(หนึ่งใน Rail Zeppelin ที่ไม่มีตัวรถ เมื่อวันที่ 30 สิงหาคมt 1930 แสดงให้เห็นโครงร่างที่สลับซับซ้อนของตัวเครื่อง)
หัวรถจักรสามารถรับพลังงานจากแหล่งต่าง ๆ ได้มากมาย ในอดีตตู้รถไฟที่เก่าแก่ที่สุดขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ จากนั้นรถไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์ไฟฟ้าก็มาถึง ต่อมาแบตเตอรี่แบบ Onboard Charger ถูกแทนที่ด้วยสายไฟเหนือศีรษะ รวมถึงหัวรถจักรที่ทำงานด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ขับเคลื่อนล้อของรถจักรโดยตรงโดยใช้ระบบส่งกำลังเชิงกลเช่น ในรถยนต์ หรือใช้พลังงานหมุนของเครื่องยนต์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าซึ่งจะใช้แรงฉุดจากมอเตอร์
นอกจากนี้ ยังมีหัวรถจักรที่ทำงานบนอากาศอัดที่เรียกว่า "หัวรถจักรไร้ไฟ" (fireless locomotives) , รถจักรไอน้ำ-ดีเซลแบบไฮบริด (น้ำในหม้อไอน้ำถูกทำให้ร้อนโดยใช้น้ำมันดีเซลแทนถ่านหินแบบดั้งเดิม) และรถจักรไอน้ำไฟฟ้าแบบไฮบริด (น้ำถูกทำให้ร้อนโดยใช้ไฟฟ้าจากเครื่องทำความร้อน)
ซึ่งการออกแบบที่ไม่ธรรมดาเหล่านี้บางส่วนพบว่า มีการใช้งานในกรณีที่เฉพาะเจาะจงมากๆ เช่น ในประเทศสวิตเซอร์แลนด์ ซึ่งไม่มีถ่านหินสำรองตามธรรมชาติ แต่มีหนึ่งในการออกแบบหัวรถจักรที่ไม่ได้รับแรงฉุดใดๆแม้จะแสดงศักยภาพอย่างมาก นั่นคือ " หัวรถจักรที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัด "
โดยรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดลำแรกคือ " Aerowagon " ออกแบบโดยวิศวกรโซเวียต Valerian Abakovsky ในปี 1917 ที่มีลักษณะคล้าย
เกวียนเทียมม้า แต่มีใบพัดคู่ขนาดใหญ่ติดอยู่ด้านหน้าแทนม้า ซึ่งมันแสดงให้เห็นถึงการผลักดันขีดจำกัดของการออกแบบเกวียนให้สามารถรองรับความเร็วได้ โดยสามารถทำความเร็วได้ถึง 140 กม.ต่อชั่วโมง อย่างไรก็ตาม เมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม1921 ขณะเดินทางจากTula ไป Moscow
" Aerowagon " ตกรางด้วยความเร็วสูง คร่าชีวิตผู้โดยสาร 7 คนจากทั้งหมด 22 คนบนเครื่อง ซึ่งในบรรดาคนตายคือนักประดิษฐ์ Aerowagon เองชื่อว่า Valerian Abakovsky
Aerowagon
แปดปีหลังจากเกิดอุบัติเหตุที่น่าเศร้า Franz Kruckenberg วิศวกรเครื่องบินชาวเยอรมันได้ออกแบบรถรางขับเคลื่อนด้วยใบพัด ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นอย่างมากที่เรียกว่า " Schienenzeppelin " หรือ rail zeppelin เนื่องจากมีลักษณะคล้ายกับเรือเหาะ ที่ด้านหลังเป็นใบพัดขนาดใหญ่ที่ผลักรางรถไฟด้วยความเร็วที่ไม่เคยมีมาก่อน โดย Schienenzeppelin ยังเป็นรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดที่เร็วที่สุดด้วย
รถมีความยาว 25 เมตรและสูง 2.8 เมตร ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์อากาศยาน petrol aircraft engines 6 สูบของ BMW IV 6 ที่ขับด้วยสี่ใบพัดแบบระยะคงที่ ต่อมาเครื่องยนต์ถูกแทนที่ด้วย BMW VI 12 กระบอกสูบเดียว 600 แรงม้า ส่วนใบพัดสี่ใบถูกแทนที่ด้วยสองใบ ทั้งนี้ Schienenzeppelin สร้างขึ้นจากอะลูมิเนียมเพื่อลดน้ำหนัก และโดดเด่นด้วยโครงร่างที่เพรียวบางเพื่อลดแรงต้านของอากาศ โดยภายในเป็นแบบ spartan (เรียบง่าย) พร้อมที่นั่งสำหรับผู้โดยสาร 40 คน
ปกติ Schienenzeppelin จะใช้ความเร็วเกิน 200 กม. / ชม. โดยเฉพาะในปี 1931 ได้ทำสถิติ 230 กม./ ชม.บนเส้นทาง Berlin–Hamburg ระหว่างเมือง Karstädt และ Dergenthin ซึ่งไม่มีรถรางอื่น ๆ แซงได้จนถึงปี 1954 อย่างไรก็ตาม รถรางนี้ยังคงครองตำแหน่งบันทึกความเร็วทางบกสำหรับยานพาหนะรางที่ใช้น้ำมันเบนซิน
Schienenzeppelin
Schienenzeppelin ถูกสร้างขึ้นเพียงคันเดียวซึ่งกินเวลาเพียงห้าปีเท่านั้น ข้อเสียเปรียบที่ชัดเจนที่สุดของ Schienenzeppelin คือไม่สามารถดึงตู้ขบวนเพิ่มเติมเพื่อสร้างรูปแบบรถไฟได้ และนักออกแบบบางคนแสดงความกังวลเกี่ยวกับ อันตรายของการมีใบพัดเปิดในสถานีรถไฟที่มีผู้คนพลุกพล่าน นอกจากนี้ ยานพาหนะยังไม่สามารถปีนขึ้นไปบนทางลาดได้
ต่อมา Schienenzeppelin ถูกขายให้กับรถไฟแห่งชาติเยอรมัน Deutsche Reichsbahn (German Imperial Railway) ในปี 1934 และห้าปีต่อมาในปี 1939 ขณะที่เยอรมนีอยู่ในช่วงสงคราม rail zeppelin นี้ถูกทิ้ง ส่วนวัสดุของมันถูกนำกลับมาใช้ใหม่ทางทหาร
กลับไปในช่วงเวลาเดียวกันกับที่ Valerian Abakovsky กำลังทดลอง Aerowagon วิศวกรชาวสก็อต George Bennie เริ่มทำงานกับเครื่อง rail-aircraft hybrid ของรถไฟรางเดียวของเขา ซึ่งการออกแบบของ Bennie ประกอบด้วยรถไฟรางเดี่ยว (monorail) ที่ห้อยลงมาจากรางเหนือศีรษะ และขับเคลื่อนด้วยใบพัด
โดยในปี1929-1930 Bennie ได้สร้างต้นแบบบนเส้นทางทดลองในระยะทางยาว 119 เมตรที่เมือง Milngavie นอกทางรถไฟ Glasgow และ Milngavie Junction และรถราง Railplane หนึ่งคันเพื่อสาธิตระบบให้กับลูกค้าที่มีศักยภาพ
Bennie Railplane
เขาเชื่อว่า Railplane ของเขาสามารถวิ่งได้เหนือรางรถไฟทั่วไปที่ขนส่งและบรรทุกผู้โดยสารได้ ในขณะที่การขนส่งสินค้าตามพื้นดินนั้นเคลื่อนตัวช้ากว่า และเพื่อสร้างความประทับใจให้กับผู้มีโอกาสเป็นนักลงทุน เขาได้ติดตั้งขบวนรถสาธิตอย่างหรูหราด้วยพรมผ้าม่าน ที่นั่งที่สบาย พร้อมโต๊ะและไฟตั้งโต๊ะ
แม้จะได้รับความสนใจจากทั่วโลก แต่ Bennie ก็ไม่สามารถขอรับการสนับสนุนทางการเงินที่จำเป็นในการพัฒนาระบบขนส่งที่ปฏิวัติวงการได้ ในที่สุดปี 1937 Bennie ก็ล้มละลายเพราะเขาใช้เงินส่วนใหญ่ของตัวเอง
ย้อนไปในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง วิศวกรชาวเยอรมัน Otto Steinitz มีแนวคิดในการทดสอบเครื่องยนต์อากาศยานและใบพัดบนรถรางรถไฟ
โดยก่อนหน้า Carl Geissen ได้ออกแบบตัวยึดเครื่องยนต์และทำการทดสอบในเส้นทางพิเศษที่สถาบันวิจัยการบินเยอรมัน ( Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt, DVL ) ในเบอร์ลิน
รถทดสอบทำความเร็วได้สูงถึง 97 ไมล์ต่อชั่วโมง (140 กม. / ชม.) หลังสงคราม แนวคิดรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดดังกล่าว ทำให้ Steinitz ออกแบบ
รถสองเพลาพิเศษที่มีส่วนยึดสำหรับเครื่องยนต์ aircraft engine ที่ปลายแต่ละด้าน และมีพื้นที่ปิดล้อมระหว่างเครื่องยนต์เป็นห้องลูกเรือ ผู้โดยสาร และอุปกรณ์ โดยรถไฟรางนี้รู้จักกันในชื่อ " Dringos-Wagen "
Dringos-Wagen ที่กำลังทดสอบจากแนวคิดของรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดในปี 1919 (สังเกตหม้อน้ำที่ติดตั้งบนดาดฟ้า)
ซึ่งจากการทดสอบเมื่อวันที่ 11 พฤษภาคม 1919 ในระยะทาง 25 ไมล์ (40 กม.) จากเมือง Grunewald ไปยัง Beelitz โดยบรรทุกผู้โดยสารได้ประมาณ 40 คน (อาจเป็นผู้โดยสาร 35 คนและลูกเรือ 5 คน) Dringos-Wagen กลับมีอัตราเร่งที่ช้าและความเร็วสูงสุดที่จำกัดที่ประมาณ 37 ไมล์ต่อชั่วโมงเท่านั้น (60 กม. / ชม.)
ดังนั้น ความสนใจใน Dringos-Wagen ของ Steinitz จึงลดลงหลังจากการทดสอบ แต่สำหรับ Geissen เขายังคงออกแบบรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดต่อไป สำหรับบริการผู้โดยสารในช่วงต้นทศวรรษที่ 1920 โดยในช่วงต้นทศวรรษ 1920 เดียวกันนี้ เพื่อนวิศวกรชาวเยอรมัน Kurt Wiesinger และ Franz Friedrich Kruckenberg ที่มีแนวคิดคล้ายกันในการใช้ใบพัดเพื่อปรับปรุงและเร่งการจราจรทางรถไฟ โดย Wiesinger จินตนาการถึงรถรางขับเคลื่อนไปตามรางรถไฟด้วยใบพัด
ในขณะที่ Kruckenberg พิจารณาถึง propeller-driven gondola ที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดที่คล่องตัว ซึ่งห้อยลงมาจากรางเหนือศีรษะเพียงรางเดียวแบบ Zeppelin-on-rails ทั้งนี้ การออกแบบของ Kruckenberg นั้นคล้ายคลึงกับ Railplane ของ George Bennie ในช่วงเวลาเดียวกัน โดยทั้งคู่พบกันในปี 1923 แต่ในไม่ช้าก็ต้องแยกทางกัน
Propeller - wagen ของ DVL เป็นเครื่องทดสอบเป็นความลับสุดยอด และไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อขนส่งผู้โดยสาร
อย่างไรก็ตาม Propeller - wagen ให้ข้อมูลที่สำคัญเกี่ยวกับระบบกันสะเทือนและการจัดการที่จะนำไปใช้กับ Rail Zeppelin
Kruckenberg นั้น หลังจากสำเร็จการศึกษาในเดือนสิงหาคมปี 1909 เขาได้เข้าร่วมงานกับบริษัท Luftschiffbau Schütte-Lanz ของ Karl Lanz
(นักอุตสาหกรรมที่ก่อสร้างเรือเหาะ Schütte-Lanz) ในเดือนเมษายนปีเดียวกัน ในตำแหน่งวิศวกรพัฒนา ที่มีส่วนร่วมในการสร้างเรือเหาะและเครื่องบินในขณะที่ทำงานอยู่ที่ Schütte-Lanz โดยเขาเป็นหัวหน้าผู้ออกแบบและผู้อำนวยการฝ่ายการผลิตเครื่องบินของบริษัทในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1
อย่างไรก็ตาม ที่ผ่านมา Kruckenberg ให้ความสำคัญกับวิธีการปรับปรุงการเดินทางโดยรถไฟ โดยก่อตั้ง Company for Traffic Engineering
( Gesellschaft für Verkehrstechnik, GVT ) เพื่อส่งเสริมระบบรางเหนือศีรษะ และสร้างรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดสำหรับการทดลองบนเส้นทางรถไฟที่มีอยู่เพื่อตรวจสอบแนวคิดของระบบรางเหนือศีรษะให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น
SVT 137 155 ที่สร้างขึ้นจากการทดลองระบบขับเคลื่อนดีเซล-ไฮดรอลิกของ Rail Zeppelin (สังเกตว่าปล่องไอเสียแยกกระจกหน้ารถ)
ออกแบบโดย Kruckenberg สามารถรองรับผู้โดยสารได้ 100 คน ตัวอย่างหนึ่งของ SVT 137 155 เสร็จสมบูรณ์ในปี 1938
โดยสร้างสถิติความเร็วรถไฟโดยสารแบบธรรมดาในวันที่ 23 มิถุนายน 1939 ที่ 134 ไมล์ต่อชั่วโมง (215 กม./ชม.)
SVT 137 155 ไม่เคยเข้าประจำการ และถูกทิ้งในปี 1967
A Railway Zeppelin" - 1930 (ดูรถไฟที่ยอดเยี่ยมได้อีกหลายขบวนใน Cr.)
ที่มา
– Der Schienenzeppelin by Alfred Gottwaldt (2006)
– BMW Aero Engines by Fred Jakobs, Robert Kroschel, and Christian Pierer (2009)
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
“ Rail Zeppelin” รถรางขับเคลื่อนด้วยใบพัดในอดีต
รถมีความยาว 25 เมตรและสูง 2.8 เมตร ขับเคลื่อนด้วยเครื่องยนต์อากาศยาน petrol aircraft engines 6 สูบของ BMW IV 6 ที่ขับด้วยสี่ใบพัดแบบระยะคงที่ ต่อมาเครื่องยนต์ถูกแทนที่ด้วย BMW VI 12 กระบอกสูบเดียว 600 แรงม้า ส่วนใบพัดสี่ใบถูกแทนที่ด้วยสองใบ ทั้งนี้ Schienenzeppelin สร้างขึ้นจากอะลูมิเนียมเพื่อลดน้ำหนัก และโดดเด่นด้วยโครงร่างที่เพรียวบางเพื่อลดแรงต้านของอากาศ โดยภายในเป็นแบบ spartan (เรียบง่าย) พร้อมที่นั่งสำหรับผู้โดยสาร 40 คน
ปกติ Schienenzeppelin จะใช้ความเร็วเกิน 200 กม. / ชม. โดยเฉพาะในปี 1931 ได้ทำสถิติ 230 กม./ ชม.บนเส้นทาง Berlin–Hamburg ระหว่างเมือง Karstädt และ Dergenthin ซึ่งไม่มีรถรางอื่น ๆ แซงได้จนถึงปี 1954 อย่างไรก็ตาม รถรางนี้ยังคงครองตำแหน่งบันทึกความเร็วทางบกสำหรับยานพาหนะรางที่ใช้น้ำมันเบนซิน
ต่อมา Schienenzeppelin ถูกขายให้กับรถไฟแห่งชาติเยอรมัน Deutsche Reichsbahn (German Imperial Railway) ในปี 1934 และห้าปีต่อมาในปี 1939 ขณะที่เยอรมนีอยู่ในช่วงสงคราม rail zeppelin นี้ถูกทิ้ง ส่วนวัสดุของมันถูกนำกลับมาใช้ใหม่ทางทหาร
กลับไปในช่วงเวลาเดียวกันกับที่ Valerian Abakovsky กำลังทดลอง Aerowagon วิศวกรชาวสก็อต George Bennie เริ่มทำงานกับเครื่อง rail-aircraft hybrid ของรถไฟรางเดียวของเขา ซึ่งการออกแบบของ Bennie ประกอบด้วยรถไฟรางเดี่ยว (monorail) ที่ห้อยลงมาจากรางเหนือศีรษะ และขับเคลื่อนด้วยใบพัด
โดยในปี1929-1930 Bennie ได้สร้างต้นแบบบนเส้นทางทดลองในระยะทางยาว 119 เมตรที่เมือง Milngavie นอกทางรถไฟ Glasgow และ Milngavie Junction และรถราง Railplane หนึ่งคันเพื่อสาธิตระบบให้กับลูกค้าที่มีศักยภาพ
แม้จะได้รับความสนใจจากทั่วโลก แต่ Bennie ก็ไม่สามารถขอรับการสนับสนุนทางการเงินที่จำเป็นในการพัฒนาระบบขนส่งที่ปฏิวัติวงการได้ ในที่สุดปี 1937 Bennie ก็ล้มละลายเพราะเขาใช้เงินส่วนใหญ่ของตัวเอง
ย้อนไปในช่วงสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง วิศวกรชาวเยอรมัน Otto Steinitz มีแนวคิดในการทดสอบเครื่องยนต์อากาศยานและใบพัดบนรถรางรถไฟ
โดยก่อนหน้า Carl Geissen ได้ออกแบบตัวยึดเครื่องยนต์และทำการทดสอบในเส้นทางพิเศษที่สถาบันวิจัยการบินเยอรมัน ( Deutschen Versuchsanstalt für Luftfahrt, DVL ) ในเบอร์ลิน
รถทดสอบทำความเร็วได้สูงถึง 97 ไมล์ต่อชั่วโมง (140 กม. / ชม.) หลังสงคราม แนวคิดรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดดังกล่าว ทำให้ Steinitz ออกแบบ
รถสองเพลาพิเศษที่มีส่วนยึดสำหรับเครื่องยนต์ aircraft engine ที่ปลายแต่ละด้าน และมีพื้นที่ปิดล้อมระหว่างเครื่องยนต์เป็นห้องลูกเรือ ผู้โดยสาร และอุปกรณ์ โดยรถไฟรางนี้รู้จักกันในชื่อ " Dringos-Wagen "
ดังนั้น ความสนใจใน Dringos-Wagen ของ Steinitz จึงลดลงหลังจากการทดสอบ แต่สำหรับ Geissen เขายังคงออกแบบรถรางที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดต่อไป สำหรับบริการผู้โดยสารในช่วงต้นทศวรรษที่ 1920 โดยในช่วงต้นทศวรรษ 1920 เดียวกันนี้ เพื่อนวิศวกรชาวเยอรมัน Kurt Wiesinger และ Franz Friedrich Kruckenberg ที่มีแนวคิดคล้ายกันในการใช้ใบพัดเพื่อปรับปรุงและเร่งการจราจรทางรถไฟ โดย Wiesinger จินตนาการถึงรถรางขับเคลื่อนไปตามรางรถไฟด้วยใบพัด
ในขณะที่ Kruckenberg พิจารณาถึง propeller-driven gondola ที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดที่คล่องตัว ซึ่งห้อยลงมาจากรางเหนือศีรษะเพียงรางเดียวแบบ Zeppelin-on-rails ทั้งนี้ การออกแบบของ Kruckenberg นั้นคล้ายคลึงกับ Railplane ของ George Bennie ในช่วงเวลาเดียวกัน โดยทั้งคู่พบกันในปี 1923 แต่ในไม่ช้าก็ต้องแยกทางกัน
Kruckenberg นั้น หลังจากสำเร็จการศึกษาในเดือนสิงหาคมปี 1909 เขาได้เข้าร่วมงานกับบริษัท Luftschiffbau Schütte-Lanz ของ Karl Lanz
(นักอุตสาหกรรมที่ก่อสร้างเรือเหาะ Schütte-Lanz) ในเดือนเมษายนปีเดียวกัน ในตำแหน่งวิศวกรพัฒนา ที่มีส่วนร่วมในการสร้างเรือเหาะและเครื่องบินในขณะที่ทำงานอยู่ที่ Schütte-Lanz โดยเขาเป็นหัวหน้าผู้ออกแบบและผู้อำนวยการฝ่ายการผลิตเครื่องบินของบริษัทในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 1
– BMW Aero Engines by Fred Jakobs, Robert Kroschel, and Christian Pierer (2009)