Водопровід, нафтопровід, деньгопровод, продуктопровід, человекопровод ... Мало хто знає, що пневмопочта, відома перш за все як міжнародний символ бюрократії, спочатку розроблялася для пасажирських перевезень, а в майбутньому, ймовірно, зможе врятувати великі міста від пробок і смогу.
Можливо, самий дивний вантаж, коли-небудь йшов по пневматичної поштою, - це живі люди. Зберігся звіт 1869 року про переміщення 15-річного підлітка в трубі під Лондоном, в вагончику London Pneumatic Despatch Сompany: «Шлях від однієї кінцевої станції до іншої займав дев'ять хвилин. Подорож кожен раз захоплювало, повітря було свіжим і прохолодним навіть у найспекотніші літні дні. Від Холборн-серкус труба пірнала під крутий ухил до Фаррингтон-стріт, і швидкість досягала 60 миль на годину. У темряві я відчував, ніби лечу вниз з гори, ногами вперед. Розігнався вагончик проскакував по піднесенню до Ньюгейт-стріт. У перший раз мені видався дивним і навіть лякає цей політ під землею, так близько до поверхні, що було чути стукіт копит і гуркіт возів ».
прибуття поршня
Втім, перші поїздки на пневматичному транспорті почалися на чверть століття раніше. 1844 рік, передмістя Дубліна, 200 пасажирів займають місця в першому в світі поїзді «атмосферної залізниці» в містечку Даллку. Вагони в ньому зовсім звичайні, їх сім, але в складі немає локомотива! За п'ять хвилин до відправлення лунає дзвінок, і паровий двигун в віддаленому на майже 3 км пункті прибуття починає викачувати повітря з прокладеної між рейок труби діаметром 40 см. У трубі знаходиться поршень, зачеплений за перший в складі вагон-візок. Машиніст знімає потяг з гальма, і вагони плавно набирають швидкість. Поїзд безшумно, без звичного паровозного диму і кіптяви піднімається в гору і прибуває на кінцеву станцію через кілька хвилин, пройшовши шлях з максимальною швидкістю 64 км / ч.
На сучасників це подорож справляло незабутнє враження. Назад поїзд без викрутасів скочувався під гірку, причому рушити з місця йому допомагали пасажири третього класу - виходили і штовхали.
Починаючи з 30-х років XIX століття пневматичний транспорт стрімко розвивався. Цікаво, що прогрес у цій області йшов по шляху зменшення розмірів - від пасажирських вагонів XIX століття до компактних капсул нашого часу.
Ясно, що створити тягу, використовуючи трубу невеликого діаметру, простіше, ніж будувати тунель розміром з залізничний вагон. Але, щоб з'єднаний зі складом поршень міг рухатися, в трубі довелося зробити проріз по всій довжині. А як цей проріз герметично закрити? Зупинилися на варіанті з шкіряним клапаном-смугою: проходить поршень відкривав його, а встановлений на вагоні-візку ролик закривав і запечатував.
Моделі клапана працювали прекрасно, а в реальному житті вийшло як завжди: в спеку шкіра сохла і тріскалася, в холод замерзала і коробилася. Ночами натовпу щурів ласували смачно просоченої салом шкірою, і перший ранковий поршень привозив на станцію щедрий урожай тушок, перемішаний з нагромадженням за ніч конденсатом.
Щоб клапан прийнятно працював, слідом за кожним поїздом доводилося пускати працівника, який промащують клапан і придавлював до труби. Гарна ідея перетворювалася в головний біль, і через десять років експлуатації першу пневматичну залізницю закрили.
Малюнок датується 1870 роком і зображує пасажирський салон пневматичного вагона на станції «Бродвей» Нью-Йоркської підземки.
Саркофаг для сенаторів
Більш успішним застосуванням пневматичної тяги виявилася перевезення пошти, але від ідеї візків на колесах відмовилися не відразу. На початку 1860-х London Pneumatic Despatch Сompany поєднала кілька поштових відділень Лондона мініатюрним залізничним тунелем висотою близько 120 см. По рейках бігали вантажні капсули близько 60 см заввишки і 2 м завдовжки, забезпечені для герметизації гумовим ущільнювачем. Кожна капсула могла перевезти до 3 т вантажу за рейс зі швидкістю до 60 км / ч.
Люди, які хотіли покататися по тунелях, теж відчували себе цілком комфортно, особливо якщо в капсулу підкласти матрацик. Найзапекліші оптимісти вірили, що недалекий той день, коли серам і перів після робочого дня в парламенті можна буде не тягнутися за лондонським пробках додому, а стрімко домчати до рідних пенатів по підземних тунелях.
Вакуум створювало «пневматичне колесо» - конструкція з обертових металевих дисків діаметром 6 м, які, як центрифуга, викидали повітря з тунелю. На жаль, загерметизувати навіть невеличкий тунель виявилося складно, тому створити потрібний перепад тиску вдавалося не завжди. Колесо допрацьовували, але, навіть коли його потужність в шість разів перевищила початкову, система працювала нестабільно і капсули постійно застрявали в тунелях. У 1875 році компанія була ліквідована.
Поштова артилерія
До цього часу ідея «труба-капсула» пережила ще одну метаморфозу і нарешті знайшла успішне застосування. Плавно вигнуті металеві труби невеликого діаметру, точно входять в них капсули, що рухаються як снаряди по стовбуру, величезні павутини розходяться звездообразно поштових ліній. Європейські столиці одна за одною обзаводилися класичної пневматичною поштою. На піку розмір мереж досягав вражаючих масштабів: у Парижі до 467 км, в Берліні - до 440. Щорічно по ним вирушали десятки мільйонів повідомлень.
У кожній мережі був свій розмір труб і капсул. У Парижі з пересилкою повідомлень могла впоратися і тендітна панянка, а в Нью-Йорку на пошті працювали далеко не білі комірці. Суворі нью-йоркські капсули діаметром 20 см і довжиною 61 см робилися зі сталі, тому вага їх досягав 9,5 кг. На вигляд вони нагадували снаряди, а робітників, які їх завантажували, називали ракетниками. Щоб капсули не застрявали, по трубах час від часу пускали перфорований контейнер зі змазкою - тому капсули були постійно брудні. Іноді «ракетників» видавали робочі фартухи, але частіше пропонували просто працювати в брудному одязі, чай не барі!
До кожній капсулі зовні прикріплювали ярлик з адресою, тому їх не доводилося відкривати між станціями. А датчиками застрявання капсули були «контрольні вентилятори» у кожну прийомну розтруба. Поки капсула рухається, вона штовхає перед собою повітря, і вентилятор обертається. Якщо вентилятор зупинився - треба діяти. Оператор дзвонив на центральну станцію, і, визначивши, звідки йшла капсула, механік збільшував тиск в точці відправлення та зменшував в пункті прибуття. У 99% випадків це допомагало. Ну а якщо не щастило - доводилося копати вулиці.
Пневматична пошта працювала в будь-яку погоду і не залежала від дорожніх умов. Але її зміст обходилося дорого, до того ж пропускна здатність капсульного пневматичного транспорту вельми обмежена. У капсулу нью-йоркської пошти, не найменшу серед існуючих, входило максимум 2,5 кг пошти, а в хвилину відправлялося не більше чотирьох капсул. І перебратися за цей поріг було неможливо. Тому з поширенням телефонів і автомобілів міські системи пневматичної пошти одна за одною закрилися.
Швейцарська компанія Swisslog розробляє медичне обладнання для провідних європейських клінік. Серед її продукції є і контейнери для пневмопошти - надійні, герметичні, з антибактеріальним покриттям. Кожен контейнер оснащений RFID-міткою, завдяки чому комп'ютер централізовано відслідковує положення всіх ємностей в системі.
Гроші на вітер
Пневматична пошта не здалася і продовжила боротьбу за виживання. Вона стиснулася ще раз, щоб оселитися в великих офісних будівлях, і досить довго протрималася там. Навіть перетворилася в символ бюрократії. Але електронний документообіг вибив її і з цих позицій. Тоді вона зайняла вузькі ніші - великі підприємства, де важливо швидко пересилати дрібні предмети.
Звичайно ж, найактуальніше - готівкові гроші. У великих магазинах у касирів швидко скупчуються істотні суми. Так і до грабежів недалеко. А по захищеної пневматичної поштою виручку нескладно хоч кожні три хвилини відправляти в віддалену сейфовую кімнату. У банках, навпаки, операціоністи прямо на робочому місці отримують рівно стільки готівки, скільки потрібно в даний момент.
У контейнері можна транспортувати як документи, так і лабораторний посуд, невеликі прилади і навіть рідини. Існують також спеціальні засоби для чищення капсули для догляду за трубопроводом.
Менш очевидне застосування пневмопочта знайшла в великих клініках: це швидка відправка зразків тканин в лабораторію для медичних аналізів. Для цього завдання важливо, щоб капсула плавно гальмувала, а не прилітала на станцію призначення як артилерійський снаряд. У сучасних системах назустріч прибуває капсулі подається повітря, і вона поступово сповільнюється.
Третє додаток - забір зразків на виробництві. Є системи, які дозволяють, наприклад, зачерпнути пробу розплавленого металу і автоматично відправити його на випробування.
Принцип дії пневматичної пошти за 150 років не змінився. Але матеріали і управління вийшли на новий рівень. Наприклад, зараз кожну капсулу можна відстежувати індивідуально і автоматично відправляти в будь-яку точку мережі, поєднуючи до декількох сотень користувачів. А якщо капсула застрягла, її місцезнаходження визначить електроніка.
продуктопровід
У кожного виду транспорту є плюси, є мінуси, і баланс весь час змінюється. Автомобілі забезпечують свободу маневру, але джгут нафту, причому 70% палива йде на те, щоб рухати сам автомобіль, і тільки 30% - на переміщення вантажу. Багато машин - це пробки, аварії, нескінченне будівництво і ремонт доріг. Паливо теж не дешевшає. Пошук альтернатив не припиняється, і капсульні трубопроводи - одна з них.
Ідея здається ексцентричної, тільки поки не задумаєшся, скільки городянин кожен день отримує по трубах рідин і газів. Наприклад, 10 т води на місяць на одну людину - це дуже економний розрахунок. Справжнім божевіллям було б намагатися привезти, а після використання ще й відвезти всю цю масу автомобілями. Каналізація, газопроводи і нафтопроводи, переміщення сипучих матеріалів на виробництві - трубопроводи всюди, їх так багато, що вони просто зливаються з пейзажем. Потоки рухаються вдень і вночі, невидимі, безшумні, екологічні. А щоб переміщати по трубі великі предмети, досить покласти їх в транспортні капсули.
Ноель Ходсон, координатор проекту Foodtubes, пояснює, що найвигідніше впроваджувати доставку товарів по трубопроводах у великих містах. Пристрій мережі пневмодоставкі в районі Лондона Кройдон з населенням в 52 000 чоловік і сотнею супермаркетів обійдеться в $ 300 млн і повністю окупиться за п'ять років. А головне, позбавить район від приїзду 700 вантажних машин щодня. Команда Foodtubes впевнена, що, коли перша мережа буде побудована, інші райони захочуть таку ж, і поступово мережі зіллються в загальноміську павутину.
Група дослідників з Імперського коледжу Лондона пропонує використовувати для капсульних трубопроводів досвід конструювання американських гірок. На цих атракціонах колеса вагонеток фіксуються в рейці, а значить, труба не звертає капсулу і навантаження на стінки труби різко знижується. Тому замість сталевих можна використовувати більш прості і дешеві пластикові труби.
Однак навіть якщо ми побачимо в реальному житті продуктопроводи і товаропроводи, швидше за все, вони будуть не зовсім пневматичними. Одне з основних обмежень превматіческіх трубопроводів - невелика пропускна здатність, адже одночасно в трубі може знаходитися тільки один склад. Відповідно, чим довше труба, тим менше її корисна завантаження. Можливе рішення - прискорювати капсули не повітря, а електричними лінійними двигунами, простими, надійними і дешевими. Але це вже інша історія.
Стаття «Справа - труба» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №9, Сентябрь 2014 ).
А як цей проріз герметично закрити?
