대기 철도

대기철도는 차압을 이용하여 철도차량의 추진에 전력을 공급한다.정전원은 이와 같이 차량에 동력을 전달할 수 있어 이동식 발전기기를 운반할 필요가 없다.공기 압력 또는 부분 진공(즉, 음의 상대 압력)은 연속 파이프를 통해 차량으로 전달될 수 있으며, 여기서 차량은 튜브 내에서 작동하는 피스톤을 운반합니다.차량에 피스톤을 부착하려면 씰링 가능한 슬롯이 필요합니다.또는 전체 차량이 대형 튜브에서 피스톤으로 작동하거나 피스톤에 전자적으로 결합될 수 있습니다.

19세기 초에 몇 가지 변형된 원칙이 제안되었고, 많은 실용적인 형태가 구현되었지만, 예상치 못한 단점에 의해 모두 극복되었고 몇 년 안에 중단되었다.

최신 독점 시스템이 개발되어 단거리 응용 프로그램에 사용되고 있습니다.브라질 포르토 알레그레에 있는 포르토 알레그레 메트로 공항 연결도 그 중 하나입니다.

역사

철도의 초창기에는 사람의 힘이나 말에 의해 하나의 차량이나 그룹이 추진되었다.기계력을 이해하게 되면서, 기관차 엔진인 철마가 개발되었습니다.특히 사용 중인 왜건보다 훨씬 무거워서 레일이 파손되었습니다.또, 예를 들면, 킬마녹과 트룬 철도의 시험에서는, 철제-철제 차륜-레일 접점의 접착력이 제한되었습니다.

많은 기술자들이 정지해 있는 동력원인 정지된 엔진에서 움직이는 열차로 동력을 전달하는 데 관심을 돌렸다.이러한 엔진은 더 견고하고 사용 가능한 공간이 더 많으며 잠재적으로 더 강력할 수 있습니다.실제 전기가 보급되기 전에는 케이블 시스템 또는 공기압을 사용하는 것이 전력 전송의 해결책이었습니다.

메드허스트

1799년, 런던의 조지 메드허스트는 주철관을 통해 공압적으로 물건을 옮기는 아이디어를 논의했고, 1812년 그는 터널을 ^[1]통해 객차를 폭파할 것을 제안했다.

Medhurst는 차량 자체가 피스톤이거나 별도의 피스톤이 있는 튜브가 상대적으로 작다는 두 가지 대안을 제시했습니다.그는 결코 그의 아이디어에 특허를 내지 않았고 그들은 ^[2]그에 의해 더 이상 받아들여지지 않았다.

19세기

밸런스

1824년, 발렌스라고 불리는 한 남자가 특허를 받아 짧은 시연 라인을 만들었습니다. 그의 시스템은 6피트 (1.8미터) 직경의 주철 튜브와 레일이 아래 부분에 주조된 것으로 구성되었습니다. 차량은 튜브의 전체 크기였고 곰 가죽은 고리 모양의 공간을 봉인하는 데 사용되었습니다.차량 속도를 늦추기 위해 차량 양 끝에 문이 열렸다.발렌스의 시스템은 작동했지만 ^[2]상업적으로 채택되지는 않았다.

핑커스

1835년 헨리 핑커스는 진공도가 낮은 9평방피트(0².84m) 크기의 관을 가진 시스템에 특허를 내 누출 ^[3]손실을 제한했다.그는 나중에 작은 구멍의 진공관으로 바꿨다.그는 피스톤을 차량과 연결할 수 있도록 하는 슬롯을 연속 로프로 씰링할 것을 제안했고, 차량의 롤러가 피스톤 연결부 앞에서 로프를 들어올렸다가 다시 돌려보냈다.

그는 켄징턴 운하를 따라 시범 노선을 건설했고, 그의 국립 공압 철도 협회를 위한 안내서를 발행했습니다.그는 투자자들의 관심을 끌지 못했고, 그의 시스템은 밧줄이 늘어지면서 실패했다.그러나 그의 개념은 재봉합 가능한 슬롯이 있는 작은 보어 파이프가 많은 후속 ^[2]시스템의 원형이었습니다.

사무다와 클레그

실용적인 계획의 책정

Jacob과 Joseph Samuda는 조선회사이자 엔지니어였고, Southwark 철공소를 소유했습니다. 둘 다 토목기술자 협회의 회원이었습니다.Samuel Clegg는 가스 엔지니어였고 그들은 그들의 대기 시스템에 대해 공동 작업을 했다.1835년경, 그들은 메드허스트의 글을 읽고 작은 보어 진공 파이프 시스템을 개발했다.Clegg는 세로 방향 플랩 밸브로 파이프 내 슬롯을 씰링하는 작업을 했습니다.

1838년, 그들은 "밸브의 새로운 개선을 위한" 특허를 취득하고, 사우스워크에 실물 크기의 모델을 건설했다.1840년, 제이콥 사무다와 클레그는 웨스트 런던 철도의 반 마일의 철도를 아직 대중에게 개방하지 않은 웜홀트 스크럽스(후에 웜우드 스크럽스로 개명)에서 임대했다.그 해에 Clegg는 가스 산업에서 경력을 쌓던 포르투갈로 떠났다.

사무다의 시스템은 철도 선로의 레일 사이에 연속된 (접합된) 주철 파이프가 놓여져 있었고, 그 파이프는 맨 위에 슬롯이 있었다.열차의 선두 차량은 피스톤 캐리지였는데, 피스톤 캐리지가 튜브에 삽입된 피스톤을 운반했다.슬롯을 통과하는 브래킷시스템에 의해 유지되며 실제 피스톤은 브래킷이 슬롯에서 빠져나온 지점보다 먼저 폴에 있었습니다.슬롯은 피스톤 브래킷 바로 앞에서 열린 후 바로 뒤에서 다시 닫히는 연속 가죽 플랩에 의해 대기권으로부터 씰링되었습니다.열차 앞쪽에 있는 펌핑 스테이션은 튜브에서 공기를 펌핑하고 피스톤 뒤의 공기 압력에 의해 튜브를 앞으로 밀어냅니다.

웜우드 스크럽 시위는 2년 동안 계속되었다.견인 파이프는 직경이 9인치였고 16마력의 정지 엔진이 동력으로 사용되었습니다.노선의 구배는 115분의 1이었다.아래에 기술된 그의 논문에서 사무다는 파이프가 한 방향으로만 사용될 것임을 암시하고 있으며, 단 하나의 펌프 스테이션만 세워졌다는 사실은 열차가 나중에 달키 선(아래)에서 행해진 것처럼 대기 상승 후 런의 하단부로 다시 중력을 공급받았음을 시사한다.그 중 많은 수가 공개되었다.Samuda는 일부 런의 부하, 진공 정도 및 속도를 인용합니다. 예를 들어 다음과 같은 상관 관계가 거의 없는 것 같습니다.

• 1840년 6월 11일, 11톤 10cwt, 최대속도 22.5mph, 진공 15인치
• 1840년 8월 10일: 5톤 0 중량, 최대 속도 30mph,^[4] 진공 20인치.

경쟁 솔루션

대기 철도를 둘러싼 아이디어에 대한 대중의 관심이 컸고, 사무다가 그의 계획을 개발하는 동시에 다른 아이디어들이 제시되었다.다음과 같은 것이 있습니다.

• 니켈과 킨; 그들은 연속적인 캔버스 튜브에 공기를 주입하여 열차를 추진해야 했다; 열차는 튜브의 바깥쪽을 압착하는 한 쌍의 핀치 롤러를 가지고 있었고, 기압은 차량을 앞으로 밀어냈다; 효과는 치약 튜브를 압착하는 역행이었다.그들은 워털루 가의 목재 야적장에서 성공적인 시위를 벌였다고 주장했다.
• James Pilbrow; 그는 톱니형 랙이 장착된 느슨한 피스톤을 제안했습니다; 톱니형 휠은 그에 의해 회전하고, 톱니형 휠은 튜브 바깥쪽으로 글랜드를 통과하는 스핀들 위에 있습니다; 열차의 선두 객차는 대응하는 랙을 가지고 톱니형 휠의 회전에 의해 앞으로 추진될 것입니다.따라서 차량은 피스톤에 직접 연결하지 않고도 피스톤과 정확히 보조를 맞출 수 있습니다.
• 헨리 레이시, 통 제조업자가 나무 튜브를 생각해 냈습니다.통 제조업자는 개구부 구멍과 고무 경첩으로 고정된 목재 플랩을 가진 길고 연속적인 통으로 만들었습니다.
• Clarke와 Valley, 연속적인 세로 슬릿이 있는 판금 튜브 제안.튜브가 정밀 기준에 따라 만들어진 경우, 진공은 슬릿을 닫힌 상태로 유지하지만, 열차의 피스톤 브래킷은 슬릿을 통과할 수 있을 만큼 충분히 열리게 됩니다. 튜브의 탄성 때문에 피스톤 캐리지 뒤에서 슬릿이 다시 닫힙니다.
• Joseph Shuttleworth; 부분적인 대기 진공이 아닌 수압인 유압 튜브를 제안했습니다.풍부한 물을 이용할 수 있는 산악 지역에서는 펌프장이 불필요하게 되어 물을 직접 사용할 수 있게 되었습니다.튜브의 슬롯을 밀봉하는 플랩 대신 인디아 고무가 함침된 천으로 만들어진 연속된 모양의 밀봉 로프가 파이프 안에 있을 것입니다.피스톤의 가이드가 피스톤을 들어올리고 수압이 피스톤을 열차 뒤에 고정시킵니다.양압을 사용하면 진공 시스템보다 더 큰 압력 차이가 가능합니다.그러나 배관의 물은 모든 열차 후에 배관을 따라 직원이 수동으로 배수해야 합니다.

사무다의 논문

1841년, Joseph Samuda는 "^[4]철도에서의 이동 목적에 대한 대기압 적응에 관한 논문"을 출판했습니다.

이 책은 50페이지에 달했고 Samuda는 그의 시스템에 대해 설명했습니다. 먼저 트랙션 파이프:

이동 동력은 도로변에 고정된 정지된 증기 기관으로 작동되는 공기 펌프에 의해 배출되는 레일 사이에 놓인 연속 파이프 또는 간선을 통해 열차에 전달되며, 그 거리는 도로의 특성과 교통량에 따라 1마일에서 3마일까지 다양하다.이 파이프에 도입된 피스톤은 각 열차의 리드 캐리지에 횡방향 개구부를 통해 부착되어 전방에서 발생하는 배기에 의해 전방으로 이동한다.연속 파이프는 레일 사이에 고정되고 레일을 운반하는 슬리퍼에 볼트로 고정됩니다. 튜브 내부는 표면을 균일하게 하고 이동 중인 피스톤이 레일을 통과하는 과정에서 발생하는 불필요한 마찰을 방지하기 위해 보어가 없는 상태로 라이닝되거나 1/10인치 두께로 코팅됩니다.

폐쇄 밸브의 작동은 매우 중요했습니다.

파이프의 윗면을 따라 약 2인치 폭의 연속 슬릿 또는 홈이 있습니다.이 홈은 철로 전체 길이를 연장하는 밸브로 덮여 있으며, 철판 사이에 리벳으로 고정된 가죽 스트립으로 형성되어 있으며, 상단 플레이트는 홈보다 넓고 내부에 진공이 형성될 때 외부 공기가 파이프에 가죽을 밀어 넣는 것을 방지하는 역할을 합니다. 밸브는 홈에 장착될 때 하단 플레이트를 사용합니다.닫히고, 파이프의 원을 구성하고, 공기가 피스톤을 통과하는 것을 방지한다. 이 밸브의 한쪽 가장자리는 철봉으로 단단히 고정되고, 나사 볼트로 파이프의 세로 리브 주물에 고정되며, 플레이트와 바 사이의 가죽이 일반적인 펌프 밸브와 유사하게 힌지로 작용할 수 있다. 밸브의 다른 가장자리는 떨어진다.이 성분은 대기 온도에서 고체이며, 그 위에서 몇 도 가열하면 유동성이 된다.이 밸브 위에는 눈이나 비로부터 보호하는 역할을 하는 보호 커버가 있으며, 가죽으로 경첩이 달린 약 5피트 길이의 얇은 철판으로 형성되어 있으며, 각 판의 끝부분은 피스톤이 ^{[note 1]}움직이는 방향으로 다음 판을 언더랩하여 각 판을 연속적으로 들어 올립니다.

피스톤 캐리지가 밸브를 열었다 닫는다:

각 열차의 첫 번째 캐리지 밑면에는 피스톤과 그 부속품이 부착되어 있으며, 피스톤에서 수평으로 통과하는 로드는 피스톤 뒤쪽 약 6피트 지점에 있는 커넥팅 암에 부착되어 있습니다.이 연결 암은 파이프의 연속 홈을 통과하여 캐리지에 고정되며 튜브가 소진될 때 트레인에 움직임을 가합니다. 피스톤 로드에는 밸브를 들어올리는 역할을 하는 강철 휠 4개(전방에 2개, 연결 암 뒤에 2개)가 부착되어 연결부의 통과 공간을 형성합니다.g 암 및 피스톤 후면으로 공기가 유입되도록 하기 위해 또 다른 강철 휠이 캐리지에 부착되며, 스프링으로 조절되며, 스프링은 암이 통과한 직후 상판 위를 주행하여 밸브의 완벽한 닫힘을 보장합니다.약 10피트 길이의 구리 튜브 또는 히터는 소형 스토브에 의해 항상 뜨겁게 유지되며, 또한 캐리지의 하부에 고정되어 있으며, (밸브를 들어올려 파손된) 조성물의 표면을 통과하여 녹여 냉각 시 고체 상태가 되어 밸브를 밀폐합니다.따라서 통과 중인 각 열차는 다음 열차를 받기 위해 파이프를 적합한 상태로 둡니다.

파이프 출입에 대해 설명했습니다.

연속 파이프는 (고정 증기 엔진의 각 거리에 따라) 적절한 섹션으로 나뉘며, 밸브가 분리되고, 밸브는 열차가 주행하면서 개방됩니다. 이러한 밸브는 한 구간에서 다른 구간으로 이동할 때 정지 또는 속도 감속이 필요하지 않도록 구성되어 있습니다.출구 분리 밸브 또는 증기 엔진과 가장 가까운 섹션의 끝에 있는 밸브는 피스톤 앞쪽의 공기가 압축되어 열립니다. 피스톤은 반드시 에어 펌프와 연결되는 분기를 통과한 후에 열립니다. 입구 분리 밸브는 (파이프의 다음 섹션 시작 부근에 있는) 등유입니다.피스톤이 파이프 안으로 들어갔을 때 즉시 열립니다.메인 파이프는 패킹의 중간 부근에 고리형 공간을 남겨두고 반유체로 채워지는 딥 소켓 조인트와 함께 조립되어 있어 파이프에 공기가 누출되는 ^[5]것을 방지할 수 있습니다.

그 당시 철도는 빠르게 발전하고 있었고, 당시의 기술적 한계에 대한 해결책이 간절히 요구되었고, 항상 이성적으로 평가된 것은 아니었습니다.Samuda의 논문은 그의 시스템의 장점을 제시했다.

• 정적(대기권) 발전소에서 열차로 동력 전달, 정적 기계가 연료 효율이 더 높을 수 있습니다.
• 전동차는 동력원과 연료를 운반할 필요가 없어진다.
• 열차가 이용할 수 있는 동력은 더 높아져 더 가파른 구배를 협상할 수 있게 됩니다. 새로운 노선을 건설할 때 토공사와 터널을 줄일 수 있어 건설 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
• 열차에서 무거운 기관차를 제거함으로써 보다 가볍고 저렴한 선로 재료를 사용할 수 있습니다.
• 승객 및 라인사이드 거주자는 지나가는 열차에서 발생하는 연기 배출의 번거로움을 피할 수 있습니다. 이는 터널에서 특히 유용합니다.
• 두 개의 펌프장 사이의 구간에서 한 번에 한 대의 열차만 처리할 수 있기 때문에 열차 간의 충돌은 불가능할 것입니다; 충돌은 열차가 정의된 시간 간격 후에 선행하는 것이 허용된 현대 신호 시스템 이전 시대에 일반 대중들의 마음에 가장 중요했습니다.열차가 선로 전방 어딘가에서 정지했는지 여부를 감지하는 수단
• 튜브를 주행하는 피스톤은 피스톤 캐리지가 아래로 유지되도록 하고, Samuda가 주장한 바와 같이 탈선을 방지하여 곡선을 고속으로 안전하게 협상할 수 있도록 합니다.
• 증기 기관 보일러 폭발의 위험(그때는 매우^[2] 현실적인 가능성)에 노출되지 않습니다.

사무다는 또한 널리 퍼진 자신의 시스템에 대한 비판을 반박했다.

• 펌핑 스테이션이 고장 나면 열차가 해당 지점을 통과할 수 없기 때문에 전체 라인이 폐쇄될 것이라고 사무다는 설명했습니다. 파이프 배열을 통해 전방의 다음 펌프 스테이션이 해당 구간을 공급할 수 있습니다. 압력이 감소한다면, 열차는 비록 약간의 시간 손실이 있더라도 통과할 수 있을 것입니다.
• 플랩 또는 파이프 이음새의 공기 누출이 진공 효과를 심각하게 약화시킨다. 사무다는 시연 라인에 대한 경험과 테스트 결과를 지적했다.
• Samuda는 증기 기관차의 자본 비용이 제거되었고 연료와 유지 보수 비용이 ^[4]낮아질 것으로 예상되었다.

특허

1844년 4월, 제이콥과 조셉 사무다는 그들의 시스템에 대한 특허를 취득했다.그 후 얼마 지나지 않아 사무다는 죽었고 그의 동생인 제이콥에게 그 일을 계속하도록 남겨졌다.특허는 세 부분으로 나누어졌습니다: 첫 번째 부분은 대기 파이프와 피스톤 시스템을 설명하는 것이고, 두 번째 부분은 물이 풍부한 지역에서 다양한 수준의 물 탱크를 사용하여 진공이 생성되는 방법을 설명하는 것입니다. 그리고 세 번째 부분은 대기 ^[2]철도의 수평 교차에 대해 다루었습니다.

달키 대기 철도

Doublin and Kingstown 철도는 1834년에 Dun Laughire 항구 (당시 Kingstown으로 불림)와 더블린을 연결하는 표준 궤간 노선이었다.1840년에는 달키까지 약 2마일의 거리를 연장하는 것이 요구되었다.이 항로의 말 전차는 항만 건설을 위해 채석장에서 돌을 가져오는 데 사용되었다.급경사(1115명 중 1명, 연장이 440야드, 57명 중 1명)로 가장 날카로운 반경은 570야드였다.이것은 당시 사용되던 기관차에 상당한 어려움을 안겨주었다.그 회사의 재무 담당자인 제임스 핌은 런던을 방문 중이었고 사무다의 프로젝트에 대한 이야기를 들었다.그는 그것이 그의 회사의 요건에 적합하다고 생각했고, 정부에 ^[6]26,000파운드의 대출을 청원한 후, 달키 라인에 그것을 설치하는 것에 동의했습니다.그래서 달키 대기 철도가 되었다.

2,400야드 주행의 상단 끝에는 15인치 트랙션 파이프가 사용되었으며, 달키에는 단일 펌핑 스테이션이 있었다.이 엔진은 110ihp를 만들어냈고 직경 36피트의 플라이휠을 가지고 있었다.킹스타운에서 열차가 출발하기 5분 전에 펌프 엔진이 작동하기 시작했고, 2분 만에 15인치 진공이 생성되었다.피스톤이 파이프로 들어가는 위치까지 열차를 수동으로 밀었고, 출발 준비가 될 때까지 열차는 브레이크를 밟고 있었다.그때가 되자 브레이크가 풀리고 열차가 출발했다(나중에 전신이 설치되면서 엔진 운전 시간표에 의존하지 않게 되었다).

1843년 8월 17일, 튜브는 처음으로 고갈되었고, 다음날 시험 운행이 이루어졌다.이 노선은 8월 19일 토요일에 일반에 ^{[note 2]}개통되었다.운행 중, 일반적인 속도는 30mph에 달했습니다; 킹스타운으로 돌아가는 것은 중력에 의해 경사로 아래로 내려가는 것이었고, 더 느렸습니다.1844년 3월까지, 매일 35개의 열차 이동이 운행되었고, 일주일에 4,500명의 승객들이 단지 신기함을 위해 그 노선을 여행했다.

프랭크 엘링턴이라는 젊은 남자가 기차에 붙어있지 않은 피스톤 객차에 타고 있었다고 기록되어 있다.브레이크를 풀자 경차는 75초 만에 평균 시속 65마일로 고속으로 출발했다.

이것은 상업적으로 운영되는 최초의 대기 철도였기 때문에, 이삼바드 왕국 브루넬, 로버트 스티븐슨, 윌리엄 큐빗 ^[2][7]경을 포함한 당대의 많은 저명한 엔지니어들의 관심을 끌었다.

파리-생제르맹 선은 ^[8]1860년까지 계속되었지만, 이 노선은 10년 동안 성공적으로 운영되어 영국 노선에서 대기권보다 오래 살았다.

1855년에 이 시스템이 폐지되었을 때, 우연히 아일랜드에서 제조된 최초의 증기 기관차인 프린세스라고 불리는 2-2-2 증기 기관차가 사용되었습니다.비록 작은 메커니즘이지만, 증기 엔진은 몇 ^[2]년 동안 가파르게 기울어진 라인을 성공적으로 작동시켰다.

파리 – 생제르맹

1835년 페레 형제는 파리 생제르맹 협회에서 양허권을 얻었다.1837년 19km의 노선이 개통됐지만 생제르맹앙라예에 도달하기 위해서는 험난한 경사가 필요했고 당시 기관차는 필요한 경사를 오를 수 없는 것으로 여겨져 밀착력이 제한적인 요소로 간주됐다.

달키 철도의 성공을 들은 프랑스 공공사업부 장관(M. Teste)과 국무부 차관(M. Le Grande)은 M. M. Mallet,^{[note 3]} 감독관 Général 명예 장자 데 폰트와 쇼제를 달키에 파견했다.그는 그곳에 설치된 시스템과 그 잠재력에 대한 철저한 기술적 평가를 작성했으며, 여기에는 조셉 사무다와 ^[3][6][9]함께 한 측정 결과가 포함되어 있습니다.

페레르 형제가 생 제르맹까지 연장하기 위해 이 시스템을 채택한 것은 그의 관심 때문이었다.그리고 1845년에 세느강을 건너는 나무다리와 함께 20개의 아치형 석조 고가교와 성 아래 두 개의 터널이 건설되기 시작했다.연장선은 1847년 4월 15일에 개통되었으며, 길이는 1.5km이며, 구배는 28분의 1(35mm/m)이었다.

트랙션 파이프는 레일 사이에 배치되어 있으며 직경은 63cm(25인치)이며 상단에 슬롯이 있습니다.슬롯은 가죽 플랩 2개로 닫혀 있었다.이 펌프는 생제르맹의 두 터널 사이에 위치한 200hp 용량의 증기 엔진 두 개로 구동되었다.오르막길의 열차 속도는 35km/h였다.내리막길에서 기차는 중력에 의해 Pecq까지 달렸고, 그곳에서 증기 기관차는 파리까지 운행했다.

이 시스템은 기술적으로 성공적이었지만, 보다 강력한 증기 기관차의 개발로 1860년 7월 3일부터 증기 기관차가 파리에서 생 제르맹까지 운행하면서 경사로 올라가는 푸셔 기관차의 도움을 받아 포기하게 되었다.이 협정은 ^[10]노선이 전철화될 때까지 60년 이상 계속되었다.

오하이오 주 저널의 특파원은 몇 가지 세부사항을 설명했는데, 두 개의 튜브 섹션이 있었던 것으로 보인다.

철관은 선로 중앙에 놓여 있으며, 선로 직경의 약 3분의 1이 도로 바닥에 가라앉아 있습니다.5,500야드 거리의 경우, 튜브의 직경은 1µ피트[즉 21인치]에 불과하며, 이곳의 상승은 3,800야드 거리의 파이프가 직경 2피트 1인치[즉 25인치]인 세인트 제르맹에 대한 가파른 경사에 필요한 만큼의 힘을 필요로 하지 않을 정도로 작다.

증기 엔진에는 축전지가 있었습니다.

각 엔진에는 2개의 대형 실린더가 적용되어 초당 14입방피트의 공기를 배출합니다.배기 기계에 부착된 공기 가마솥(클라우디어)의 압력은 6개의 절대 대기압과 동일합니다.

그는 밸브를 다음과 같이 설명했다.

튜브의 전체 길이에 걸쳐, 약 5인치의 빈 공간을 남겨둔 채, 꼭대기에 단면이 만들어진다.단면의 각 절단 가장자리에는 밸브의 가장자리를 잡기 위한 오프셋이 있습니다.밸브는 0.5인치 두께의 밑창 가죽 조각으로 만들어졌으며, 상부와 하부에 모두 철판이 부착되어 강도를 줍니다.두께가 4분의 1인치 정도 됩니다.판의 길이는 약 9인치이며, 그 끝은 4분의 3인치 간격으로 배치되어 접합부가 형성되어 있어 가죽 밸브의 유연성과 ^[11]견고성을 동시에 얻을 수 있다.

Clayton은 공공사업 감사관이었던 엔지니어 Mallet의 이름을 기록하고 약간 다른 설명을 합니다.클레이튼은 말렛이 그 구멍을 봉하기 위해 땋은 밧줄을 사용했다고 말한다.그는 또한 진공은 주행 사이에 진공 챔버에서 증기를 응축하여 생성되었지만, 이는 축압기에 ^[2]대한 오해였을 수 있다고 말합니다.

런던 크로이돈 철도

처음에는 증기 철도

런던과 크로이돈 철도(L&CR)는 1835년에 런던과 그리니치 철도(L&GR)와의 교차로에서 크로이돈까지 노선을 건설하기 위한 의회법을 승인받았다.당시 L&GR 노선이 건설 중이었고 의회는 런던의 같은 분기에 철도 터미널 2개를 건설하는 것을 반대했다. 그래서 L&CR은 L&GR의 런던 브릿지 역을 공유해야 했다.이 노선은 일반 기관차 운행을 위해 건설되었다.세 번째 회사인 London and Brighton Railway(L&BR)가 승격되었고 L&CR을 통과하여 런던으로 가는 경로를 공유해야 했습니다.

1839년에 노선이 개통되었을 때, 지역 크로이돈 노선의 빈번한 정지 서비스로 인해 정체가 발생했다는 것이 밝혀졌습니다. 이것은 특히 뉴크로스에서 다트머스 ^[3]암스로 가는 100분의 1의 상승에서 문제가 되었습니다.L&C 기술자인 윌리엄 큐빗은 이 문제에 대한 해결책을 제안했습니다. 즉, 세 번째 선로가 기존의 복선 본선의 동쪽에 설치될 것이며, 양방향의 모든 로컬 열차가 이 선로를 사용할 것입니다.더 빠른 브라이튼 열차는 정차하는 열차에 이어 지연으로부터 해방될 것이다.큐빗은 달키 라인을 방문하는 동안 깊은 인상을 받았고, 새로운 L&CR 3번 트랙은 대기 전력을 사용할 것이다.국지선은 또한 단일 선로 대기선으로서 Epsom까지 확장될 것이다.이 협정들은 채택되었고 1843년 7월 4일 의회의 권한을 얻었으며, 또한 브릭레이어스 암스 터미널로 가는 노선을 승인했다.또한 L&GR과 합의하여 공통 노선에 추가 선로를 추가하기로 했습니다.1844년 5월 1일, 브리클레이어스 암스 종착역이 문을 열었고, 런던 브릿지 ^[2][3][12]열차 외에 자주 운행되었다.

이제 대기권도 있습니다.

L&CR 라인은 노우드 정션(당시 여관의 이름을 따서 Jolly Sailer로 불림)에서 남서쪽으로 분기하여 L&BR 라인을 건너야 했습니다.대기 파이프는 이를 평면에서는 불가능하게 만들었고 횡단할 수 있도록 플라이오버가 건설되었습니다. 이는 철도 세계 ^[13]최초의 사례입니다.이것은 접근 경사도가 50분의 1인 나무 고가교의 형태였다.비슷한 저공비행은 코벳 레인 교차로에 건설될 예정이었으나, L&CR의 추가 노선이 기존 노선의 북동쪽에 위치하게 되었지만, 이는 이루어지지 않았다.

포레스트 힐과 웨스트 크로이든 사이에 직경 15인치 견인 파이프가 설치되었다.사무다는 대기 장치의 설치를 감독했지만, 달키 설치에서 가죽 슬롯 밸브를 덮었던 힌지 철판인 웨더 플랩은 누락되었다.L&CR에는 대기 엔지니어 제임스 피어슨이 있었다.모드레이, 손앤필드는 다트머스 암스(Dartmouth Arms), 졸리 세일러, 크로이든(나중에 웨스트 크로이든)에 100마력의 증기 엔진과 펌프를 공급했고, 그들을 위해 정교한 엔진하우스가 세워졌다.그들은 W H 브레이크스피어에 의해 고딕 스타일로 디자인되었고, 높은 굴뚝을 가지고 있어서 높은 곳에서 ^{[note 4]}대피한 공기를 고갈시켰다.

두 바늘의 전기 전신 시스템이 노선에 설치되어 역무원이 원격 기관실에 열차가 출발할 준비가 되었음을 알릴 수 있게 되었습니다.

다트머스 암스에서 크로이돈까지 이 구간은 1846년 1월에 대기 시스템에 대한 운행을 시작했다.

트랙션 파이프 슬롯과 피스톤 브래킷이 전달되었습니다. 즉, 슬롯 폐쇄 플랩이 한쪽에서 연속적으로 힌지되고 피스톤 서포트 브래킷이 크랭킹되어 플랩의 필요한 개방을 최소화했습니다.이는 피스톤 캐리지가 단순히 주행이 끝날 때 턴테이블 위에서 회전할 수 없음을 의미합니다.대신 이중으로 끝냈지만 피스톤은 수동으로 새 선두 단으로 이동되었습니다.피스톤 캐리지 자체는 수동으로 (또는 마력에 의해) 열차의 맨 앞부분으로 이동되어야 했습니다.다트머스 암스에서 역 승강장은 두 증기선 사이에 있는 섬이었다.큐빗은 대기 피스톤 캐리지가 일반 ^{[note 5]}트랙에 진입할 수 있도록 특수 포인트워크 시스템을 설계했습니다.

1845년 11월 1일 무역위원회 조사관 패슬리는 전 노선의 개통을 승인하기 위해 노선을 방문했다.타임즈 신문은 이 사건을 보도했다. 증기 기관차로 런던 브릿지를 출발한 특별열차가 포레스트 힐에서 기관차가 분리되어 다음과 같은 일이 벌어졌다.

피스톤 객차가 대체되었고 기차는 기압에 의해 작동되었다.그 열차는 10량(피스톤이 부착된 것을 포함)으로 구성되었고, 중량은 50톤 이상이었다.열차는 2시 30분에 다트머스 암스(Dartmouth Arms)에서 정지점을 떠났습니다.그리고 8시 45분경에 피스톤이 ^{[note 6]}밸브에 들어갔습니다.그때, 이 시스템의 눈에 띄는 장점 중 하나는 부드럽게, 거의 감지할 수 없는, 출발할 때의 움직임이라는 것입니다.기관차 노선에서 역을 떠날 때 우리는 종종 절대적인 충격에 가까운 "저크"를 경험하고 긴장하고 겁에 질린 승객들을 놀라게 했다.그러나 이곳에서는 그런 경험이 전혀 없었다.피스톤이 파이프로 들어간 지 1분 4분 만에 강한 역풍에 맞서는 속도는 시속 12마일, 다음 1분 동안 시속 25마일 11분, 시속 24마일 13분, 시속 24마일 14분, 15분이었다.시속 2,52마일을 지나 속도가 줄어들기 시작한 2시 16분까지 유지된 뒤 2시 17분 30초에 열차는 크로이돈 종착역에 도착해 5마일인 다트머스 암스에서 8분 3분 4초 만에 여정을 마쳤다.피스톤 캐리지의 기압계는 25인치,^{[note 7][14]} 엔진 하우스 내 기압계는 28인치의 진공을 나타냈다.

성공적인 공식 운행은 널리 보도되었고 즉시 대기 시스템에 대한 장거리 철도의 새로운 계획이 추진되었습니다. 사우스 데본 철도의 주가는 하룻밤 사이에 상승했습니다.

오프닝

11월 8일에 대한 패슬리의 보고는 호의적이었고, 노선은 개통될 것이 확실했다.이사들은 미리 경험을 쌓고 싶어서 망설였다.1845년 12월 19일 포레스트 힐 정지 엔진의 크랭크축이 파손되어 엔진을 사용할 수 없게 되었다.그러나 그 부분은 빠르게 교체되었고 1846년 1월 16일에 노선이 개통되었다.

그날 아침 11시에 크로이돈 엔진 중 하나의 크랭크축이 부서졌다.엔진이 두 개 제공되었기 때문에 ^{[note 8]}다른 엔진을 계속 사용할 수 있었고 오후 7시 20분에 엔진이 같은 운명을 맞게 되었다.다시 1846년 2월 10일까지 수리가 이루어졌고, 그 때 두 크로이돈 엔진이 모두 고장 났다.

이는 대기 시스템의 추종자들에게 큰 타격이었습니다. 유명한 엔진 제조업체에서 조달한 고정식 엔진 제조의 단점은 대기 시스템 자체의 실용성에 대해 아무 말도 하지 않았지만 사무다는 이사회에 다음과 같이 말했습니다.

"일반인들은 방해의 원인을 알 수 없기 때문에 구별할 수 없고, 모든 불규칙성은 대기 시스템에 기인한다."^[15]

두 달 후, 포레스트 힐 엔진 중 하나의 빔이 부서졌다.이 시기에 이사들은 Epsom 연장을 위한 계획을 세우고 있었고, 그들은 Maudslay로부터 엔진 구입을 예정하고 있던 것을 재빨리 수정하여 입찰자를 모집했다. Boulton과 Watt of Birmingham은 경쟁사보다 가격이 상당히 낮았던 계약을 따냈다.

합병

런던과 브라이튼 철도는 1846년 7월 6일 L&CR과 합병하여 런던, 브라이튼, 사우스 코스트 철도(LB&SCR)를 형성하였다.당분간 L&CR의 대기 시스템 사용 의향은 더 큰 회사의 이사들이 계속했다.

기술적인 문제

1846년 여름은 유난히 덥고 건조하여 견인관 플랩 밸브에 심각한 문제가 나타나기 시작했다.가죽 덮개를 닫았을 때 잘 밀봉하는 것이 필수였고, 날씨 때문에 가죽이 딱딱해졌다.열차 운행 후 이음매를 봉인해야 할 밀랍 화합물에 대해 사무다는 원래 이 성분은 대기 온도에서 고체이며 ^[4]그 위에서 몇 도 가열하면 유동적으로 변한다고 말했는데 더운 날씨가 그 영향을 미쳤다.사무다의 시스템에 대한 원래 설명은 플랩 위로 닫히는 금속 기상 밸브를 포함했지만, L&CR에서는 이 밸브가 날씨에 노출되고 또한 트랙에 떨어진 한 여성이 손수건을 포함한 잔해를 섭취하도록 권장하는 것을 생략했다.플랩의 좌석에 파편이 쌓이면 효과만 감소했을 수 있습니다.

게다가 쥐의 개체군에는 동물성 지방으로 만들어진 찐득찐득한마디로 동물성 지방으로 변한 것은 쥐의 개체군에게는 매력적이었다.1859년 소식통에 따르면 쥐들은 밤새 철제 튜브에 들어가 첫 ^[16]번째 열차를 위해 펌프가 작동했을 때 매일 아침 수백 마리의 쥐들이 죽임을 당했다고 한다.열차를 이동하기에 충분한 진공 상태를 만들지 못하여 지연이 빈번해졌으며, 저공비행장에서의 가파른 진입로에서의 정지는 흔한 일이었으며 언론에 널리 보도되었습니다.

이사들은 이제 대기 시스템, 특히 엔진이 3개인 Epsom 확장에 대해 불안감을 느끼기 시작했다.1846년 12월, 그들은 불튼과 와트에게 프로젝트를 취소하는 것에 대해 물었고, 공급 계약을 1년간 중단하는 것은 2,300파운드의 비용이 든다는 말을 들었다.이사들은 이에 동의했다.

1846/7년의 겨울은 새로운 기상학적 문제를 가져왔다. 즉, 이례적으로 추운 날씨가 가죽 플랩을 딱딱하게 만들었고, 눈이 튜브에^{[note 9]} 들어가면서 대기 서비스가 더 많이 취소되었다.1847년 2월 증기 대체 운행 중 선로 직원이 사망했다.이것은 비극적으로 안타까웠지만, 대기가 다시 작동 ^[17]불능이라는 광범위한 보고의 효과가 있었다.

서든엔드

이 오랜 기간 동안, 이사들은 런던 브릿지 쪽으로 대기 시스템을 확장하는 데 돈이 쓰였음에도 불구하고 대기 시스템을 계속 밀어붙이는데 점점 덜 전념하게 되었을 것입니다.(1847년 1월 다트머스 암스에서 뉴크로스까지 중력 북행과 남행 다트머스 암스 펌프장을 이용해 개통되었습니다.)대중의 신뢰가 중요한 상황에서 이사들은 적어도 최종 결정이 내려질 때까지 공개적으로 의문을 표명할 수 없었다.1847년 ^[18]5월 4일, 이사들은 "크로이돈 대기 파이프가 당겨지고 계획이 포기되었다"고 발표했다.

그 이유는 당장은 밝혀지지 않은 것 같지만, 브라이튼선과 엡섬선의 분기점에 있는 제2의 분기점에 대해 Board of Trade Inspector가 주장한 것이 계기가 된 것으로 보인다.이것이 무엇을 의미하는지는 명확하지 않으며, 단순히 고통스러운 결정의 시기를 합리화한 것일 수도 있다.이유가 무엇이든 간에, LB&SCR에 ^[2]대한 더 이상의 대기 작업은 없을 것이다.

사우스 데본 철도

인가를 받다

그레이트 웨스턴 철도(GWR)와 브리스톨과 엑서터 철도는 공동으로 1844년 5월 1일 엑서터에 도착했고, 도시와 런던을 연결하는 광궤 철도가 있었다.데본셔의 이해 당사자들은 플리머스로의 연결을 확장하는 것이 중요하다고 생각했지만, 지형은 상당한 어려움을 야기했다: 쉽게 통과할 수 있는 경로가 없는 고지대가 있었다.

상당한 논란 끝에, 사우스 데본 철도 회사(SDR)는 1844년 7월 4일 노선을 승인하는 의회법을 얻었다.

경로 결정

이 회사의 엔지니어는 혁신적인 엔지니어인 Isambard Kingdom Brunel이었습니다.그는 달키 선을 방문했고 그 선상의 대기 시스템의 능력에 감명을 받았다.사무다는 항상 그의 시스템의 장점을 내세웠는데, 그것은 훨씬 더 나은 언덕 등반 능력과 트랙에서의 가벼운 몸무게를 포함한다고 그는 주장했다.이렇게 하면 언덕이 많은 지형에 있는 선을 평소보다 가파른 구배와 함께 계획할 수 있어 건설 비용을 상당히 절감할 수 있습니다.

브루넬이 계획 단계에서 확실히 대기 시스템을 사용하기로 결정했다면, 그것은 그가 당시의 기관차 기술로는 불가능했을 길을 갈 수 있게 해주었을 것이다.오늘날에도 여전히 사용되고 있는 사우스 데본 철도의 노선은 경사가 가파르고 일반적으로 "어렵다"고 여겨집니다.해설자들은 종종 이를 대기 견인용으로 설계된 탓으로 돌립니다. 예를 들어 다음과 같습니다.

세콘은 이 선의 지형을 설명하면서 뉴턴 애벗을 넘어서

그 나라의 체제는 경사가 좋은 철도를 건설하는 목적에 매우 부적합하다.이 단점은 당시 사우스 데본 철도 회사의 엔지니어인 브루넬 씨가 대기 원리에 따라 노선을 운영할 것을 제안했기 때문에 문제가 되지 않았고, 가파른 둑이 ^[19]수평선만큼 일하기 쉽다는 것이 이 시스템의 장점 중 하나입니다.

• 이 선은 "대기에 건설된 라인의 유산을 남겨 결과적으로 무거운 구배와 급격한 ^[20]곡선으로 이어지게 되었다.
• 브루넬은 "사우스 데본에서 필요한 종류의 경사로에 대처하는 엔진의 능력을 심각하게 의심했다"고 말했다.^[21]

사실 대기 시스템의 채택을 검토하기로 한 결정은 의회의 승인 후에 이루어졌으며, 그 경로는 의회에 제출되기 전에 완성되었어야 한다.

이 법이 통과된 지 8주 후, 주주들은 "법 통과 이후, 장관으로부터 제안을 받았다...사무다 브라더스는 사우스 데본 라인에 견인 시스템을 적용하라고 요구받았습니다." 브루넬과 이사진은 달키 라인에 방문하도록 요청받았습니다.그 결과 보고는 계속되었다.

노선의 많은 지점에서 구배와 곡선 모두 이 원칙을 적용하는 데 특히 유리하다는 사실을 고려하여, 귀사의 책임자들은 사우스 데본 ^[22]철도의 전체 노선에 전기 전신을 포함한 대기 시스템을 채택해야 한다고 결정했습니다.

시공 및 개방

건설은 즉시 엑세터에서 뉴턴 애벗(처음에는 뉴턴으로 불림) 구간에서 시작되었고, 이 첫 부분은 대체로 수평이다: 언덕이 많은 뉴턴에서 이어지는 구간이었다.45마력(34kW)의 펌프 엔진과 기계의 공급 계약은 1845년 1월 18일에 체결되어 같은 해 7월 1일까지 납품되었다.트랙션 파이프의 제조는 슬롯을 형성한 ^{[note 10]}상태에서 주조해야 하는 등 어려움을 겪었고 처음에는 왜곡이 심각한 문제였습니다.

기계와 파이프의 부설은 많이 지연되었지만, 1846년 8월 11일, 그 작업이 아직 진행 중이었고, 뉴턴 너머 언덕 구간에 필요한 엔진에 대한 계약이 이루어졌다.이들은 64마력(48kW)과 82마력(61kW)으로 한 케이스에 더 강력해야 하며 견인 파이프는 더 큰 직경을 가져야 한다.

1846년 5월 30일 엑세터와 티그머스 사이에 열차 운행이 시작되었지만, 이것은 GWR에서 고용된 증기 기관으로 운행되었다.마침내 1847년 9월^{[note 11]} 13일 최초의 여객열차가 대기권에서 ^[23][24]운행되기 시작했다.대기 화물 열차는 며칠 전에 운행되었을지도 모릅니다.

매일 4대의 대기식 열차가 운행되고 있으며, 그 외에도 증기 열차도 운행되고 있지만, 시간이 흐른 후 증기 열차를 대체하게 되었습니다.처음에 대기 시스템은 Teignmouth까지만 사용되었으며, 증기 엔진은 피스톤 캐리지가 포함된 열차를 뉴턴으로 운반하고, 피스톤 캐리지가 제거된 후 열차는 계속 이동했습니다.11월 9일부터 뉴턴에 대한 일부 대기 작업이 진행되었고, 1848년 3월 2일부터 이 구간의 모든 열차는 대기 상태가 되었다.

1847-8년 겨울 내내 Teignmouth에 정기 운항이 유지되었다.기록된 최고 속도는 28 롱톤(28t)을 운반할 때 4마일(6.4km)에서 평균 103km/h(64mph)였으며 100 롱톤(100t)^{[citation needed]}을 운반할 때 56km/h(35mph)였다.

대기 시스템의 두 가지 중요한 한계가 이 시기에 극복되었다.첫 번째는 역에 보조 트랙션 파이프가 제공되었기 때문에 선로 외부에 배치되어 포인트워크를 방해하지 않았습니다.피스톤 캐리지가 로프에 의해 연결되었고, 파이프에 자체 피스톤이 있었을 것입니다.그리고 열차는 역 안으로 끌려 들어가 주 파이프의 시작 부분으로 옮겨질 수 있었습니다.두 번째 개발은 파이프의 수평 교차 배치로, 도로 사용을 위해 힌지 커버 플레이트가 파이프에 걸쳐 있었지만, 트랙션 파이프가 고갈되었을 때, 분기 파이프가 작은 피스톤을 작동시켜 커버를 들어 올려 피스톤 캐리지가 안전하게 통과할 수 있도록 하여 도로 사용자에게 경고 역할을 했습니다.현대의 기술 도면은 트랙션 파이프가 레일 헤드와 약 수평을 이루며 중앙이 트랜섬의 중심 레벨에 있는 정상보다 상당히 낮은 것을 보여줍니다.트랙 게이지가 어떻게 유지되었는지는 표시되지 않습니다.

동력 부족 트랙션 시스템

열차는 표면적으로는 만족스럽게 운행되고 있었지만 기술적인 오산이 있었다.브루넬은 원래 뉴턴 방면 레벨 구간에는 12인치(300mm)를, 구릉 구간에는 15인치(380mm) 파이프를 지정했고, 정지해 있는 엔진 출력과 진공 펌프를 지정하는데 있어 상당히 저전력이었던 것으로 보인다^[25].12인치(300mm) 배관은 폐관된 것으로 보이며 15인치(380mm) 배관과 22인치(560mm) 배관이 구릉지대에 설치되기 시작했다.엔진 컨트롤 거버너가 설계보다 50% 더 빨리 작동하도록 변경되었습니다.석탄 소비량은 열차 마일당 1s 0d가 아닌 3s 1µd로 예상보다 훨씬 더 많은 것으로 보고되었습니다 (그리고 임대된 GWR 증기 기관차의 임대료였던 2s 6d가 아닌).이는 전동 전신이 아직 설치되지 않은 탓도 있을 수 있으며, 열차가 연착할 수도 있지만 시간표에 따라 펌핑해야 합니다.전보가 준비되었을 때, 8월 2일, 그 후 몇 주간의 석탄 소비량은 25%^[26] 감소했다.

슬롯 폐쇄 문제

1847-1848년 겨울 동안 견인 파이프 슬롯을 밀봉한 가죽 플랩 밸브에 문제가 생기기 시작했습니다.겨울의 추운 날 동안, 가죽은 비에 젖은 후 서리에 꽁꽁 얼었다.이로 인해 열차 통과 후 제대로 앉지 못해 파이프에 공기가 유입되고 펌핑의 효율이 떨어졌습니다.다음 해 봄과 여름, 덥고 건조한 날씨가 이어졌고 가죽 밸브가 말라서 거의 같은 결과가 나왔습니다.브루넬은 유연성을 유지하기 위해 가죽을 고래 기름으로 처리했다.가죽의 탄닌과 파이프상의 산화철 사이에 화학반응이 있었다고 한다.피스톤의 가죽 컵 씰에도 문제가 있었습니다.

해설자들은 South Devon 시스템이 플랩 밸브를 덮기 위해 달키 라인에 사용된 철제 날씨 플랩을 생략한 것을 관찰한다.이 라인에서 철판은 피스톤 브래킷 바로 앞에서 돌려졌다.South Devon에서 이것이 생략된 이유는 기록되어 있지 않지만, 그 배치는 상당한 기계적 힘을 수반하고 환경적 소음을 발생시켰을 것이다.

5월과 6월에는 플랩의 일부가 고정에서 떨어져 나가면서 더 심각한 문제가 발생했고, 그 부분을 빨리 교체해야 했다.사무다는 그 회사와 시스템 유지 계약을 맺고 날씨 커버 설치를 권고했지만 채택되지 않았다.이것은 즉각적인 문제를 해결하지 못했고 가죽 플랩을 완전히 교체해야 했습니다. 이것은 32,000파운드(당시 매우 큰 금액)의 비용이 들 것으로 예상되었으며 사무다는 조치를 거부했습니다.

포기

결함이 있는 시스템을 계속 가동시키기 위해 투쟁하는 동안 계약상의 교착상태로 인해, 종말이 다가왔다는 것은 피할 수 없었다.1848년 8월 29일 주주총회에서, 이사들은 모든 어려움을 보고해야 했고 브루넬이 대기 시스템을 포기할 것을 권고했다. 증기 기관차를 제공하기 위해 그레이트 웨스턴 철도와 합의가 이루어졌고, 대기 시스템은 1848년 9월 9일부터 포기될 것이다.

브루넬이 이사회에 제출한 보고서는 포괄적이었으며, 그는 자신의 미묘한 입장과 사무다의 계약상 의무도 염두에 두고 있었다.그는 세 공급업체로부터 얻은 정지 상태의 엔진에 대해 다음과 같이 설명했다. "이 엔진들은 전체적으로 성공한 것으로 입증되지 않았다. 그 중 어느 것도 아직 매우 경제적으로 작동하지 않았고, 일부는 연료 사용에 있어 매우 사치스럽다."극한의 날씨, 더위, 서리, 폭우에서의 가죽 밸브의 어려움은

세 가지 모두에 동일한 치료법이 적용됩니다. 밸브의 가죽에 오일을 바르고 니스칠을 한 후 물에 스며들지 않도록 합니다. 그렇지 않으면 습한 날씨에 밸브 가죽이 스며들거나 추운 날씨에 얼어 꺼질 수 없습니다. 또한 동일한 예방법이 가죽이 마르고 열에 의해 쪼그라드는 것을 방지합니다.조성물이 녹는 것이 아니라 열로 인한 주된 불편함이다.피스톤 캐리지의 탱크에서 밸브에 약간의 물이 퍼지는 것도 매우 건조한 날씨에 유용하다는 것이 밝혀졌는데, 이는 열이 아닌 건조함이 누출의 원인이었음을 보여줍니다.

하지만 훨씬 더 심각한 문제가 있었습니다. "판 사이의 이음새에서 가죽이 찢어져서 상당한 양의 종방향 밸브가 작동하지 않았습니다.가죽은 처음에 부분적으로 갈라졌고, 이는 특히 건조한 날씨에 상당한 누출을 야기했습니다.시간이 지나면 완전히 찢어져 버립니다.

견인 파이프와 밸브의 유지보수는 사무다의 계약상 책임이었지만 브루넬은 부주의한 보관과 밸브가 열차에 의해 사용되기 전에 한동안 설치되었다는 사실에 대해 회사를 비난하고 있다고 지적했습니다. 브루넬은 가능한 완화 조치를 언급하며 책임 문제에 대해 언급하기를 거부했습니다.그러나 결론은 다음과 같습니다.

공사비는 우리의 예상을 훨씬 웃돌고 있어, 여행자나 직공이나 모두가 익숙한 시스템과는 전혀 다른 시스템을 운용하는 것이 너무 큰 것이 판명되었기 때문에, 한층 더 시험해 보면, 현재의 작업 코스트가 큰폭으로 삭감될지도 모른다.뉴턴을 ^[27]넘어서는 시스템을 지속시킬 어떤 유인책도 예상할 수 없다.

일부 주주들 사이에 큰 적개심이 생겼고, 특히 사무다와 브루넬은 심한 비난을 받았지만, 대기 시스템은 종료되었다.

유지 권장

Thomas Gill은 사우스 데본 이사회의 의장이었고 대기 시스템을 계속 유지하기를 원했다.이를 위해 그는 사임하였고, 1848년 11월 제도 유지를 촉구하는 팜플렛을 발간하였다.그는 이를 위한 충분한 지원을 만들어 1849년 1월 6일 회사의 임시 총회가 열렸다.긴 기술적 논의가 이루어졌고, 그 과정에서 클락과 발리는 대기 시스템을 완성하고 노선에 걸쳐 유지하기 위해 계약할 준비가 되어 있다고 말했다.질은 25명의 다른 발명가들이 그들의 창조물을 시험해 보기를 간절히 바라고 있다고 말했다.회의는 8시간 동안 진행됐지만 결국 표결이 이뤄졌다.출석 주주 과반수인 645~567주가 이 제도를 계속하는 것에 찬성했다.그러나 주주들은 참석을 원치 않아 5324표 대 1230표로 투표 포기가 확정됐다.

그것이 사우스 데본 철도의 대기 시스템의 끝이었다.

쥐

마니아 단체들 사이에서는 가죽 플랩의 실패 요인 중 하나가 쥐가 가죽 플랩을 갉아먹었기 때문이라고 종종 주장합니다.초기에 견인 파이프에 쥐가 빨려 들어간 것으로 알려져 있지만, 위에서 설명한 위기 회의에서는 이에 대한 언급이 없었다.역사학자 콜린 디볼은 쥐가 ^[28]철도에서 그런 문제를 일으킨다는 "서류적인 증거는 전혀 없다"고 믿고 있다.

기술적 세부사항

웜우드 스크럽스 데모라인

시연 라인의 피스톤 캐리지가 열린 사륜 트랙이었습니다.도면에 어떤 종류의 컨트롤도 표시되지 않습니다.피스톤을 운반하는 빔을 "퍼치"라고 불렀고, 피스톤은 축에 직접 부착되어 중심점에서 회전했습니다. 피스톤은 부착 브래킷의 뒤쪽에 균형추("쿨터")를 가지고 있었습니다.

달키선

관례적인 열차는 두 개의 객차로 구성되었습니다. 피스톤 객차는 경비실 및 3등실을 포함했고, 2등 객차는 뒤쪽에 끝 전망창을 가지고 있었습니다.일등석 마차는 없었다.그 경비원은 브레이크가 나사로 작동했지만 다른 제어 장치는 없었다.귀환(하강)은 중력 아래에서 이루어졌고, 가드는 피스톤 어셈블리를 한쪽으로 흔들 수 있는 레버를 가지고 있어서 피스톤이 튜브 바깥쪽으로 내려갔다.

생제르맹 선

르페크에서 생 제르맹까지 운행된 구간은 달키 라인과 거의 정확히 같은 길이였으며, 중력에 의한 강하가 피스톤을 튜브에 넣고 이루어졌기 때문에 공기 압력이 속도를 늦추는 데 도움이 되었다는 점을 제외하고는 비슷한 방식으로 운행되었다.상부 터미널에는 로프에 ^[29]의해 스위칭이 관리되는 사이딩이 있었습니다.

런던 크로이돈

피스톤 객차는 양 끝에 운전석 플랫폼이 있는 육륜 밴으로 양끝이 양끝이었다.운전자의 위치는 야외가 아니라 마차 안이었다.센터 액슬이 돌출되어 있지 않고 피스톤 어셈블리가 직접 연결되어 있었습니다.운전자는 진공 게이지(금속 튜브로 피스톤 헤드에 연결된 수은 압력계)를 가지고 있었다.몇몇 차량에는 모세스 리카도의 발명품인 속도계가 장착되어 있었다.운전자는 브레이크뿐만 아니라 바이패스 밸브가 있어 피스톤보다 앞서 부분적으로 배출된 트랙션 튜브에 공기를 공급하여 작용하는 견인력을 감소시켰습니다.이것은 저공비행에서 50분의 1 강하 시 사용된 것으로 보인다.레버와 밸브 배열은 Samuda의 논문의 다이어그램에 나와 있습니다.

가변 크기 피스톤

Samuda의 특허 중 일부는 가변 직경의 피스톤을 포함했고, 동일한 피스톤 캐리지가 트랙션 튜브 크기가 다른 경로 구간을 협상할 수 있게 했다.클레이튼은 다음과 같이 설명합니다. 운전자가 주행 중에 변속을 제어할 수 있습니다. 레버는 피스톤 헤드 뒤쪽에 있는 우산 같은 장치를 작동시킵니다. 경첩이 달린 강철 리브가 있습니다.피스톤용 브래킷을 수용하기 위해 견인 튜브 슬롯, 즉 튜브의 상단이 튜브의 직경이 무엇이든 간에 동일한 높이에 있어야 했습니다. 따라서 씰링할 모든 추가 공간이 아래쪽으로 그리고 옆으로 향하도록 해야 했습니다. "우산" 배치는 비대칭이었습니다.실제로 사우스 데본 철도에서는 22인치 튜브가 열리지 않았기 때문에 이것은 전혀 사용되지 않았습니다; 그리고 포레스트 힐에서의 변화는 그곳의 ^[30]대기 시스템이 끝나기 4개월 전에만 지속되었습니다.가변 직경 피스톤은 생제르맹 철도에도 사용되도록 설계되었으며, 난테르에서 르페크까지 15인치 파이프를 사용하고 생제르맹까지 3.5퍼센트 등급의 25인치 파이프를 사용하기로 했습니다.25인치 구간만 완성되었기 때문에 간단한 피스톤이 ^[29]사용되었습니다.

기관실 위치, 사우스 데본 철도

• Exeter; St Davids 역의 남쪽 끝, 선로 위쪽
• 백작 부인 마모; 턴파이크 다리 남쪽, 197m 22c, 아래쪽^{[note 12]}
• 잔디, 잔디 레벨 건널목 남쪽, 아래쪽
• Starcross, 역 남쪽, 위쪽
• 영국식; 역 동쪽, 위쪽
• Teignmouth, 스테이션과 인접, 위쪽
• 서머하우스, 212m 38c, 다운사이드
• 뉴턴; 역 동쪽, 아래쪽
• Dainton; 터널 서쪽, 아래쪽
• Totnes, 역 근처, 위쪽
• 래터리, 50.43156, 3.78313, 건물이 완공되지 않음
• Torquay: Torre 역(원래 터미널, Torquay라고 함)에서 북쪽으로 1마일 떨어진 위쪽

다인턴 엔진 하우스에서는 펌프의 입구 파이프에 진공 리시버를 설치하기로 되어 있었습니다.이것은 분명히 견인 파이프에 흡수될 수 있는 파편들을 위한 차단기였다; 그것은 직원들이 때때로 ^[31]파편을 치울 수 있는 열린 문이 있었다.

대기식 철도관 표시

• 옥스퍼드셔 디드콧의 디드콧 철도 센터: 1993년 Paignton 인근 Goodrington Sands의 모래 밑에서 발견된 3개의 사용되지 않은 사우스 데본 22인치 파이프. 2000년부터 다른 소스로부터 ^[32]GWR 레일이 회수되었습니다.
• 브루넬의 SS 그레이트브리튼 브리스톨에서 2018년에 개막한 "Being Brunel" 전시: 사용되지 않은 22인치 사우스 데본 파이프 길이.
• STEAM – Swindon, Great Western Railway Museum of the Great Western Railway, Swindon: 사용되지 않은 South Devon 22인치 파이프의 매우 짧은 부분. 아마도 1912년에 패딩턴에 ^[32]있는 Great Western Railway 회사 박물관에서 볼 수 있었던 부분일 것입니다.
• 뉴턴 애벗 타운과 GWR 박물관, 뉴턴 애벗, 데본: 사용되지 않은 22인치 사우스 데본 파이프의 또 다른 매우 짧은 부분.
• 크로이돈 크로이돈 박물관: 1933년 웨스트 크로이돈 ^[33]역에서 발견된 런던과 크로이돈의 15인치 파이프 길이.

기타 초기 응용 프로그램

피스톤이 아닌 차량 전체가 튜브 안에 들어가도록 두 개의 시범 철도가 건설되었다.두 경우 모두 차량이 기압에 의해 한쪽 방향으로 밀리고 다른 쪽 방향으로 압력이 증가했으며, 두 경우 모두 증기 기관차의 매연과 가스 없이 차량을 지하로 운행하는 것이 목적이었다.

• 1864년 람멜의 크리스털 팰리스 대기 철도는 워털루 역에서 그레이트 스코틀랜드 야드까지 템즈강 아래를 달릴 수 있는 워털루와 화이트홀 철도에 대한 관심을 불러일으키기 위한 것이었다.후자의 건축은 1865년과 1866년에 시작되었지만 계속되지는 않았다.
• 알프레드 E. 1870년부터 1873년까지 뉴욕시 브로드웨이 아래 한 블록 동안 운행된 Beach's Beach Air Transit은 공압 작동과 도로 표면을 방해하지 않는 터널링 방법을 시연했습니다.공기 압력은 이전의 모든 설비에서 사용된 디스크 팬이 아닌 대형 임펠러인 루트 블로워에 의해 제어되었습니다.더 이상 아무것도 건설되지 않았다.

에어로모벨

실용적인 대기 시스템을 만들려는 19세기의 시도는 기술적 단점에 의해 좌절되었다.오늘날, 현대 재료는 실용적인 시스템을 구현할 수 있게 해 주었다.

20세기 말에 브라질의 Aeromobel Corporation은 대기 동력으로 움직이는 자동 인력 이동기를 개발했습니다.경량 열차는 에어 덕트를 형성하는 높은 중공 콘크리트 박스 거더에 장착된 레일을 타고 있습니다.각 차량은 덕트 내의 사각 플레이트(피스톤)에 부착되며, 고무 플랩으로 밀봉된 세로형 슬롯을 관통하는 돛대에 의해 연결됩니다.고정식 전기 공기 펌프는 덕트로 공기를 불어 양압을 생성하거나 덕트에서 공기를 배출하여 부분 진공 상태를 생성하기 위해 라인을 따라 배치됩니다.피스톤 플레이트에 작용하는 압력 차이로 인해 차량이 움직입니다.

조명 및 제동용 전력은 차량이 주행하는 트랙을 통해 저전압(50V) 전류에 의해 열차에 공급되며, 이는 온보드 배터리를 충전하는 데 사용됩니다.열차에는 역에 정확하게 정차하기 위한 일반적인 브레이크가 있습니다. 이러한 브레이크는 플레이트에 압력 차이가 작용하지 않을 경우 자동으로 작동합니다.완전 적재 차량은 적재량 대비 적재량의 비율이 약 1:1로 기존 대체 ^[34]차량보다 최대 3배 더 높습니다.차량은 운전자가 없고 라인 사이드 ^[35]컨트롤에 의해 결정되는 움직임이 있습니다.Aeromobel은 1970년대 후반에 브라질 Oskar H.W. Coester[pt]^[36]에 의해 설계되었습니다.

이 시스템은 1989년 인도네시아 자카르타의 Taman Mini Indonesia Indah에서 처음 도입되었습니다.그것은 테마파크에 서비스를 제공하기 위해 건설되었다; 그것은 6개의 역과 ^[37]3개의 열차가 있는 2마일 (3.22km)의 루프이다.2010년대 후반, 디젤 ^[38]동력으로 전환된 단 한 대의 열차만 운행한 채, 시스템은 일정 기간 폐쇄되었다가 2019년에 다시 개통되었다.

두 번째 설치인 Metro-Airport Connection은 2013년 8월에 개통되었습니다.이 노선은 포르토 알레그레 지하철의 에스타상 에어로포르토(공항 역)와 살가도 필로 국제공항 ^[39]제1터미널을 연결합니다.단일 노선의 길이는 0.6마일(1km)이고 이동 시간은 90초입니다.첫 번째 150인승 차량은 2013년 4월에 인도되었고 300인승 보조 차량은 나중에 인도되었다.

2018년 12월, 중국에서 에어로모벨과 중국 철도 엔지니어링 그룹 (CREG)^[40]의 협력을 통해 개발된 공압 철도 연구 개발 센터가 공개되었습니다.양사는 2017년 ^[41]초부터 Canoas에 ^[42]제안된 시작되었지만 정지된 시스템을 포함한 프로젝트에 협력해 왔습니다.

가나 수도에 위치한 194km(121mi) 고가 경전철망인 5개 노선 아크라 스카이트레인도 이 기술을 사용할 예정이다.2019년 가나 정부는 남아프리카 공화국 컨소시엄과 건설-운영-이전 양허협정을 체결하여 26억 달러의 추정 비용을 들여 프로젝트를 개발하였다.2021년 6월 현재 프로젝트는 타당성 조사 단계를 통과하지 못하고 있습니다.

2020년 12월, Aeromovel 기술을 보유한 Aerom이 상파울루/과룰호스 국제공항에 GRU 공항 피플 무버를 설치하도록 선정되었다고 발표되었습니다.이 노선의 길이는 2.6킬로미터(1.6마일)이고 4개의 ^[43][44]역이 있을 것이다.

고속 개념

미국의 플라이트 레일사는 진공과 공기압을 이용하여 승객 모듈을 고가도로를 따라 이동시키는 고속 대기 열차의 개념을 개발했다.정지 전력 시스템은 트러스 어셈블리 내의 레일 아래 중앙에 위치한 연속 공압 튜브 내부에 진공(피스톤 앞)과 압력(피스톤 뒤)을 생성합니다.프리 피스톤은 위의 조수석 모듈에 자기적으로 결합됩니다. 이 배열로 전원 튜브를 닫아 누출을 방지할 수 있습니다.운송 장치는 한 쌍의 평행한 강철 레일의 전원 튜브 위에서 작동합니다.

이 회사는 현재 옥외 테스트 가이드웨이에서 1/6 스케일 파일럿 모델을 운영하고 있습니다.가이드웨이의 길이는 2095피트(639m)이며, 2%, 6%, 10%의 등급이 포함되어 있습니다.파일럿 모델은 최대 40km/h(25mph)의 속도로 작동합니다.이 회사는 본격적인 구현이 322km/^[45][46]h(200mph)를 초과하는 속도를 낼 수 있을 것이라고 주장한다.

「 」를 참조해 주세요.

• 케이블 철도 – 가파른 경사를 극복하는 더 성공적이지만 느린 방법입니다.
• Funicular – 하행차의 중력을 이용하여 급경사를 극복하고 상행차를 상승시키는 시스템
• 하이퍼루프
• 공압관
• 증기 캐터펄트 – 선박에서 항공기를 띄울 때 사용: 양압을 사용하지만 씰과 여행자의 배열은 유사합니다.
• Vactrain – 공기 저항을 최소화하기 위해 차량이 진공 튜브를 타고 이동하는 미래형 개념으로, 제안된 추진 시스템은 대기가 아닙니다.

메모들

레퍼런스

추가 정보

• Adrian Vaughan, Railway Blanders, Ian Allan Publishing, Hersham, 2008, ISBN 978-0-7110-3169-2; 21페이지에는 1933년에 발굴된 L&CR 견인 튜브 사진이 나와 있습니다.
• Arthur R Nicholls, 런던 & 포츠머스 다이렉트 대기 철도, 폰틸 미디어, 2013, ISBN 978 1 78155244 5; 트렁크 루트 시도 실패 사례
• Winchester, Clarence, ed. (1936), ""The Atmospheric railway"", Railway Wonders of the World, pp. 586–588