Железнодорожная тяга с использованием атмосферного давления.

Введение

Железнодорожная система движения с использованием атмосферного давления

Атмосферная железная дорога использует разницу в давлении воздуха для обеспечения тяги железнодорожного транспортного средства. Стационарный источник энергии может таким образом передавать мощность транспортному средству, устраняя необходимость в мобильном оборудовании для выработки энергии. Давление воздуха или частичный вакуум (то есть отрицательное относительное давление) может передаваться транспортному средству по непрерывному трубопроводу, в котором транспортное средство несет поршень, движущийся внутри трубы. Для крепления поршня к транспортному средству требуется герметичный разъем. Альтернативно, все транспортное средство может выступать в качестве поршня в большой трубе или быть электромагнитно связано с поршнем. В начале XIX века было предложено несколько вариантов этой концепции, и ряд практических конструкций был реализован, но все они столкнулись с непредвиденными недостатками и были прекращены в течение нескольких лет. Современная запатентованная система была разработана и используется для коротких расстояний. Одним из примеров является соединение метро с аэропортом в Порту-Алегре (Бразилия).

История

В первые дни железных дорог отдельные вагоны или составы приводились в движение мускульной силой человека или лошадей. С развитием понимания механической тяги были разработаны локомотивы – «железные кони». Они имели серьезные недостатки: будучи значительно тяжелее используемых вагонов, они часто ломали рельсы. Кроме того, недостаток сцепления (то есть пробуксовки) на контакте стального колеса и стального рельса был проблемой, например, при испытаниях на Килмарнокской и Тронской железной дороге. Многие инженеры обратили внимание на передачу мощности от стационарного источника, стационарного двигателя, к движущемуся поезду. Такой двигатель мог быть более прочным и, благодаря большему пространству, потенциально более мощным. Решением для передачи мощности, до появления практического электричества, стало использование либо кабельной системы, либо пневматического привода.

Медхерст

В 1799 году Джордж Медхерст из Лондона обсуждал идею транспортировки грузов по чугунным трубам с помощью пневматического давления, а в 1812 году предложил перемещать пассажирские вагоны по туннелю, нагнетая в него воздух. Медхерст предложил две альтернативные системы: либо сам вагон являлся поршнем, либо труба была относительно небольшого диаметра с отдельным поршнем. Он так и не запатентовал свои идеи, и дальнейшего развития они не получили.

Теперь и атмосферные

Линия L&CR отклонялась к юго-западу от переезда Норвуд (тогда называвшегося Jolly Sailor, по имени расположенной там гостиницы) и нуждалась в пересечении с линией L&BR. Атмосферный трубопровод делал это невозможным на одном уровне, поэтому был построен эстакадный мост для обеспечения пересечения – это был первый подобный пример в мире железнодорожного транспорта. Эстакада представляла собой деревянный виадук с уклоном 1 к 50. Аналогичный эстакадный мост планировалось построить на переезде Корбетс-Лейн, где дополнительная линия L&CR должна была располагаться к северо-востоку от существующей линии, но этот проект так и не был реализован. Между Форст-Хиллом (тогда называвшимся Дартмут-Армс, также по имени местной гостиницы) и Вест-Кройдоном была установлена тяговая труба диаметром 15 дюймов. Хотя Самуда осуществлял контроль за установкой атмосферного оборудования, метеорологический клапан – шарнирная железная пластина, закрывавшая кожаный золотниковый клапан в установке в Далки – был исключен из проекта. В L&CR был инженер по атмосферным технологиям, Джеймс Пирсон. Компания Maudslay, Son and Field поставила три паровых двигателя мощностью 100 л.с. и насосы для Дартмут-Армс, Jolly Sailor и Кройдона (позже Вест-Кройдона), и для них были возведены сложные машинные дома. Они были спроектированы в готическом стиле У. Х. Брэкспиром и имели высокие дымовые трубы, которые также служили для отвода эвакуированного воздуха. На линии была установлена двухстрелочная электрическая телеграфная система, позволявшая сотрудникам станций сигнализировать удаленному машинному отделению о готовности поезда к отправлению. Этот участок, от Дартмут-Армс до Кройдона, начал функционировать по атмосферной системе в январе 1846 года. Тяговая труба и кронштейн поршня были выполнены с учетом направления движения; то есть закрывающая пластина шарнирно крепилась только с одной стороны, а кронштейн, поддерживающий поршень, был изогнут для минимизации необходимого открытия пластины. Это означало, что поршневой вагон нельзя было просто повернуть на поворотном круге в конце маршрута. Вместо этого он был двухсторонним, но поршень вручную переносился на новый передний конец. Сам поршневой вагон приходилось перемещать вручную (или с помощью лошадиной тяги) к переднему концу поезда. На станции Дартмут-Армс платформа была островной, расположенной между двумя линиями с паровой тягой. Кубитт разработал специальную систему стрелочных переводов, позволявшую атмосферному поршневому вагону въезжать на обычный путь. Инспектор Торгового совета, генерал Пасли, посетил линию 1 ноября 1845 года для одобрения ее открытия. Газета The Times опубликовала репортаж об этом событии: специальный поезд отправился из Лондонского моста, запряженный паровым локомотивом; в Форст-Хилле локомотив был отсоединен и:

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:

поршневой вагон был прицеплен, и поезд оттуда приводился в движение атмосферным давлением. Поезд состоял из десяти вагонов (включая вагон, к которому был прикреплен поршень), и его вес превышал пятьдесят тонн. В семь с половиной минут второго поезд покинул точку остановки в Дартмут-Армс, и в восемь с четвертью минут второго поршень вошел в клапан, и сразу же стало очевидно, что одним из главных преимуществ системы является плавность, почти незаметность движения при старте. При выезде со станции на локомотивных путях мы часто испытывали "рывок", который иногда превращался в настоящий "шок" и мог напугать нервных и робких пассажиров. Однако здесь ничего подобного не произошло. В течение минуты и четверти после того, как поршень вошел в трубу, скорость против сильного встречного ветра достигла двенадцати миль в час; в следующую минуту, то есть в два с половиной минуты, – двадцати пяти миль в час; в тринадцать минут второго – тридцати четырех миль в час; в четырнадцать минут второго – сорока миль в час; и в пятнадцать минут второго – пятидесяти двух миль в час, которую поддерживали до шестнадцати минут второго, когда скорость начала снижаться, и в семнадцать с половиной минут второго поезд прибыл на конечную станцию в Кройдон, таким образом, преодолев расстояние от Дартмут-Армс, пять миль, за восемь минут и три четверти. Барометр в поршневом вагоне показывал вакуум в 25 дюймов, а в машинном отделении – 28 дюймов. Успешный официальный запуск широко освещался в прессе, и сразу же начали продвигаться новые проекты строительства железных дорог дальнего следования по атмосферной системе; акции Южной Девонской железной дороги подорожали в одночасье.

Слияние

6 июля 1846 года Лондонская и Брайтонская железная дорога объединилась с L&CR, образовав London, Brighton and South Coast Railway (LB&SCR). Директора новой, более крупной компании на некоторое время сохранили планы L&CR по использованию атмосферной системы.

Технические трудности

Лето 1846 года было исключительно жарким и сухим, и серьезные проблемы с запирающим клапаном тяговой трубы стали проявляться. Крайне важно было обеспечить герметичность при закрытии кожаного клапана, а погодные условия делали кожу жесткой. Что касается смеси животного жира и пчелиного воска, предназначенной для герметизации соединения после каждого поезда, Самуда изначально утверждал, что "этот состав тверд при температуре окружающей среды и становится текучим при нагревании всего на несколько градусов". Задержки участились из-за невозможности создать достаточный вакуум для движения поездов, а остановки на крутых подходах к эстакаде стали обычным явлением и широко освещались в прессе. Директора начали испытывать беспокойство по поводу атмосферной системы, и особенно по поводу эпсомского ответвления, которое должно было включать три двигателя. В декабре 1846 года они обратились к Болтону и Уатту с вопросом об отмене проекта, и им сообщили, что приостановка контракта на поставку на год обойдется в 2300 фунтов стерлингов. Директора согласились на это. Зима 1846/47 года принесла новые метеорологические трудности: аномально холодная погода делала кожаный клапан жестким, а снег попадал в трубу, что приводило к еще большим отменам рейсов по атмосферной линии. В феврале 1847 года во время работы паровой замены погиб рабочий путей. Это было трагическим происшествием, но оно привело к широкому освещению в прессе, подтверждающему, что атмосферная система снова оказалась неработоспособной.

Внезапная кончина

За этот долгий период директора, должно быть, стали все менее и менее привержены продолжению работы с атмосферной системой, даже когда деньги были потрачены на ее продление к Лондонскому мосту. (Она открылась в январе 1847 года от Дартмут-Армс до Нью-Кросс, используя гравитацию в северном направлении и насосную станцию Дартмут-Армс в южном.) В ситуации, когда доверие общественности было важно, директора не могли публично выражать свои сомнения, по крайней мере, до принятия окончательного решения. 4 мая 1847 года директора объявили, что "трубы Кройдона были демонтированы, и проект был отменен". Причина, по-видимому, не была сразу же обнародована, но, похоже, ее спровоцировало настойчивое требование инспектора Торгового совета о втором соединении на разветвлении линий Брайтона и Эпсома. Неясно, что имеется в виду, и это, возможно, было лишь рационализацией сроков принятия трудного решения. Как бы то ни было, атмосферные работы на LB&SCR больше не проводились. Линия "осталась с наследием линии, построенной для атмосферной тяги, с последующими крутыми уклонами и крутыми поворотами". Брунель "серьезно сомневался в способности любого локомотива преодолевать уклоны, которые потребовались бы на Южном Девоне". Фактически, решение рассмотреть возможность внедрения атмосферной системы было принято уже после получения парламентского разрешения, а маршрут должен был быть окончательно утвержден до представления в парламент. Через восемь недель после принятия закона акционеры услышали, что "с момента принятия закона мы получили предложение от братьев Самуда применить их систему тяги к линии Южного Девона". Брунеля и делегацию директоров попросили посетить линию Далки. В отчете говорилось, что в результате, учитывая тот факт, что на многих участках линии как уклоны, так и кривые сделают применение этого принципа особенно выгодным, ваши директора решили, что атмосферная система, включая электрический телеграф, должна быть принята на всей линии Южной Девонской железной дороги.

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.

Строительство и открытие

Строительство началось незамедлительно на участке от Эксетера до Ньютона-Аббота (первоначально называемом Ньютоном); эта первая часть в основном равнинная: холмистым был участок, идущий от Ньютона. Контракты на поставку насосных двигателей и оборудования были заключены 18 января 1845 года, с поставкой до 1 июля того же года. Производство тяговых труб столкнулось с трудностями: их следовало отливать с уже сформированным пазом, и изначально возникали серьезные проблемы с деформацией. Поставка оборудования и прокладка труб сильно задерживались, но 11 августа 1846 года, при продолжающихся работах, был заключен контракт на двигатели, необходимые для холмистого участка за Ньютоном. Они должны были быть более мощными – и в одном случае, – а тяговая труба – большего диаметра. Движение поездов между Эксетером и Тейнмутом началось 30 мая 1846 года, но осуществлялось арендованными у GWR паровыми двигателями. Наконец, 13 сентября 1847 года первые пассажирские поезда начали курсировать по атмосферной системе. Атмосферные грузовые поезда могли ходить и несколькими днями ранее. Помимо объявленного парового сообщения, ежедневно курсировали четыре атмосферных поезда, которые со временем заменили паровые. Первоначально атмосферная система использовалась только до Тейнмута, откуда паровой двигатель тянул поезд, включая поршневой вагон, до Ньютона, где поршневой вагон отсоединялся, и поезд продолжал движение. С 9 ноября началось атмосферное движение до Ньютона, а с 2 марта 1848 года все поезда на этом участке стали атмосферными. В течение зимы 1847–1848 годов регулярное сообщение поддерживалось до Тейнмута. Зарегистрированная максимальная скорость составила в среднем при буксировке и при буксировке .

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.

В этот период было преодолено два существенных ограничения атмосферной системы. Первое – на станциях была установлена вспомогательная тяговая труба, проложенная за пределами пути и не мешающая стрелочным переводам. Поршневой вагон соединялся с ней тросом – сама труба должна была иметь свой поршень – и поезд мог быть затянут на станцию и к началу основной тяговой трубы. Второе усовершенствование – устройство для пересечения трубы: для использования дороги на трубе лежала откидная крышка, но при разрежении в тяговой трубе ответвление трубы приводило в действие небольшой поршень, который поднимал крышку, позволяя поршневому вагону безопасно проходить и одновременно предупреждая участников дорожного движения. Современные технические чертежи показывают, что тяговая труба располагалась значительно ниже нормального уровня, с верхней частью примерно на уровне головок рельсов, а центр – на уровне центра поперечных балок. Никаких указаний на поддержание ширины колеи не приводится.

Недостаточная тяговая система

Хотя поезда, казалось, ходили вполне удовлетворительно, были допущены технические просчеты. Похоже, что Брунель изначально предусмотрел трубы для ровного участка до Ньютона и трубы для холмистой части маршрута, а при определении мощности стационарных двигателей и вакуумных насосов он значительно недооценил их. Кажется, трубы были демонтированы и заменены трубами, а на холмистых участках начали устанавливать трубы. Были внесены изменения в регуляторы управления двигателями, чтобы увеличить их скорость на 50% от проектной. Сообщалось, что расход угля был значительно выше прогнозируемого – 3 шиллинга 1½ пенса за поездную милю вместо 1 шиллинга 0 пенсов (и вместо 2 шиллингов 6 пенсов, что составляла плата за аренду паровозов GWR). Это могло быть частично связано с тем, что электрический телеграф еще не был установлен, что требовало работы насосов по расписанию, даже если поезд опаздывал. После установки телеграфа 2 августа расход угля в последующие недели снизился на 25%.

Проблемы с закрытием слота

Зимой 1847–1848 года кожаный запорный клапан, герметизирующий прорезь тяговой трубы, начал выходить из строя. В холодные зимние дни кожа, пропитавшись дождем, сильно замерзала. Это приводило к тому, что после прохождения поезда клапан не плотно прилегал, пропуская воздух в трубу и снижая эффективность откачки. Следующей весной и летом стояла жаркая и сухая погода, и кожаный клапан высыхал, что приводило к схожему результату. Брунель приказал обрабатывать кожу китовым маслом, чтобы сохранить ее гибкость. Утверждалось, что между танинами в коже и оксидом железа на трубе происходила химическая реакция. Также возникали трудности с кожаными уплотнительными манжетами на поршнях. Комментаторы отмечают, что в системе Южного Девона отсутствовал железный ветрозащитный клапан, который использовался на линии Далки для защиты запорного клапана. На этой линии железные пластины отводились в сторону непосредственно перед поршневой скобой. Причины отсутствия этого элемента в Южном Девоне не задокументированы, но на скорости такая конструкция должна была создавать значительное механическое воздействие и генерировать шум. В мае и июне возникли еще более серьезные проблемы: участки клапана отрывались от креплений, и их приходилось оперативно заменять. Самуда имел контракт с компанией на обслуживание системы и рекомендовал установить ветрозащитный кожух, но это предложение не было принято. Это не решило бы немедленную проблему, и требовалась полная замена кожаного клапана, стоимость которой оценивалась в 32 000 фунтов стерлингов – огромная сумма по тем временам, и Самуда отказался от выполнения работ.

Крысы

Часто утверждается, что одной из причин поломки кожаного отбойника были крысы, привлеченные жиром, которые его грызли. Хотя в первые годы эксплуатации, как сообщается, крыс засасывало в тяговый трубопровод, об этом не упоминалось на кризисном совещании, описанном выше. Историк Колин Дивалл полагает, что "вообще нет никаких документальных подтверждений" того, что крысы вызывали подобные проблемы на железной дороге.

Демонстрационная линия Wormwood Scrubs

На демонстрационной линии поршневая тележка представляла собой открытую четырехколесную трассу. На чертеже не показаны никакие органы управления. Балка, на которой крепился поршень, называлась "перч", и она была прикреплена непосредственно к осям и вращалась в своей центральной точке; сзади кронштейна крепления (называемого "культером") у нее был установлен противовес.

Линия Далки

Обычно состав поезда включал два вагона: поршневой, с отделением для кондуктора и местами третьего класса, и вагон второго класса с обзорными окнами в задней части. Вагонов первого класса не было. Кондуктор имел винтовой тормоз, но больше никаких средств управления. Возвращение (спуск) осуществлялось под действием силы тяжести, и у кондуктора был рычаг, позволявший отклонять поршневой механизм в сторону, чтобы спуск происходил с поршнем вне трубы.

Линия Сен-Жермен

Введённый в эксплуатацию участок от Ле-Пек до Сен-Жермена был почти такой же длины, как линия в Далки, и работал схожим образом, за исключением того, что спуск под действием силы тяжести осуществлялся с поршнем в трубе, что позволяло давлению воздуха помогать замедлять движение. Верхняя станция имела запасные пути, переключение на которых осуществлялось с помощью веревок.

Лондон и Кройдон

Пистоновые вагоны представляли собой шестиколесные фургоны с платформой машиниста на каждом конце, поскольку они были двухсторонними. Место машиниста находилось внутри вагона, а не на открытом воздухе. Центральная ось была нерессорная, а поршневой механизм был с ней напрямую соединен. У машиниста был вакуумный манометр (ртутный манометр, соединенный металлической трубкой с головкой поршня). Некоторые вагоны оснащались спидометрами – изобретением Мозеса Рикардо. Помимо тормоза, машинист имел обходной клапан, который подавал воздух в частично разреженную тяговую трубу перед поршнем, уменьшая тем самым тяговое усилие. По-видимому, это использовалось при спуске с эстакады с уклоном 1:50. Схема расположения рычага и клапана показана на диаграмме в труде Самуды.

Дисплеи атмосферной железнодорожной трубы

Didcot Railway Centre, Дидкот, Оксфордшир: три целых секции неиспользованных 22-дюймовых труб из Южного Девона, обнаруженных под песком в 1993 году в Гудрингтон-Сэндс, недалеко от Пейнгтона, экспонируются с 2000 года вместе с рельсами GWR, восстановленными из другого источника. Выставка "Брунель", открытая в 2018 году в Бристоле на SS Great Britain: одна целая секция неиспользованной 22-дюймовой трубы из Южного Девона. STEAM – Музей Великой западной железной дороги, Суиндон: очень короткий фрагмент неиспользованной 22-дюймовой трубы из Южного Девона, предположительно, тот самый фрагмент, который описывался в 1912 году как экспонируемый в музейном собрании компании Great Western Railway в Паддингтоне.

Другие ранние приложения

Были построены две демонстрационные железные дороги, в которых весь вагон находился внутри трубы, а не только поршень. В обоих случаях вагоны приводились в движение атмосферным давлением в одном направлении и повышенным давлением в другом, и в обоих случаях целью было обеспечить подземное движение вагонов без дыма и газов, выделяемых паровозами. Атмосферная железная дорога Кристального дворца, построенная Раммеллом в 1864 году, должна была вызвать интерес к его предлагаемой железной дороге Ватерлоо и Уайтхолл, которая должна была пройти под Темзой от станции Ватерлоо до Гранд-Скотланд-Ярда. Строительство последней началось в 1865 и 1866 годах, но было приостановлено. Пневматический транспорт Альфреда Э. Бича, функционировавший в течение одного квартала под Бродвеем в Нью-Йорке с 1870 по 1873 год, продемонстрировал как пневматическую систему, так и метод прокладки туннелей, не нарушающий дорожное покрытие. Давление воздуха контролировалось большим импеллером, вентилятором Roots, а не дисковыми вентиляторами, использовавшимися во всех предыдущих установках. Дальнейшее строительство не велось.

Аэромобиль

В XIX веке попытки создать практическую атмосферную систему (описанную выше) были сорваны из-за технологических недостатков. В наши дни современные материалы позволили реализовать практическую систему. К концу двадцатого века бразильская корпорация Aeromovel разработала автоматизированную систему перевозки людей, работающую на атмосферном давлении. Легкие поезда движутся по рельсам, установленным на возвышенной полых бетонных балочных конструкциях, формирующих воздуховод. Каждый вагон прикреплен к квадратной пластине – поршню – внутри воздуховода, соединенной мачтой, проходящей через продольный разрез, герметизированный резиновыми клапанами. Стационарные электрические воздушные насосы расположены вдоль линии для подачи воздуха в воздуховод, создавая избыточное давление, или для откачки воздуха, создавая частичный вакуум. Разница давлений, действующая на поршневую пластину, приводит в движение транспортное средство. Электричество для освещения и торможения подается на поезд через рельсы низким напряжением (50 В) для зарядки бортовых аккумуляторов. Поезда оснащены обычными тормозами для точной остановки на станциях; эти тормоза автоматически активируются при отсутствии разницы давлений, воздействующей на пластину. Полностью загруженные транспортные средства имеют соотношение полезной нагрузки к собственному весу около 1:1, что на треть выше, чем у традиционных аналогов. Транспортные средства беспилотные, а их движением управляют системы вдоль линии. Система Aeromovel была разработана в конце 1970-х годов бразильским инженером. Впервые система была внедрена в 1989 году в Taman Mini Indonesia Indah, Джакарта, Индонезия. Она была построена для обслуживания парка развлечений; это кольцевая линия длиной 3 км с шестью станциями и тремя поездами. В конце 2010-х годов система была закрыта. Впоследствии она была переоборудована для работы на дизельном двигателе с одним поездом и вновь открыта в 2019 году. Вторая установка, Metro Airport Connection, открылась в августе 2013 года. Линия соединяет станцию Estação Aeroporto (Аэропортовская станция) метро Порту-Алегри с Терминалом 1 Международного аэропорта Салгадо Филью. Длина линии составляет 1 км, время в пути – 90 секунд. Первый вагон на 150 пассажиров был поставлен в апреле 2013 года, а второй вагон на 300 пассажиров – позднее. В декабре 2018 года в Китае был открыт научно-исследовательский центр в области пневматических железных дорог, разработанный в сотрудничестве между Aeromovel и China Railway Engineering Group (CREG). Компании сотрудничали в рамках проектов с начала 2017 года, включая начатую, но приостановленную систему, предложенную для города Каноас. Предлагаемая Accra Skytrain, пятилинейная сеть легкорельсового транспорта в столице Ганы, также будет использовать эту технологию. В 2019 году правительство Ганы подписало соглашение о строительстве, эксплуатации и передаче с южноафриканским консорциумом для разработки проекта, общая стоимость которого оценивается в 2,6 миллиарда долларов. По состоянию на июнь 2021 года проект не продвинулся дальше стадии технико-экономического обоснования. В декабре 2020 года было объявлено, что Aerom, владеющая технологией Aeromovel, была выбрана для установки GRU Airport People Mover в международном аэропорту Сан-Паулу/Гуарульюс. Длина линии составит и она будет включать 4 станции.

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.

Концепция высокой скорости

Flight Rail Corporation в США разработала концепцию высокоскоростного атмосферного поезда, использующего вакуум и давление воздуха для перемещения пассажирских модулей по надземной направляющей. Стационарные энергосистемы создают вакуум (впереди поршня) и давление (сзади поршня) внутри непрерывной пневматической трубы, расположенной центрально под рельсами в ферменной конструкции. Свободный поршень магнитно связан с пассажирскими модулями, расположенными выше; такая конструкция позволяет герметично закрыть энерготрубу, предотвращая утечки. Транспортное средство движется над энерготрубой по паре параллельных стальных рельсов. В настоящее время компания располагает пилотной моделью в масштабе 1/6, которая испытывается на открытой тестовой трассе. Длина трассы составляет 2095 футов (639 м) и включает уклоны 2%, 6% и 10%. Пилотная модель развивает скорость до . Корпорация заявляет, что полномасштабная реализация позволит достичь скорости более .