說起火車,你的大腦裡一定會浮現出一輛飛馳在兩根鐵軌之上的鋼鐵巨獸。但是,如果有人問你,你見過只有一根鐵軌的火車嗎?你一定會覺得他瘋了!畢竟,火車又不是手推的獨輪車。只有一根鐵軌,火車怎麼能保持平衡呢?難道不會翻車嗎?告訴你吧,還真不會。不信?有圖有真相!
【圖1】早在1903年,世界上就誕生了第一輛單軌列車。
沒話說了吧?人類的智慧鎮真的是無窮的,不服不行!這輛單軌列車,是由一個名叫路易斯·布倫南的人發明的。他於1852年出生於愛爾蘭梅奧郡一個名叫卡斯爾巴的小鎮,是家中的第10個孩子。1861年,他剛滿9歲,就隨父母搬到了澳大利亞的墨爾本。從那以後,他的創造力逐漸得到釋放。
【圖2】路易斯·布倫南堪稱是愛爾蘭歷史上最偉大的發明家。
小時候的布倫南對這個世界擁有著強烈的好奇心,他對那些工程機械尤其感興趣。他總是想弄明白,那些精密的機器到底是如何運轉的?正因為如此,長大之後,他成了一名鐘錶匠。1873年,在墨爾本舉辦的一場青少年工業博覽會上,21歲的布倫南首次向世人展示了他的創造力。他展出的發明包括:窗戶上的安全鎖,絞肉的機器,還有一個撞球計分儀。
【圖3】1980年出版的圖書:《路易斯·布倫南:非凡的發明者》。
布倫南在此次博覽會上的傑出表現,引起了當時著名的工程師和工業家亞歷山大·甘迺迪·史密斯的關注。他將布倫南招致麾下,並開始予以親自指導。從此,布倫南的發明之路一發不可收拾。多年以後,1980年,作家諾曼·湯姆林森曾為其著書立傳。在這本名為《路易斯·布倫南:非凡的發明者》的書中,他列出了布倫南一生所擁有的發明專利,一共38項。
【圖4】1907年5月,路易斯·布倫南和他的助手們與他發明的兒童版單軌火車模型合影留念。
【圖5】1907年5月,一位成人男子饒有興致地坐上了兒童版單軌列車,試試它到底會不會翻車。
【圖6】即便是把火車軌道架設在空中,即便火車上坐了一個人,它依然能夠很好地保持平衡。
在布倫南所有的發明中,單軌列車無疑是最令人印象深刻的一個。雖然它最終並沒有在商業上獲得大規模的應用,但它在概念上是完善的,並在實驗中獲得了成功。自從蒸汽機和鐵路發明以來,就不斷有工程師夢想著能夠發明一種單軌列車,以便節約建造成本,並能夠提高火車的運行速度。1903年,布倫南從他給孩子買的一個玩具車上獲得了啟發,製成了一個兒童版的小型單軌列車,率先將這一夢想變成了現實,並獲得了專利。
【圖7】1909年,人們站在路易斯·布倫南所發明的單軌列車上,親身感受高科技的魅力。
【圖8】單軌列車的剖面設計圖,你看到那兩個關鍵的垂直陀螺儀了嗎?
1909年11月10日,布倫南在英國肯特郡的吉林厄姆向外界展示了他所打造的標準版的單軌列車,長40英尺(約12米),重22噸,時速可達到22英裡(35公裡)。單軌列車之所以不會在運行的過程中向兩側傾斜,關鍵在於機車內部並排安裝了兩個垂直陀螺儀。每個陀螺儀重達0.75噸,被安裝在真空的外殼中,以減少空氣摩擦所造成的損耗。這兩個陀螺儀會以每分鐘3000轉的速度向相反的方向進行旋轉,從而能夠讓列車在行進過程中保持平衡。
【圖9】1910年,在英國倫敦懷特城舉辦的日英博覽會上,布倫南攜單軌列車隆重登場。
【圖10】日英博覽會專門闢出了一塊場地,建造了一個長達1英裡(1.6公裡)的環形軌道。單軌電車可以搭載40名乘客,並以每小時20英裡(32公裡)的速度在軌道上行駛。
1910年,當時尚在擔任英國內政大臣的溫斯頓·邱吉爾也參加了在倫敦舉行的日英博覽會。布倫南發明的單軌列車引起了他極大的興趣,在親自駕駛著它繞了一圈之後,他對布倫南說——「先生,您的發明有望徹底改變世界的鐵路系統。」在接下來的一周,邱吉爾特別帶著英國總理以及其他內閣成員前來拜會了布倫南,並參觀體驗了單軌列車。結果,單軌列車一舉斬獲了此次博覽會的展覽大獎。
【圖11】裝載了貨物之後的單軌列車。
【圖12】轉彎中的單軌列車。
與傳統列車相比,單軌列車的確有著許多優點,比如:它在軌道上保持平衡的能力令人驚嘆,轉彎時所需的半徑更小,也可以在更快的速度下轉彎。此外,傳統的雙軌列車當速度提高到一定程度的時候,車輪就會左右擺動,出現「蛇形振蕩」現象,導致鐵軌彎曲。這也是火車速度一直提不上去的原因,其實並不是動力不足。但是,單軌列車就可以從根本上規避掉這個問題,從而使提速成為可能。
【圖13】1913年,英國老牌科普類雜誌《哈姆斯沃思科普》刊發了題為《路易斯·布倫南先生和他的發明》的文章,介紹了單軌列車。這是文中的插圖,可以直觀地看到列車的內部結構。
【圖14】在英國約克市的國家鐵路博物館中,至今仍然珍藏著布倫南單軌列車的模型。在這幅照片中也可以清楚地看到火車的內部結構,其中上方是車頭部分。
但是單軌列車的缺點也很明顯,而且很致命。那就是萬一陀螺儀失靈,就會導致災難性的脫軌事故。此外,不管列車要拖帶多少節車廂,也無論是貨車車廂還是客車車廂,它們都需要有陀螺儀才能夠保持平衡,這無疑會增加成本和設計上的難度。所以最終,布倫南的這項發明並沒能獲得後續的資金支持,隨著第一次世界大戰的爆發,這一項目也最終悄然偃旗息鼓,並沒有獲得商業上的成功。
【圖15】單軌列車沒能商用,成為了路易斯·布倫南的一大遺憾。
雖然單軌列車並沒有給布倫南帶來商業上的成功,但是他已經在人類鐵路交通的發展史上寫下了輝煌的一筆,足以令後人敬仰和銘記。時至今日,世界上已經有單軌列車在運行了。只不過在形態上和當初布倫南設計的不太相同。你知道它們是怎麼設計的嗎?在中國的哪個城市有單軌列車呢?(文/世界歷史那點兒事)