Бумага имеет множество применений, и мы соприкасаемся с ней почти каждый день, читая газету, попивая кофе в популярном сетевом магазине или заваривая чай из пакетика. Мы обычно ассоциируем этот материал с предметами, которые не очень прочны и легко разрушаются. Так что для многих может стать шоком тот факт, что бумага уже некоторое время используется в железнодорожных колесах. Давайте разберемся, почему было выбрано именно это решение и каковы были последствия его использования.
Сегодня на железнодорожном транспорте используются опорные колеса из стали. Они должны выдерживать гигантские нагрузки и большой вес всей композиции, что особенно важно при транспортировке тяжелых грузов. В 19 веке этот тип решения был либо недоступен, либо выгоден. До 1870 года подавляющее большинство железнодорожных колес было полностью изготовлено из чугуна, а некоторые представляли собой гибридные конструкции, в которых использовались деревянные и кованые обручи.
Однако чугунные колеса имели заметные недостатки. Несмотря на то, что это достаточно прочный материал, он также подвержен растрескиванию. Второй проблемой был низкий комфорт пассажиров в пути - колеса сильно передавали все возникающие от несовершенства путей вибрации на вагоны, из-за чего поездка на поезде, особенно на дальних маршрутах, была просто обременительна. Ричард Н. Аллен, бывший машинист локомотива, решил исправить это довольно неожиданным образом .
Революционная идея владельца бумажной фабрики
Аллен владел бумажной фабрикой и боролся с большой конкуренцией из-за огромного насыщения рынка соломы. Он понял, что ему нужен продукт, который мог бы дать ему значительное конкурентное преимущество. Поэтому он начал работать над бумажным опорным колесом для поездов . Благодаря своим знаниям, полученным при работе с локомотивами, он знал о проблемах чугунных колес. Он также знал, что бумага может устранить их и обеспечить адекватное демпфирование.
Следует отметить, что бумажные круги делались не полностью из бумаги . Аллен использовал металлический обруч, чугунную втулку и прикрепленные к ним железные пластины. Так почему же мы говорим о бумажных кругах? Это потому, что все внутреннее ядро сделано из бумаги. Он состоял из спрессованных слоев соломы, которые затем склеивались мучным клейстером.
В самом начале выпускались стандартные соломенные доски, склеенные из десяти бумажных листов. Затем их подавали в 650-тонный гидравлический пресс , производивший новые, на этот раз сильно сжатые листы, которые в течение следующих нескольких дней подвергались паровой термообработке. Позже процесс повторялся, создавая последовательные слои, пока сама бумага не стала толщиной до 5 дюймов и состояла примерно из 200 стандартных листов бумаги.
Для сборки на фланец ступицы был установлен кованый затыльник, а сам бумажный диск запрессован в ступицу с усилием 25 тонн . На него, в свою очередь, был установлен обод и, наконец, прикручена передняя панель. Таким образом было создано 42-дюймовое колесо весом целых 505 кг, из которых только бумажный сердечник весил 90 кг.
Аллен испытал колеса на железной дороге Ратленд на северо-востоке США. К удивлению многих зрителей, испытания прошли успешно, привлекая внимание компании Pullman Palace Car Company, известной своими роскошными вагонами-ресторанами и спальными вагонами. Всего через два года после того, как Аллен получил патент, его компания получила заказ на 100 бумажных колес, которые были так хорошо приняты, что быстро стали стандартом для всех новых автомобилей Pullman.
Огромный успех и еще больший провал
Заказы на колеса были настолько велики, что Allen Paper Car Wheel Co. он начал быстро расти. Открыты три завода, на которых работает более 200 человек. Одна фабричная бригада могла производить 24 колеса в день, а к 1893 году на рынке было представлено более 115 000 колес. такие структуры . Успех бумажного колеса Аллена быстро привлек подражателей, которые делали похожие изделия, но с немного другим наполнителем, например, из резины или пеньки.
Считалось, что используемая технология имеет хорошие шансы на развитие, но изменения, происходившие на рубеже веков, подтвердили это мнение. Железная дорога начала переходить с деревянных на стальные вагоны , а это означало, что вес поездов значительно увеличился. Это, конечно, означало увеличение нагрузки на колеса при торможении и, как следствие, возможность их повреждения. Сначала Пуллман обвинил самих операторов вагонов, которые, по словам представителей компании, не обслуживали вагоны должным образом.
Количество неисправностей росло от недели к неделе и стали происходить достаточно серьезные аварии. Наконец, в 1915 году Межгосударственная торговая комиссия сочла бумажные круги небезопасными и запретила их . Вагоны с такими колесами были сняты со всех магистральных линий, но что интересно, аналогичные конструкции, но для автомобилей, использовались до 1960 года. Также было решено, что композитные колеса как таковые не имеют будущего в железнодорожной отрасли, поэтому после снятия продукции Allen, пришло время производства цельнолитых стальных колес, о которых мы упоминали в самом начале.
Сегодня никто толком не помнит о бумажных колесах. Мало кто, вероятно, даже осознавал, что такое решение может когда-либо использоваться. Тем не менее, идея имела решающее значение из-за более позднего развития амортизации вагонов поездов, поэтому можно с уверенностью сказать, что бумажные колеса хоть как-то повлияли на форму нынешней железной дороги.