп ұзамай қаржы таусылды. 1930 жылдардың басында Нью-Йорк қаласы АҚШ-тағы алғашқы монорельстік жүйені қарастырды. 2018 жылы гироскопиялық рельс вагонының дизайны неміс мобильділігі сыйлығында бірінші орын алды. 2020 жылы әзірлеушілер прототип жасау үшін 3,6 миллион еуро мемлекеттік қаржыландыру алды және 2022 жылы сынақтар басталуы мүмкін деп күтілуде. Көлік құралдары қолданыста болған, бірақ қазіргі таңда тасталған теміржол желілерінде жүруге арналған, олар қолданыстағы рельстерде бір-бірінен өтеді.

"Дөңгелек болаттан жасалған" монорельстің дамуы

Жоғарыда аталған көліктер (әлі толыққанды қызмет ететін Вупперталь монорельсінен басқа) қазірде тарихи ескертулерге айналды. Монорельстің қиын таулы жерлерді басып өту артықшылығы, теміржол желілерінің жаңа аймақтарда кеңейтілу кезеңіне қатысты болды, бірақ көп жағдайда дәстүрлі теміржол тиімдірек шешім болды, тек бірнеше арнайы жағдайларда ғана монорель қолданылды. Монорельдік жолдар көбінесе 60 мильден аспайтын, тіпті одан да қысқа болатын. Соңында автокөлік монорельді оның сирек кездесетін қолданылу салаларынан ығыстырды. Осы ерте кезеңдегі монорельдерде, дәстүрлі теміржолдардағыдай, дөңгелектер болаттан жасалған, бірақ кейбір монорельдер тұрақтандыру рельсіне қарсы қызмет ете отырып, жабысу қасиетін арттырып, үдеуді, тежеуді және тауға көтерілуді жақсартатын.

Қазіргі заман: екі жақты арқалықтар

Автомобиль технологиясының дамуы Палмер мен Лартигтің еңбектеріне шамалы ғана қарызды жаңа монорельс класын құрады. Бұл көліктер бетонды арқалықтарға ілініп тұрады немесе олардың үстінен өтеді, жақсырақ ұстау үшін және дөңгелектердің болатқа тигендегі шуды азайту үшін пневматикалық шиналарды пайдаланады. Олар дәстүрлі теміржолдарға қарағанда басқарылатын автобустарға көбірек ұқсайды. Арқалық, әуедегі жолға немесе теміржолға қарағанда көзге аса түспейді, ал қазіргі заманғы жобалар тығыз қала орталықтарындағы жол өту құқығы мәселелерін шешуге, туннель қазуға қарағанда төмен құнмен мүмкіндік береді.