Zapomenuté vynálezy: Hybridní pozemní lanová dráha

Co se pod tím pojmem (který je „premiérovým“ převedením termínu anglického do češtiny) skrývá? Jde o jiné řešení problému příliš strmých úseků na železniční trati, než poskytuje ozubnice s příslušnými hnacími vozidly: V daném úseku je mezi kolejnice položeno nekonečné lano podobným způsobem, jaký se používá u pozemní lanovky, na které se v dolní stanici manuálně přivěsí běžná lokomotiva, která je i se zátěží dopravena spojenými silami stabilním motorem poháněného lana a vlastního adhezního pohonu do stanice horní, kde se samočinně odpojí a plynule pokračuje už v normální jízdě. Jak to celé funguje, to podrobně objasňuje historický článek, který vyšel roku 1909 v časopise Vynálezy a pokroky a v elektronické podobě je k dispozici na internetovém portálu Bejvávalo.cz. Pro vaše pohodlí jej zde ocituji celý:

Železnice jako lanová dráha. Francouz Lévy Lambert velmi správně uvedl ve svém pojednání o lanových drahách, že jedinou příčinou podivuhodného rozvoje železnic je praktické využitkování přírodních zákonů o tření. Na železnici na vodorovné trati je pohybován vlak silou, jež činí na př. toliko 0’003 jeho váhy, rychlostí mnohem větší, nežli je ta, kterou by mohl jeti po obyčejné vodorovné cestě, jsa tažen silou rovnající se asi 0’03 váhy. Tažná síla je tedy při jízdě po kolejích asi desetkráte menší, nehledíme-li ani k mnohem větší rychlosti pohybu. Tak tomu však je toliko v rovině; překonává-li vlak stoupání, má se to zcela jinak, poněvadž je nutno také ještě překonávati složku tíže ve směru pohybu vlaku. Dostačí sklon pouhých 25 mm na 1 m délky, aby se zvýšila tažná síla téměř desateronásobně.

Trať s kdysi adhezně nepřekonatelným úsekem; zdroj: www.bahnen-wuppertal.de

Proto se staví železniční trati tak pečlivě, proto se na nich vyskytuje mnoho náspů, průkopů, tunelů i viaduktů; jednáť se o to, aby stoupání trati bylo všude co nejmenší. Důležitost této podmínky pociťuje se tím více, že stačí jediná poněkud sklonitější část trati, aby bylo nutno zmenšiti náklad čili spíše zatížení lokomotiv, jež táhnou vlak po celé délce trati. Nechce-li se však zmenšiti náklad, aby se jízda usnadnila, je nutno buď vlak před oním sklonem rozděliti, nebo použiti pomocných lokomotiv, tak že pak táhnou vlak dvě lokomotivy. Veškerá tato řešení mají však vážné vady, nehledíme-li ani k tomu, že někdy ani dvě lokomotivy nestačí, aby na takové sklonitější části utáhly vlak, který po ostatní trati zcela bez závady jede toliko s jednou lokomotivou.

Proto se také na některých tratích používá na takových svazích ozubnice a lokomotivy jsou smíšeného typu, tak že jedou buď jen účinkem adhaese, nebo pomocí ozubeného kola, zabírajícího s ozubnicí. Tato odpomoc není však také prosta vad, zejména, jedná-li se o sklon malého rozsahu. Železniční trať, na níž se vyskytují popsané obtíže, je na př. ve Skotsku. Poněkud příkrý sklon, který musí vlaky překonávati, je t. zv. „Cowlairs incline“ na trati Edinburgh-Glasgow, jež přináleží k železniční síti North British. Sklon tento táhne se od konečné stanice v Queen Street v Glasgowě až do stanice Cowlairs, a ačkoli je toliko 2 km dlouhý, je vážnou překážkou moderní dopravy na této trati.

Dobový snímek z provozu na „Cowlairs incline“; zdroj: mikes.railhistory.railfan.net

Trať ta byla postavena v r. 1842, v době to, kdy nebylo ještě potřebí počítati s velikými rychlostmi a s těžkými náklady. Nejvyšší bod jest u Cowlairs asi 45 m nad konečným nádražím Glasgowským, z čehož lze snadno vypočítati průměrné stoupání; největší stoupání je 25 mm na 1 m (25‰). Taková stoupání vyskytují se sice i na sekundárních drahách, kde však tolik nevadí jako na jmenované trati, kde musí rychle jezditi těžké vlaky. Sklon je ještě obtížnější z té příčiny, že je z polovice v tunelu. Již po otevření této odbočky se shledalo, že obyčejné vlaky jen s velikou námahou překonávají stoupání, a proto se tato část trati přeměnila v lanovou dráhu tak, že byla lokomotiva tažena lanem a za ní byly připiaty vozy jak obyčejně.

Tehdy nebylo ovšem možno použiti jiných lan nežli konopných; dnešní dobou však užívá se zde nekonečného drátěného ocelového lana o průměru 13 mm a o délce 4800 m, které váží asi 20 tun. Zařízení připomíná poněkud obyčejné lanové dráhy, kde lano ovšem přímo táhne vozy. Lano je podporováno kladkami uspořádanými mezi kolejnicemi. Odvinující se část lana rovněž sestupuje mezi nimi. Lano je nahoře na nejvyšším místě sklonu navinováno na buben parním strojem o výkonnosti 650 HP, který vytahuje vlaky o váze až 200 tun. V místě, kde počíná býti sklon pro adhaesní lokomotivu přílišný, zapne se nekonečné lano na hák lokomotivy prostřednictvím pomocného lana, načež zřízenec zazvoní na zvon.

Dobový snímek z provozu na „Cowlairs incline“; zdroj: glasgowhistory.com

Jakmile strojník ve strojovně hlas jeho zaslechne, spustí stroj, když byl dříve píšťalou oznámil, že signál slyšel. Vytahování počíná a postupuje, při čemž lokomotivní stroj zcela normálně pracuje, aby se tažnému lanu odlehčilo. Ve strojovně je pak uspořádán zvláštní ciferník, na němž ručka ukazuje, jak se vlak po sklonu pohybuje, podobně, jak je to zařízeno u výtažných strojů v dolech. Když ručka ukáže, že vlak vyjel na nejvyšší místo sklonu, jež je téměř při samém vjezdu do Cowlairského nádraží, strojník výtažný stroj zastaví. Lokomotiva, která stále normálně pracovala, táhne pak již vlak sama a pomocné lano, nejsouc již napiato, vysmekne se samočinně z háku, za nějž bylo zavěšeno. Vypnutí lana vykoná se vždy bezvadně, tak že vlak může bez přerušeni pokračovati v jízdě plnou rychlostí.

Tento nepochybně zajímavý vynález byl, alespoň podle dostupných zdrojů, využit už jen v Německu, a to v letech 1841 až 1926 na trati Düsseldorf – Elberfeld. jak se můžeme dočíst třeba v anglické Wikipedii. Pokud jde o další informace k tématu, odkazuji vás na jejich níže uvedené zdroje. Z nich se dovíte mimo jiné další podrobnosti o provozu hybridní pozemní lanové dráhy na „Cowlairs incline“, o nehodě, k níž při něm došlo, i o jeho nahrazení přípřežními lokomotivami. I třeba to, že na trati německé bylo poměrně záhy nekonečné lano poháněné stacionárním motorem nahrazeno technikou ještě více připomínající skutečnou pozemní lanovou dráhu, jak je zřejmé z následujícího snímku. V každém případě jde celkově o osobité řešení provozu na sklonově náročných úsecích železničních tratí, s nímž se už setkat nelze.

Provoz na rampě Erkrath – Hochdahl; zdroj: www.bahnen-wuppertal.de

Odkazy:

1. Články Železnice - Bejvávalo.cz
2. Edinburgh and Glasgow Railway – Wikipedia; Cowlairs incline – anglicky
3. Cowlairs Incline - Britische Bahn Wiki - německy
4. Cowlairs Incline – RAILSCOT – anglicky
5. Bahnstrecke Düsseldorf–Elberfeld – Wikipedia; Steilrampe Erkrath-Hochdahl – německy
6. Steilrampe Erkrath–Hochdahl – Wikipedia – německy
7. Die Steilstrecke Erkrath – Hochdahl – Bahnen Wuppertal.de - německy
8. zdroje uvedené pod odkazy v textu

Úvodní obrázek: Původní ilustrace k článku „Železnice jako lanová dráha“