Motohistoria: Gyrobus

Sytuacja w kraju i na świecie jest taka, ze trzeba siedzieć w domu. A skoro tak, to można pisać bloga. Zapraszam do lektury:

Szwajcaria jeśli chodzi o motoryzację nie budzi zbyt ciekawych skojarzeń: zakaz wyścigów samochodowych, potężne mandaty, motoryzacyjny ekoterroryzm... oraz troche firm produkujących osobliwe prototypy, które nigdy nie wchodzą do produkcji. A także żyroskopowy autobus. I o nim będzie właśnie dzisiejszy wpis.

W roku 1944 Bjarne Storsand, główny inżynier w fabryce maszyn Oerlikon (Maschinenfabrik Oerlikon), wpadł na pomysł zbudowania autobusu zeroemisyjnego. No standard, 74 lata później też próbujemy to zrobić. Ale my kombinujemy nad coraz lepszymi akumuatorami do gromadzenia energii elektrycznej. Zaś w przypadku szwajcarskiego pomysłu akumulator miał gromadzić energię mechaniczną.

Pan Storsand stwierdził bowiem, że akumulatory elektryczne mają mała pojemność, długo się je ładuje i w ogóle są z nimi same problemy (skąd my to znamy...). A jakby tak szybko rozkręcić ogromne ciężkie koło zamachowe w tym autobusie, to ono by się kręciło długo. I możnaby z niego napędzać generator. A z niego juz silniki elektryczne poruszajace pojazdem. Na ile wystarczyłoby zgromadzonej w kole energii? Co najmniej do następnego przystanku, gdzie autobus podłączany byłby pod sieć elektryczną, która dostarczałaby energii by ponownie rozkręcić to koło.

Pomysł nie był taki nowy. Już w 1860 roku, amerykański porucznik John Adams Howell wymyślił torpedę napędzaną właśnie poprzez rozkręcone uprzednio koło zamachowe. 

W roku 1906 brytyjski konstruktor Frederick Lanchester opatentował kombinajcę napędu z silnika spalinowego oraz koła zamachowego, która miałaby pozwolić na pozbycie się z samochodów tak kłopotliwego elementu jak skrzynia biegów. Autor patentu sugerował też użycie takiego napędu w omnibusie. Patent jednak nie został nigdy zrealizowany. 

Ale Szwajcarzy byli bardziej uparci. Skoro jest pomysł, to zabrano się za jego realizację. Gotowy pojazd, Gyrobus (Żyrobus), zbudowano w roku 1946 i wyglądał tak:

A oto wspomniane koło zamachowe:

A to widok ze środka autobusu:

Owo koło zamachowe miało 160 cm średnicy i ważyło 1,5 tony. Wykonano je z kutej stali chromowo-niklowo-molibdenowej. Umieszczone zostało w szczelnej komorze wypełnionej wodorem (!) i z utrzymywanym bardzo niskim ciśnieniem (0,3 bara). Pozwalało to na znaczne obniżenie oporów, dzięki czemu koło mogło się kręcić dłużej. Osadzone zostało na łożyskach kulowych produkcji SKF i rozpędzano je do 3000 obrotów na minutę (niektóre źródła mówią o 2850 obr./min.). Koło podłączono do silnika elektrycznego, który je rozkręcał, a potem służył jako generator.

Po rozkręceniu, gdyby nie "odbierać" z niego energii (czyli niczego nim nie napędzać), koło kręciłoby się przez 12 godzin.

By osiągnać wymaganą prędkość obrotową od startu zatrzymanego, potrzebne było 40 minut. Ale już czas "doładowywania" na przystankach był znacznie krótszy - od dwóch do pięciu minut, zależnie od tego ile energii zostało zużyte (czyli o ile zmniejszyła sie prędkość obrotowa koła). Energia elektryczna potrzebna do rozpędzania koła dostarczana była przez potrójny pantograf widoczny na dachu pojazdu. Zasilanie odbywało się napięciem 500 V. Cały pojazd ważył 11,7 tony. Długość wynosiła 10,7 metra, szerokość 2,4 metra, a wysokość 3,2 metra. Gyrobus mógł pomieścić 70-ciu pasażerów, z czego 35-ciu  na miejscach siedzących.

A skoro go skonstruowano, to i wprowadzono do użytku. Najpierw oczywiście w Szwajcarii, w trzech miastach w ramach próby: Altdorf, Aarau i Rheintal. Pomiędzy kolejnymi ładowaniami Gyrobus mógł przejechać około 6 km z prędkością 50-60 km/h. Oczywiście im krótsze dystanse pokonywał autobus, tym mniej czasu zajmowało ponowne rozpędzanie koła. 

Podwozie Żyrobusu, źródło: http://fbw.ch/geschichte-der-gyrobus/

Obecność tak dużej wirującej masy w pojeździe miała dwa znaczne efekty uboczne. Działała ona jak żyroskop (stąd z resztą nazwa), dzięki czemu mocno stabilizowała autobus sprawiając że jazda nim była bardzo komfortowa. Niestety efekt zyroskopu powodował też, że autobusem bardzo trudno było skręcać. Do tego powoli wychodziły problemy z niedostateczną sztywnością konstrukcji podwozia. Drugim kłopotem było to, że przy jeździe po wybojach występowały awarie łożysk koła zamachowego.

Wnętrze Żyrobusu, źródło: http://fbw.ch/geschichte-der-gyrobus/

Mimo to, projekt kontynuowano. 30-stego marca roku 1951 utworzono pierwszą linię miedzynarodową dla tego pojazdu! Łączyła miasta Diepoldsau (Szwajcaria) i Hohenems (Austria). Było to możliwe dlatego, ze obie miejscowości dzieli zaledwie 4,5 km. Przejazd prototypu między nimi zajął 51 minut (13:59 do 14:50). Spore opóźnienie wywołała kontrola paszportowa na granicy. Żyrobusy kursowały na tej linii do roku 1955.

prototyp żyrobusu na swojej trasie międzynarodowej, źródło: http://fbw.ch/geschichte-der-gyrobus/

Żyrobusami zainteresowali się też Belgowie. 11-go lutego 1955, państwowre przedsiębiorstwo Société Nationale des Chemins de Fer Vicinaux zamówiło u Szwajcarów  trzy żyrobusy. Wprowadzono je do użytku w miastach Ghent i Yverdon les Bains. W tym drugim udawało się nawet przejechać 10 km bez "ładowania"! Pojazdy obsługiwały swoje linie na wyłączność do roku 1959, kiedy to zaczęto je zastepować pojazdami spalinowymi. Mimo to pozostały w użytku aż do roku 1970.

Belgowie zamówili też 12 Żyrobusów do swojej kolonii w Kongo. Pojazdy również znalazły się tam w roku 1955. Wszystkie wysłano do miasta Leopoldville. W stosunku do europejskich wersji, afrykańskie Gyrobusy mieściły więcej osób - mogło nimi podróżować 90-ciu pasażeró, z czego 27-miu na miejscach siedzących. Pozostały w użyciu do roku 1960, czyli do momentu uzyskania przez Kongo niepodległości. Na tym filmie widać jeszcze pozostałe do czasów obecnych stacje ładujące.

Żyrobusy na dworcu w Leopoldville, źródło: http://fbw.ch/geschichte-der-gyrobus/

stacja ładowania w Leopoldville, źródło: http://fbw.ch/geschichte-der-gyrobus/

Do czasów obecnych przetrwał też jeden egzemplarz Żyrobusu - znajduje się on w muzeum transportu publicznego w Antwerpii

W kolejnym wpisie postaram się przybliżyć nieco motorsportowe zastosowanie koncepcji wirującego koła zamachowego jako akumulatora energii.

Zaś wszystkim czytelnikom życzę zdrowia. I nie wychodźcie bez potrzeby z domu. Zamiast wykupywać papier toaletowy czytajcie lepiej blogi. Albo i sami zacznijcie je pisać!

Przy pisaniu artykułu korzystałem m.in. z tej strony: http://fbw.ch/geschichte-der-gyrobus/

PS A jeśli chcecie więcej autobusów na Autobezsensie, to zapraszam do lektury tego wpisu: Autobusy Giron

PPS A więcej żyroskopów w motoryzacji znajdziecie tutaj: Gyrocar