Vienu sliežu dzelzceļa vēsture

Ar terminu "monorail" vai "industrial monorail" apzīmē vairākas transporta sistēmas, kurās krēsls vai transportieris ir piekārts vai brauc pa sliežu konstrukciju. Atšķirībā no labi zināmās divsliežu sistēmas ir daudz transporta veidu, kas tiek dēvēti par monoraiļiem, tāpēc, izsekojot vēsturei, rodas problēma, ko tajā iekļaut un ko neiekļaut.

Vispārpieņemtā izpratnē viensliežu dzelzceļu definē kā jebkuru ar sliedēm vadāmu transporta līdzekli, kurā virziena stabilitātes nodrošināšanai neizmanto parasto saķeres dzelzceļu konusveida darbību. Tas izslēgtu zobveida dzelzceļus un trošuceļus. Vēl viens vispārpieņemts noteikums ir tāds, ka sliežu ceļam vai sliežu ceļam jābūt šaurākam par vagonu/transportlīdzekli. Paaugstinātas, balstītas, ar trosi darbināmas sistēmas, piemēram, Cable Liner un MiniMetro, parasti netiek uzskatītas par vienceļa sliedēm.

Ņemot vērā parasto dzelzceļu attīstības modeli, dažādos laikos bija svarīgi dažādi kritēriji un efektivitātes mērījumi, un tika piedāvāti alternatīvi konstrukcijas risinājumi. Tādējādi 19. gadsimta sākuma vienceļa sliedes ir maz līdzīgas pašreizējām konstrukcijām, un tās tika optimizētas dažādiem efektivitātes mērķiem, ievērojot atšķirīgus tehnoloģiskos ierobežojumus.

Agrīnā attīstība

Agrākais patents par transportlīdzekli, kas paredzēts braukšanai pa vienu sliedi, datēts ar Apvienotās Karalistes 1821. gada 22. novembra patentu Nr. 4618. Izgudrotājs bija Henrijs Robinsons Palmers (Henry Robinson Palmer), kurš to aprakstīja kā "vienu sliežu līniju, kas balstīta tādā augstumā no zemes, lai vagonu smaguma centrs būtu zem sliežu augšējās virsmas". Transportlīdzekļi atradās uz sliedēm, līdzīgi kā pāris grozi uz mūļa. Vilcienu piedziņu nodrošināja zirgs. Līnija tika uzbūvēta 1824. gadā Deptfordas kuģu būvētavā Londonā, un 1825. gadā vēl viena līnija tika uzbūvēta Čezuntā, Hārtfordšīrā. Šī dzelzceļa līnija, kas tika nodēvēta par Cheshunt Railway, iegāja vēsturē, jo tā bija pasaulē pirmā pasažieru pārvadāšanas vienceļa līnija un pirmā dzelzceļa līnija, kas tika atklāta Hārtfordšīrā. 1826. gadā tika izveidota kompānija, lai būvētu līniju starp Barmenu un Elberfeldi Vācijā, taču būvniecība tā arī netika uzsākta.

19. gadsimtā Palmera konstrukcija tika uzlabota, pievienojot stabilizējošus riteņus un papildu sliedes (tādējādi radot nepareizu nosaukumu "monorail"). Maksvels Diks (Maxwell Dick) 1829. gadā ieviesa "drošības sliedes" zem sliedēm, lai samazinātu izkrišanas iespējamību. Viņš arī formulēja galveno šīs klases transportlīdzekļu priekšrocību: "balstiem vai balstiem jābūt dažādos augstumos atkarībā no apstākļiem valstī". Citiem vārdiem sakot, šī sistēma bija labāk piemērota, lai šķērsotu nelīdzenu apvidu.

Viljams Thorolds (William Thorold M.I.C.E.) 1868. gadā nāca klajā ar darbu, kurā ierosināja vienceļa sliežu sistēmu, ko varētu būvēt zemes līmenī uz ceļiem vai gar tiem. Pēc viņa aprakstītā principa Indijā tika uzbūvēti Patjalas štata vienlaidus dzelzceļš un Kundalas ielejas dzelzceļš.

J. Haddons 1869. gadā Sīrijā uzbūvēja monorailiju, lai aizstātu militāri izmantoto mūļu vilcienu. Tajā bija iestrādātas sānu sliedes, bet pamatā tas bija pannier tipa vilcējs, ko vilka lokomotīve ar dubultiem vertikāliem tvaika katliem.

Ģenerālis Leroijs Stouns 1876. gadā demonstrēja savu Simtgades vienlaidus dzelzceļu pasažieru pārvadāšanai, taču šo koncepciju neizdevās izmantot arī Bredfordas un Fostera strauta vienlaidus dzelzceļā, un 1879. gadā tas tika slēgts jau pēc viena gada, jo notika nāvējošs katla sprādziens. Ap 1879. gadu Džozefs Stingfelovs (Joseph Stringfellow) izstrādāja līdzīgu "vienas sliedes" sistēmu, ko varētu izmantot kā "lēto dzelzceļu" Austrālijā.

Līdz 19. gadsimta beigām galvenie vienceļu sistēmas atbalstītāji bija Čārlzs Lartigs un F. B. Bērs. Lartigs uzbūvēja Palmera vienceļa sliedes Alžīrijā, lai pārvadātu esparto zāli un aizstātu mūļus un kamieļus, lai gan kustības spēks ir reģistrēts kā "dzīvnieku". Savas idejas viņš demonstrēja arī Parīzē (1884), Vestminsterā (1886), Tūrā (1889), Sanktpēterburgā (1894), Longailendā (1894) un Briselē (1897). Bērs ierosināja būvēt ātrgaitas vienlaidus dzelzceļu starp Liverpūli un Mančestru, taču būvniecība tā arī netika uzsākta finansiāla atbalsta trūkuma dēļ.

Slavenākais Lartiga vienceļa dzelzceļš bija Listowel and Ballybunion Railway Īrijā, kas darbojās no 1888. līdz 1924. gadam. Daļa šī dzelzceļa ir saglabājusies kā saglabājies dzelzceļš un tūrisma objekts.

Pēdējais Lartigue projekts tika uzbūvēts 1924. gadā starp magnija raktuvi Crystal Hills, apmēram 100 jūdzes uz ziemeļiem no Losandželosas, un dzelzceļa staciju Tronā, Kalifornijā. Tajā izmantoja ar benzīnu darbināmas lokomotīves, un sliežu ceļš bija uzmontēts uz koka A veida rāmju komplekta.

Piekaramie un velosipēdu dzelzceļi

1886. gadā Enos Electric Company uz Daft Electric Light Company zemes Grinvilas rajonā Džersijas pilsētā, Ņūdžersijas štatā, demonstrēja piekaramo vienceļa dzelzceļu, kas pēc sava izskata bija tuvāks mūsdienīgajiem vienceļa sliežu ceļiem, bet slavenākais šī laikmeta piekaramais vienceļa dzelzceļš bija Eugena Langena Vupertāles "Schwebebahn" jeb peldošais dzelzceļš, kas sāka darboties 1901. gadā un joprojām tiek izmantots ikdienā.

Vupertāles vienlaidus dzelzceļš vijas pa Vupperes ieleju, kur parasts dzelzceļš nav praktiski izmantojams. Piekaramais vienliežu dzelzceļš, tāpat kā Palmera vienliežu dzelzceļš, šķiet potenciāli labāks risinājums nelīdzenā un kalnainā apvidū, bet, tā kā lielākā daļa sliežu ceļu atrodas labvēlīgākā teritorijā, tas tikai retos gadījumos piedāvā kopumā labāku risinājumu. Īsi posmi kalnainos apvidos, piemēram, sistēma, ko Siemens uzbūvēja Ria Copper Co. Pirenejos, šķiet, ir šā tipa vienceļa sliežu ceļu niša. Šajā konkrētajā piemērā izmantoja reģeneratīvo bremzēšanu, lai elektrība, ko saražoja pilnie nolaižamie kravas automobiļi, būtu pietiekama tukšo kravas automobiļu atpakaļgaitā atpakaļ kalnā.

1890. gadā Longailendā tika uzbūvēts Bointona velosipēdu dzelzceļš. Šo dzelzceļu projektēja Hosē Ramons Villalons, kurš vēlāk kļuva par vienu no ievērojamākajiem Kubas valstsvīriem, un tas atradās uz vienas sliedes zemes līmenī, bet ar augšējo stabilizējošo sliedi, ko darbināja horizontāli pretstatītu riteņu pāris. Dzelzceļš darbojās tikai divus gadus, bet tā konstrukcija tika pārņemta citur.

Elfric Wells Chalmers Kearney (1881-1960) 1908. gadā izstrādāja vienceļa sliežu ceļa konstrukciju, kurai bija augšējā stabilizējošā sliede ar atsperotiem vertikāliem stabilizējošiem riteņiem, bet, lai gan tika uzbūvēts vagons, tas nekad netika ekspluatēts.

No 1910. līdz 1914. gadam Pelham Park and City Island Railroad dzelzceļā Bronksā, Ņujorkā, tika izmantota Hovarda H. Tunisa projektētā vienceļa sliežu sistēma. Pirmajā vienceļa sliežu ceļa braucienā transportlīdzeklis ar izgudrotāju pie vadības pults noslīdēja no atbalsta apakšējās sliedes. Lai gan daži Ņujorkas laikraksti kļūdaini ziņoja, ka negadījums bija liela katastrofa, tas tā nebija, un tikai viens vagona pasažieris guva vieglus ievainojumus. Vagoniņš tika ātri salabots, un vienlaidu dzelzceļš droši un regulāri darbojās no 1911. gada līdz 1917. gadam, kad Pirmā pasaules kara sākumā karaspēks to demontēja, jo termināls pie City Island tika rekvizēts. Ar propelleri darbināmu piekarināmu vienlaidu vilcienu, kas atbilda lidmašīnu ātrumam un dzelzceļa drošībai un uzticamībai, 1926. gadā projektēja Džordžs Benijs (George Bennie), un to nosauca par "Bennie Railplane" (Bennija dzelzceļa lidmašīna). Demonstrators tika uzbūvēts 1929. gadā netālu no Glāzgovas, taču sistēma tālāk netika attīstīta Apvienotajā Karalistē.

Krievija 1930. gados strādāja pie Bennija Railplane līdzīgas sistēmas un pat plānoja 332 jūdžu garu līniju cauri Turkestānai ar maksimālo ātrumu 180 mph. Viņu sistēma bija unikāla ar to, ka tai bija divi blakus stāvoši vagoni, kas bija piekārti uz vienas sliedes, un tā faktiski varēja no tās nokāpt, lai šķērsotu upes kā amfībija un pēc tam otrā pusē atkal uzkāptu uz sliedes. Lai gan šīs sistēmas elementi tika testēti Maskavā, Krievijas valdība tā vietā izveidoja parasto dzelzceļa sistēmu.

Vienlaidu žirodzelzceļš

Iespējams, ka vienīgā īstā viensliežu dzelzceļu sliežu sistēma bija žiro viena sliedes, ko neatkarīgi izstrādāja Luiss Brennans, Augusts Šerls un Pjotrs Šilovskis. Tas bija īsts vienceļu vilciens, kas izmantoja uz žiroskopu balstītu balansēšanas sistēmu, lai noturētos vertikālā stāvoklī. Visus šos vilcienus demonstrēja ar pilna izmēra prototipiem, bet to izstrādi faktiski apturēja Pirmais pasaules karš. Brennana projekts tika nopietni apsvērts Indijas ziemeļrietumu robežai, un 1921. gadā PSRS valdība ierosināja Šilovska vienlaidus dzelzceļu starp Ļeņingradu un Carskoje Selo. Līdzekļi beidzās neilgi pēc būvniecības uzsākšanas.

Pagājušā gadsimta 30. gadu sākumā Ņujorkas pilsēta apsvēra iespēju ierīkot monoraiļu sistēmu, kas būtu bijusi pirmā ASV.

2018. gadā Vācijas Mobilitātes balvas konkursā pirmo vietu ieguva žiroskopiskā dzelzceļa vagona projekts. 2020. gadā izstrādātāji ieguva valdības finansējumu 3,6 miljonu eiro apmērā prototipa izstrādei, un paredzams, ka testēšana varētu sākties 2022. gadā. Transportlīdzekļi būs paredzēti braukšanai pa esošām, bet pamestām dzelzceļa līnijām, apbraucot viens otru pa esošajām sliedēm.

Riteņa uz tērauda vienceļa sliežu attīstība Iepriekš minētie ritekļi (izņemot Vupertāles monorailu, kas joprojām darbojas pilnā režīmā) tagad ir tikai vēsturiski kuriozi. Vienceļa sliežu priekšrocība pārvarēt nelīdzenu kalnainu reljefu bija aktuāla laikā, kad dzelzceļa tīkls paplašinājās pāri neskartām teritorijām, un vairumā gadījumu parastais dzelzceļš izrādījās piemērotāks risinājums, izņemot dažas nišas. Vienceļa sliežu ceļi reti kad bija garāki par 60 jūdzēm, un parasti tie bija ievērojami īsāki. Autotransporta līdzekļi galu galā izspieda vienceļa sliežu ceļus no to nedaudzajām nišām.

Ritenis uz tērauda bija raksturīgs šī agrīnā laikmeta vienceļa sliežu dzelzceļiem, tāpat kā parastajiem dzelzceļiem, lai gan daži velonovilcieni varēja reaģēt pret stabilizējošo sliedi, lai palielinātu saķeri, uzlabojot paātrinājumu, bremzēšanu un kāpšanu kalnā.

Mūsdienu laikmets: stiepļu sijas

Automobiļu tehnoloģiju attīstība ir radījusi jaunu vienceļa sliežu klasi, kas ir maz saistīta ar Palmera un Lartigue darbu. Šie transportlīdzekļi ir piekārti pie betona sijām vai uz tām balstās, un tajos izmanto pneimatiskās riepas, lai uzlabotu saķeri un samazinātu troksni salīdzinājumā ar riteņiem uz tērauda. Tiem ir vairāk kopīga ar vadāmiem autobusiem nekā ar parastajiem dzelzceļiem. Sijas ir mazāk uzbāzīgas nekā virszemes autoceļu vai dzelzceļu, un modernās konstrukcijas var būt noderīgas, lai risinātu ceļa tiesību problēmas pārslogotos pilsētu centros, turklāt izmaksas ir zemākas nekā tuneļu būvēšanas gadījumā.