Винахід трамвая

koll_old_tram

Кінний трамвай

Існує кілька версій про проходження слова “трамвай” – багато вчених-лінгвістів пов’язують із словом “вагон”. Трамвай – слово англійського походження, яке походить від слів “tram” – вагон, візок і “way” – дорога, шлях. Таке тлумачення наводиться у більшості словниках іноземних слів. Найбільш логічне твердження, що назва “трамвай” пов’язане зі скандинавськими словами, які перейшло до англійської мови: “tram” – стовп, брус і “way” – дорога. І тоді видно, що трамвай – це стовпова дорога, тобто дорога, яка складається із стовпів, дерев’яних брусів, шпал. Є ще ціла низка версій виникнення цього слова, які пов’язані з іменами:
– бельгійського інженера Бенджаміна О. Траме, який ніби-то приймав участь у фінансуванні трамвайних ліній;
– англійця Джона Трама, який побудував рейкову дорону на кінній тязі – “Дорогу Трама” – “Tram-way” англійською;
– інженера О. Трама, який разом з Сімменсом у 1881 році споруджував лінію електричного трамваю у передмісті Берліна.
– англійського інженера і винахідника Бена (Веніаміна) Овтрама, який збудував у 1801 році на околиці Лондона першу в світі міську залізницю на кінній тязі.
Є також версія, що слово “трамвай” виникло іще у XVI столітті, коли дерев’яні настили, які називалися “трамами” використовувалися у шахтах і кар’єрах для забезпечення більш рівного переміщення вагонеток, у яких запрягали поні. Дерево пізніше замінили металевими смугами із вигнутим краєм чи виступом для утримання вагонеток у межах колії.
Konka

Двоповерховий трамвайний вагон на кінній тязі у Берліні

Вагони першого трамваю приводилися у рух тягловими тваринами: як правило конями, рідше використовували мулів та зебр. У країнах Азії, зокрема в Японії, використовувалися міські залізниці, де екіпажі тягнули люди – рікші.

Перша у світі пасажирська залізниця в світі була спроектована і відкрита у Лондоні В. Овтрамом ще у 1801 році, проте лише майже через 30 років була відкрита система кінного трамваю масового користування. Це сталося 1828 року в місті Балтимор (США, штат Меріленд), у 1832 році Джон Стівенсон відкриває кінну залізницю у Нью-Йорку, у 1834 році кінка з’являється у Новому Орлеані. У 1853 році трамвай на гужовій тязі відкривається у Парижі, а у 1855 році повертається до Лондона (трамвай Овтрама був невдовзі після відкриття закритий).

Історія зберігла прізвища родоначальників кінного трамваю:

– Джон Стівенсон, господар каретної майстерні (США);

Альфонс Луба (Париж, Франція);

Уільям Джозео Куртіс і Джордж Френсіс Трейн (Лондон, Великобританія).

Постає питання, чому ж кінка так пізно прийшла до Європи? Справа полягала у тому, що рейки першої кінки мали форму сходинки, які високо виступали над рівнем проїзджої частини, що утруднювало рух іншого транспорту. Через цю проблему парламентарі європейських країн не давали дозволу на будівництво міських кінних залізниць.
Вирішити цю проблему вдалося інженеру Альфонсу Луба, який у 1852 році винайшов жолобчасту трамвайну рейку, яка могла бути утоплена у дорожнє покриття. Принагідно згадаємо, що француз Альфонс Луба деякий час мешкав у США, де брав участь у споруджені залізниці Нью-Йорк – Гарлем, а у 1840-х роках повернувся на батьківщину.

Кінка мала ту перевагу перед омнібусом, який до того використовувався в якості громадського транспорту, що опір коченню сталевого колеса кінного трамваю по сталевій рейці був значно меншим, а ніж при коченні дерев’яного колеса по бруківці. За рахунок цього пара коней могла тягнути вагон трамваю, у який вміщувалося більше пасажирів, а ніж у омнібусі, а значить і знижувалася вартість проїзду. Але ряд інших недоліків зберігався: коні не могли тягати важкий трамвайний вагон більш ніж 4 – 5 годин на добу, тому для обслуговування одного трамвайного вагону було потрібро до 10 коней, які потребували догляду і харчування.

Кінка найчастіше була відкритим чи закритим екіпажем, іноді двоповерховий із відкритим верхом (імперіалом). Вагон рейками тягнула пара коней, якими керував кучер. На крутих підйомах екіпажі очікували форейтори (як правило хлопці-підлітки), які припрягали додатково іще 1 – 2 пари коней і допомагали долати важкі місця. Потім коли колія переходила на рівну ділянку, додаткових коней випрягали.

Konka1

Відкритий парокінний вагон

Не дивлячись на недоліки кінний трамвай дуже швидко здобував популярності у містах світу – в 1890 році загальна протяжність колій кінки складала понад 13200 км. із яких 2/3 знаходилося у США. В Україні перша кінна міська залізниця з’явилася у 1879 році у Львові, перший кінний трамвай на Наддніпряншині відкрився у 1890 рокі у Києві.

Масовий перехід на механізовану тягу спричинив закриття ліній кінки у містах світу і України на початку ХХ століття. В Україні останнім закрився кінний трамвай у місті Болград-Дністровський на початку 1930-х років. До 1956 році кінка (вірніше “мулка”) протрималася у місті Селая у Мексіці. Донині існує кінка на острові Мен у Великобритані

Парова, канатна, пневматична та бензинова тяга

Перший у світі паровоз, який котиться по рейкам створив англієць Річард Тревітік у 1804 році. Цей паровоз використовувався в якості локомотиву для вагонеток. У 1808 році Тревітік сконструював новий паровоз, який використовувася для перевезення пасажирів на кільцевій залізниці-атракціоні “Злови мене, якщо зможеш”. Конструкцію паровоза вдосконалив інший англієць – Джордж Стефенсон. У 1825 році у Великобританії було введено в дію першу громадську залізницю. На початку 1830-х років громадські залізниці з’явилися у США та в континентальній Європі.

В Україні перша залізниця зв’язала Львів із Краковом (через Перемишль) у 1861 році. Приблизно в ті ж роки з’явилася перша залізниця на Наддніпрянщині, як зв’язала Одесу із Балтою.

Parov_Struve

Паровий трамвай конструкції А. Струве у Києві. 1891 рік.

У 1873 році Джон Грентем продемонстрував паровий трамвай, у якого паровий двигун входив у конструкцію вагону, та такий вид тяги не прижився. Найчастіше невеликий паровоз тягнув безмоторний вагон, запозичений із кінного трамваю. За таким принципом діяв, зокрема, паровий трамвай у Києві (1891 р), збудований за проектом А. Струве, а також міська вузькоколійка, яка діяла у місті Коломия Івано-Франківської області від 1886 по 1967 р. У Києві із його горбистим рельефом парова тяга не виправдала очікувань, виникали пробелеми із рухом парових трамваїв на ділянках із крутими ухилами. Через це дуже скоро парові трамваї були замінено електричними, парові трамваї використовувалися іще до 1904 році на заміській лінії до Пущі-Водиці.

Існував проект побудови парового трамваю у Львові. Він мав зв’язати центральну частину міста із ст. Клепарів, проте зважаючи на складний рельеф і негативний київський досвід так і не був втілений у життя.

Parov_Kolom

Паровий трамвай у місті Коломиї Івано-Франківської області. Відкритка початку ХХ століття

У Сполучених штатах дістали розповсюдження трамваї на канатній тязі. Перша така система була запущена в експлуатацію у 1873 році у Сан-Франціско.

Розповідають, що ідея створення такого виду транспорту належить власнику заводу, що виготовляв троси Ендрю Сміту Холідею. У ті часи єдиним видом транспорту в Сан-Франціско була кінка і містер Холідей одного разу став свідком печального видовища – коні, що тягнули важкий вагон трамваю із пасажирами зашпорталися і впали. Важкий трамвайний вагон потягнув коней донизу. Частина пасажирів загинула, частина зазнала значних каліцтв.

kan_tram

Канатний трамвай на розворотному крузі. Сучасне фото

Разом із інженером Уільямом Еппешлею вони розробили систему, яка із декими вдосконаленнями використовується і нині і стала однією із туристичних “родзинок” Сан-Франціско. Канатний трамвай приводився парової машини (нині – електроприводу) через канат, який рухається у середині спеціального жолоба між рейками. Для свого часу така система була найкращою для горбистої місцевості майже півстоліття, коли конкурентом канатному трамваю став автобус. Зараз канатний трамвай Сан-Франціско є скоріше неповторною розвагою для туристів, а ніж видом міського транспорту. В Європі канатний трамвай використовувався у Парижі у кінці ХІХ століття.

kan_tram_pr

Привідна станція канатного трамваю Сан-Франціско. Сучасне фото.

Французький винахідник Луї Мекарскі (поляк за походженням) запропонував використовувати для приводу трамваїв стиснуте повітря. Вперше лінію пневмотрамваю було збудовано у місті Нанті 1879 року. У Парижі пневматичний трамвай почав використовуватися із 1887 року. У місті було споруджено пневмомережу, якою стиснуте повітря від міської компресорної станції по трубам передавалося споживачам – заводам і фабрикам). Вагон трамваю приводився в дію пневмодвигуном, а стиснутого повітря, що закачувалося у спеціальні балони вистачало на усю поїздку маршрутом. Заправка вагонів стиснутим повітрям відбувалася на кінцевих зупинках.  Система трамваю із пневмоприводом існувала до 2 серпня 1914 року, коли уся трамвайна система Парижу перейшла на електричну тягу. Аналогічна система існувала також у швейцарському Берні.

pnevmo_tram

Пневматичний трамвай у Парижі. Початок ХХ століття.

Для приводу вагонів трамваю використовувалися також бензинові двигуни внутрішнього згоряння. В Україні лінія бензотрамваю поєднувала між собою Київ та Бровари.

benz

Бензомоторний трамвай Дарницької лінії. Київ, 1926 рік.

Електрична тяга

Теоретичні основи використання електроенергії як рушія для транспорту іще наприкінці 1830-х років були розроблені російським вчений Б.С. Якобі, але за відсутністю потужних джерел електричної енергії дуже довго вони бути лише теорією. Перші практичні досліди по використанню електроприводу для громадського транспорту у 1876 році розпочав українець, уродженець Полтавської губернії Федір Аполонович Піроцький. На ділянці залізниці між Білоостровом і Сестрорецьком на околиці Петербурна він випробував принип передач електроенергії через рейки. У 1880-му році він провів дослідження по використання ектроприводу в міському електричному транспорті. 22 травня 1880 року під час проведення дослідів за допомогою електродвигуна був приведений у дію пасажирський вагон конки із імперіалом. Ця подія жваво обговорювалася у тогочасній пресі, проте через інертність царських чиновників експеримент так і залишився експериментом.

Українець Федір Піроцький ділить славу  винахідника трамваю із німцем Вернером фон Сімменсом, американцем Лео Дафтом та угорцем Кальманом Кандо.

Прототипом сучасних електричних трамваїв та електровозів вважається локомотив, створений німецьким інженером Ернстом Вернером фон Сімменсом. Вперше цей локомотив був використаний на Німецькій промисловій виставці у 1879 році в Берліні. Локомотив використовувався для катання відвідувачів по території виставки. Він приводився від мережі постійного струму напруги 150 В і мав потужність лише 3 кінські сили і розвивав швидкість до 6,5 км/год із чотирма причепними вагонами, в кожному із яких було по 6 посадочних місць. За чотири місяці на трамваї Сімменса покаталося 86000 відвідувачів виставки. Цей локомотив у 1880 році демонструвався також у Дюссельдорфі та Брюсселі, у 1881 році – в Парижі та Копенгагені, а у 1882  – в Лондоні та Санкт-Петербурзі.

У 1881 році Сімменс приступає до будівництва трамвайної лінії у передмісті Берліна Ліхтерфельді. Ця лінія мала довжину 2,5 км, як і у трамваї Піроцького передача струму напругою 100 В здійснювалася через рейки. Вагон із двигуном потужністю у 5 кВт розвивав швидкість до 20 км/год. Аналогічна лінія була того ж року збудована Сімменсом у Парижі. У 1885 році трамвай з’являється у англійському місті-курорті Блекпулі. Ця лінія зберіглася і донині. Наприкінці 1880-х років трамвайний рух відкрився у Будапешті.

tram_siemmens

Трамвай Сімменса у передмісті Берліна. 1883 рік.

Незалежно від Сімменса у 1883 році електричний трамвай сконструював американець Лео Дафт. У 1883 році він побудував декілька невеликих електровозів постійного струму. Його розробки зацікавили директора Балтиморської кінки і Дафт зайнявся електрофікацією лінії. 10 серпня 1885 року відкрилася перша у США лінія електричного трамваю. У трамваї Дафта для приводу використався спеціальна третя рейка для подачі струму, в якості зворотнього провідника – рейки, якими котився вагон. Використовувався струм напругою 120 В, що становило небезпеку для людей і тварин. У 1886 році Дафт удосконалив свій винахід і використав дводротову систему подачі струму – таким чином його можна вважати винахідником контактної мережі тролейбуса. За системою Дафта було збудовано трамваї у Піттсбургу, Нью-Йорку та Цинциннаті.

Tr_Daft

Трамвай із дводротовою контактною мережею (системи Дафта). США, кінець ХІХ століття.

Винахідником загальноприйнятої нині однодротової трамвайної мережі є американець Шарль Ван Депуле. У 1886 році за його проектом були збудовані трамвайні лінії у Скрентоні, Міннеаполісі (США) та у Віндзорі (Канада). Депуле використав вперше струм високої напруги – 1400 В.

Винахідником надійного штангового струмоприймача, який нині використовується  тролейбусах, а також у деяких трамвайних системах (напр. у Ризі) є Френк Спейг. Струмоприймачем слугував або ролик, або графітовий вкладень.

Kyiv_tram

Трамваї із штанговими струмоприймачами. Київ, 1892 рік

Від систем із контактними рейками для трамваю дуже швидко відмовилися (таке струмознімання збереглося у метрополітені). Сімменс винайшов бугельний струмоприймач, який на відміну від штангового не потребував облаштування стрілок на контактному дроті. Дещо пізніше було винайдено інші види струмоприймачів – пантограф і напівпантограф.

kol_tram_1


© Антон Лягушкін, Андрій Марчук, 2014 Frontier Theme