Glidejernbane

Glidejernbane er en meget unik jernbane som selve forløperen for svevebanen som forbli på eksperimentgrunnlaget i 1800-tallet. På fransk var dette kjent som Un Chemin de Fer Glissant fra publikasjonsavisen La Nature og på engelsk Barre Sliding Railway fra Street Railway Review, derav det tekniske betegnelsesbegrepet i norske avis som kommenterte det unike transportmiddelet i 1889 (Fædrelandsvennen 02.08.1889, Tromsø Stiftstidende 08.08.1889 og Hedemarkens Amtstidende 30.07.1889). I moderne svenske publikasjoner omtales dette som tryckvattenjärnväg av C. G. Kaselli. Som betegnelsen antyder, et tog glide ovenpå jernbaneskinnene helt friksjonsfritt og dette var mulig gjennom bruk av trykkvann ført inn i et lukket rom mellom glideskoen og skinnen. Vannet under trykk sørget for å løfte opp vognene og dermed tillatt friksjonsfri ferd som et moderne maglevtog ved å «sveve».

Glidetog under Paris-utstillingen i 1889.

Samtidig beskrivelse av banen i Paris

Reportasjen trykt den 2. august 1889 i den norske avisen Fædrelandsvennen, nr. 92:

Pressens Representanter var forleden paa Pariserudstillingen indbudt til at bese den saakaldte "Glidejernbane". De mødte frem uden at have mindste Greie paa, hvad en Glidejernbane vilde sige, og da de saa Indberetningen, kunde de først ikke rigtig begribe, hvad den egentlig var. Toget bestod af 4 Vogne med Plads for omkring hundre Mennesker. Vognene var uden Hjul og hvilede i Hjørnerne paa Jernblokker, lidt større end Mursten, som igjen laa paa et Skinnesvor. Med regelmessige Mellemrum var der midt i Linien, mellem Skinnerne, anbragt lave Stolper af en eiendommelig Form, hvis Brug det ikke var saa lige til at forstaa. De indbudne tog Plads i Vognene, der blev givet et Signal, og afsted gik det ganske langsomt nogle Meter bortover; men pludselig fløyd Toget Fart, — de kjendte 2—3 Ryk, og faa fløi man afsted med samme Hastighed som paa en almindelig Jernbane, men saa jevnt og uden Rystelse eller Slingring som i en Baad paa stille Vand. Med regelmessige Mellemrum gav det et ganske svagt Ryk; men det blev sagt, at Grunden dertil kun var, at den korte Vane ikke gjorde det muligt at kjøre med samme Hastighed som paa længere Afstande. Under fuld Fart — 140 til 200 Kilometer i Timen — vilde det vere omtrent umuligt at mærke Bevægelsen. Efter at Turen, som lun medtog nogle Sekunders Tid, var tilendebragt, gav Formanden for det Selskab, der eier Opfindesen, alle Oplysninger om det eiendommelige nye Jernbanesystem. Som før sagt har Vognene ingen Hjul, men hviler med udhulede Glidere paa brede og flade Skinner. Naar Toger skal sette sig i Bevegelse, presses der ved Hjælp af sammentrængt Luft Vand ned gjennem et indre Rør i Gliderne, og idet Vandet streber efter at bane sig Vei ud, løfter det hele Toget, faa det kommer til at hvile paa et Lag Vand af omtrent en Negls Tykkelse. Paa dette Vandlag glider Vognene saa let, at de kan flyttes ved Tryk af en eneste Finger! Drivkraften kommer fra de Stolper, som med lige store Mellemrum er anbragte i Linien. Langsefter og under Vognene løber en omkring 6 Tommer bred Rist, forsynet med Skovler som i et Vandhjul. Naar den forreste Vogn kommer lige over en Stolpe, aabner der sig paa denne af sig selv en Kran, hvorigjennem en Vandstrøm med høyt Tryk sprøites mod Skovlerne. Dette driver Vognene fremad, og naar den sidste Vogn har passeret Kranen — som da lukter sig — er den første allerede naaet til neste Stolpe, hvor det samme gjentager sig. Den Kraft, som Vandstrømmen udvikler, er nesten utrolig. -- For at standse Toget behøver man bare at stenge af det Vand, som Gliderne flyder paa ; de kommer da i umiddelbar Berørelse med Skinnerne, og Gnidningsmodstanden bevirker nesten øieblikkelig Stansning. Med det nye System skal det vere muligt at overvinde sterke Stigninger og legge Banen i skarpe Kurver. Faren ved, at Toget løber af Skinnerne, er indstrænket til det mindst mulige, da Vognenes Tyngdepunkt kun ligger et Par Fod over Skinnerne. Anlægsomkostningerne vil i en By, hvor der er Vandledning, kun beløbe sig til en Trediedel mod et almindeligt Jernbaneanlæg, medens de paa Landet vil stille sig noget høiere end ved de nu brugelige Jernbaner. Hvor der ikke er Vand for Haanden langs hele Linien, vil det være tilstrækkeligt at anbringe Pumpemaskiner i et Snes Kilometers Afstand. Glidebanerne er opfundne allerede i 1868 af en fransk Ingenier Girard, som faldt i Krigen 1870. Senere har en af hans Medhjælpere videre udviklet og forbedret Opfindelsen. At denne i Fremtiden vil kunne komme til Nytte især ved Persontrafik, synes utvilsomt, og Direktøren for det Selskab, som eier Patentet, tror, at den omtrent aldeles vil fortrænge Lokomotivet. Hvis der lægges en Tunnel under den britiske Kanal, vil han, siger han, vædde hvilken som helst Sum paa, at Reisen fra Paris til London efter det nye Banesystem vil kunne gjøres paa to Timer, skriver "V. G."

Utviklingen

Louis Dominique Girard (1815-1871) begynte arbeidet på ideen om å skape friksjonsfri jernbane i 1852, ettersom man hadde allerede den gang konkludert med at friksjonsmotstand hindret jernbanen fra å utnytte sin potensialitet ved å bruke flenshjul, og dermed vil man utvikle fram en fremdriftsmetode som gjør det mulig å ha et minimum av friksjon eller unngå det helt. Det er sagt at inspirasjonen kom fra et tidlig forsøk der et tog skulle glide på oljede skinneunderlag, men Girard var en dyktig ingeniør innenfor hydraulikk, som hadde arbeidet med impulsturbin med vann som drivkraft, og noen av hans oppfinnelsene som radialturbinen som hadde sitt opphav i vannhjulet, var utspredt i Frankrike og flere andre land i slutten på 1800-tallet.

Han åpnet en forsøksbane på sin egen eiendom i La Jonchiére mellom Rueil Maimaison og Bougival utenfor Paris for å kunne gjennomføre sine eksperimentene gjennom utnyttelse av vannkraft. Den var bare førti meter lang med en helling på 5 % så testkjøretøyet vil få assistanse av tyngdekraften. Til å begynne med satt Girard en trykkvanntank på en flatvogn som settes på glidesko, men etter hvert kunne man trekke mer enn selve tankvognen. Et fotograf (daguerrot) var tatt av dette testekjøretøyet. Keiser Napoleon 3. bivånet en testkjøring arrangert av Girard ved Palais des Tuileries i 1861. Dette var første gang glidejernbanen offentliggjøres for offentligheten som bare hadde kjennskap om gjennom publikasjoner siden 20. august 1852 da Girard hadde sin artikkel Nouveau système de locomotion sur les chemins de fer i ingeniørbladet Journal des débats utgitt av Léon Foucalt. I denne artikkelen med illustrasjoner hadde Girard tenkt på å omgjøre hele banelegemet til et drivsystem hvorfra vannet under sterk trykk kan gi et konvensjonelt tog sterk skyvekraft, dermed erstatte lokomotivet.

Men de ambisiøse planene i 1852 tålte ikke kontakt med virkeligheten etter hvert som eksperimentene fortsatt, så Girard begynte å gruble på trykkluft som glidesubstans før han i 1860 kombinerte sammen trykkluftprinsippet og vannkraften og dermed skapte fram en sledefarkost ved å ta bort hjulene, akslene og fjæringene, som avslørt i publikasjonen Le Génie industriel to år senere. Det var dette Napoleon 3. betraktet da Girard demonstrert sitt konsept for den franske keiseren som i 1862 selv hadde kjørt med den. Komiteen fra Ministre des travaux publics, ministeriet for offentlig transport oppmuntret Girard om å fortsette sitt arbeid. Girard publisert Chemin de fer glissant, nouveau système de locomotion à propulsion hydraulique i bokformat i 1864, og tre år senere Le Chemin de fer glissant à propulsion hydraulique om sitt prosjekt. En tegning lagd av Ernest Deharme i Les merveilles de la locomotion i 1874 vist at Girard hadde tilkoblet slepevogner etter tankkjøretøyet, det kan sees at det drypper ned vann på en rist mellom skinnene.

Girard deretter arbeidet med å skaffe seg konsesjon på større baner som Bougival-Rueil for testkjøring i større skala og en høyhastighetsbane fra Calais til Marseille, hvor man kan når den teoretiske hastigheten på 200 km/t, med et tog som illustreres for ettertiden i 1867. Det var først i 1869 Girard lykte med å få konsesjon på banebygging mellom Paris og Argenteuil. Men utbruddet av den fransk-prøyssiske krigen i 1870 lagt alle planene i ruin, og da den tyske beleiringen av Paris startet, ble prøvebanen ødelagt. Girard som returnert til militærtjeneste under krigen, ble drept i 1871 da en passasjerbåt i Seinen som han var om bord på, ble beskutt av tyskerne.

Konseptet

Girard og Barre kom fram til at hvis man skulle ha friksjonsfri bane, må det være et friksjonsfritt substans som gjør det mulig å gli over jernskinnene, og vann ble foretrukket, for å motvirke korrosjon ble det tilføyet glycerin og magnesiumklorid som i 20 % blanding med vann med førstnevnt eller 14 % med sistnevnt kan motvirke kuldeeffekten. Deretter vannet samles i trykktanker med trykkluftassistanse på opptil 10 kp/cm², hvorfra det føres ned til rommet under glideskoen som har flere åser for effektiv vannfordeling i vannlaget. Det er ikke helt hermetisk lukket, ettersom vannet renne ut i renner på de flate skinnene hvor det samles og gjenbrukes på nytt. For å holde kjøretøyet på plass og deretter unngå for tidlig tap av vann må glideskoene ha påskrudde sideplater som stakk ned til begge sider av skinnene.

Som fremdrift er vann også benyttet, i form av turbinskovler montert i rad under vognene som motta trykkvann fra munnstykkene som åpnes og stenges av rampene etter hvert som vognene fortsatt nedover banen. Som med vannet for gliding er også vannet mulig å gjenvinne for videre drift på banelegemet, men ettersom turbin bare kan gå i en retning, må man deretter ha to rad med turbinskovler og to rad med trykkvannmunnstykker under vognene og på banen. Vannet for fremdriften kommer fra en vannrørledning langs banen. Som med en trikk som mottok strøm gjennom strømavtagere, vil turbinskovlene motta vann fra «stolpene», selv om dette innbar større komplikasjoner for allmenn banedrift. Men skyvekraften trengte ikke å være stor med et friksjonsfritt tog.

Ettersom man hadde bare benyttet korte baner for utprøvning og kortvarige attraksjonsreisning som under Parisutstillingen i 1889, mente Barre at vanntapet vil bare være på 1%, selv om hans beregningene avslørte at hver glidesko kreve omtrent 3,5 tonn vann per time, dermed ble det ikke mulig å kunne ha lange baner uten konstant vannpåfylling. Han hadde konkludert med at man kan øke trykket på vannet til 22 kp/cm² og dermed kan oppnå 200 km/t med en lett og billig banekonstruksjon. Det var mulig å stoppe ved å slå av vannet og ettersom man kan bruke mindre skyvekraft trengte det lavere kraftbehov enn det et lokomotiv kan gi. Fordelene med dette konseptet som kun basert seg på vannkraft var talløst, rystelser merkes nesten ikke, det hendt lydløst og røykfritt så man fikk inntrykket av å sveve.

Barre

Den synlige høybanen til høyre foran Ferris Wheel-pariserhjulet var ment for Barres glidejernbane i Chicago under verdensutstillingen i 1893. Lik bak høybanen kan «The Ice Railway» banesystemet med forhøyningen og svingene sees.

Girards død i 1871 satt hele prosjektet på hold, men han hadde en medarbeider som var innforstått med prosjektet og hvordan konseptet fungert, Charles Armand Barre. Forholdet mellom Girard og Barre har lenge vært uklart, men i ettertiden har det blitt klart at Barre kjøpte til seg patentene etter Girards død uten å ha hatt et nært partnerskap i forveien. Barre gjenoppta arbeidet etter Girard, men rakk ikke å gjøre seg klar før verdensutstillingen i Paris i 1878 fordi det var for liten interesse for glidejernbanekonseptet. Ti år senere fikk Barre tillatelsen han hadde ettertraktet, om å ha en bane på 165 meter i verdensutstillingsområdet der Eiffeltårnet nå står.

Etter Parisutstillingen åpnes - Eiffeltårnet var bygd i forbindelse med denne viktige begivenheten - var Barre i stand til å tiltrekke mange potensielle investorenes interesse ettersom banedriften med tankkjøretøyet og fire åpne passasjervogner hadde foregått med stor suksess til allmenn overraskelse for besøkende, avispublikasjoner om oppfinnelsen spredt seg til mange land deriblant Norge. Dette var glidejernbanens høydepunktet, hvor Barre forklart for en interessant verden hvordan det fungerte, hvilken potensialitet det hadde, og demonstrert at prøvebanen kunne demonteres og flyttes. Det hadde vært planer om en jernbanetunnel under Kanalen mellom Storbritannia og Frankrike, og Barre påpekt at hans jernbane vil være støy- og røykfritt i stand til å ha en reisetid på to timer mellom London og Paris.

De besøkende som reiste med toget kunne bevitne på at det gikk meget fort tross den korte avstanden langs Constantinegaten ved Esplanade des Invalides, ifølge avisen Quaint Store 7–8 m per sekund.

Etter Parisutstillingen i 1889 fortsatt Barre sitt reklameringsarbeid for å vinne til seg investorer og prosjekter for bygging av glidejernbane, og dermed flyttet banen fra Paris først til den internasjonale utstillingen om elektrisitet i Edinburgh, Skottland i 1890, og videre til Crystal Palace hvor den settes opp på den øvre terransen. Der sluttet historien om den flyttbare prøvebanen, som ble en turistattraksjon siden åpningen 26. mai 1891. Selve banen var på 170 yards.

Det oppsto interesse i London om å bygge en 3 kilometer lang prøvebane hos Metropolitian Railways i Neasden i september-oktober 1889, flere regionale aviser avslørte at Sir Edward Tarkin tilbød grunnen for Barre for å utprøve glidejernbanen i større skala. Sammen med sin partner Pilter åpnet Barre selskapet Chemin de Fer Glissant Syndicate i Storbritannia, men det ble ikke noe av prøvebaneprosjektet i London.

Enda større ambisjoner var sett på den andre siden av havet i Nord-Amerika, man håpt på å vinne til seg kontakt om å anlegge en bane på 500 engelske mil mellom Chicago og Milwaukee i 1891. Det internasjonale selskapet Barre Sliding Railway Company som det het på engelsk, reklamerte for glidejernbanen ved å henvise til lave kostnader for banebygging gjennom American Automatic Sliding Company med Philip Horvath som agent. Horvath hadde ikke suksessen med seg, men klarte å vinne til seg en kontrakt på en mindre bane innenfor utstillingsområdet for den planlagte verdensutstillingen i 1893, bedre kjent som World's Columbian Exposition for å feire oppdagelsen av Amerika i 1492.

Den planlagte banen som vil gå fra Cottage Grove til 60th Street Station med samlet lengde på en mil eller 1,6 km ble satt under bygging, men det skulle vise seg at praktiske problemer som ikke var forutsett fordi man hadde inntil bare hatt korte baner, var uoverkommelig. Det vil brukes store fullvekts passasjervogner, og glideskoene må ha 3,5 tonn vann å gli på, samtidig som det vist seg at det hydrauliske systemet for å presse togene til 125 miles per time eller 201 km/t vil bli mye større og mer komplisert enn beregnet. Eksterne kraftkilder som store dampmaskiner var nødvendig for å drive hydraulikken langs banen.

Fire luksusvogner med fem dør på hver side og et «lokomotiv» var bygd - passasjervognene var gitt navn etter byene Chicago, Milwaukee, New York og St. Louis. Tre stasjoner var under oppføring fram til åpningen av utstillingen, da hadde det vist seg at banesystemet ikke kan brukes fordi det var mer kostbart enn ventet og ikke trygt å bruke. Dermed ble glidejernbanen som var reist på en høybane, aldri tatt i bruk, og var et meget stort prestisjenederlag for Charles Barre som måtte legge ned etter stengningen av utstillingen - alt som tilhørte selskapet ble konfiskert, og selve konsernet gikk konkurs.

Ice Railway

Ved en stor ironi ble et annet og mer beskjed banesystem åpnet for utstillingen i Chicago, og dermed var i virksomhet fram til stengningen - «The Ice Railway» som egentlig er snakk om en isbane med sledekjøretøyer som glir på kunstig is som var mulig med et kjølesystem med ammoniakktanker. De La Vergne Refrigerating Machine Company, fra New York demonstrert sin evne for å skape store kunstige isbaner og produksjon av kunstig snø til tross for sommertemperatur, og skapt en lang isbane under tak, som brukes av enkeltvogner som dermed glir på kjølig is.

Thomas Rankin anlagt banen på et område på 60 x 400 fot størrelse på søndre del av Midway Plaisance ikke langt fra pariserhjulet ved Lexington Avenue, og satt inn to tog hver på fire vogner med seks seter i hver vogn, som tars i slep opp på en forhøyning og deretter sluppet fri så toget kan gli ved hjelp av tyngdekraften. For å gjøre det komfortable og dermed muliggjør svingninger nedover banen, var gummihjul montert i understellet som settes på isbanen eller sporet på 44,5 tommer eller 1,13 meter. Den var populært, 19,000 passasjerer tok en tur der i løpet av et døgn.

Mens glidejernbanen forsvant fra folkeminnet etter verdensutstillingen i Chicago, var «is-jernbanen» som hadde sine aner i de russiske Katalnaya Gorka (Катальная Горка) eller «glidefjellene» i russisk med kunstige snøhauger og senere reiste frifallbaner, en del av den historiske bakgrunnen for den populære berg-og-dal-banen i meget mange fornøyelsesparker over hele verden i moderne tid.

Theryc

Charles Theryc fra Marseilles i Frankrike tok patent på en improviserte versjon av glidejernbanen i 1905, nærmere beskrevet i hans utgivelse Procédé de Condensation Mixte Par l'eau et par l'air applicable Aux Moteurs de Locomotives et Autres. Ifølge patentene som har blitt bevart og offentliggjort av det amerikanske patentkontoret, hadde Theyc sitt fokus på en improvisering av systemet etterlatt av Girard og Barre etter å ha gjennomførte analytiske studier av vannforbruket, det vist seg at det konstante presset når glideskoen skulle gli på vann, er på 1,8 kg - på banen fra Paris var det 1,060 kg vann fordelt på et arealområde på 968 kvadratcentimeter, derav 0,963 liter vann per sekund i forbruk. Ikke bare skulle patentet teoretisk sett se en redusering i vanntapet, men også skift til enskinnebane eller monorail med sentrale plasserte glideplate og vinklede glidesko på hver side under vognkonstruksjonen. Patentet ble improvisert i 1909 med Patent US48916909A med «dobbelte glidesko» på en horisontal og bred plattform

Mot slutten på den første verdenskrigen var det på nytt interesse for glidejernbanekonseptet som allikevel bare var luftet fremfor gjort til virkelighet som med Therycs patentene fra 1905 og 1909. Artikkelen Les Chemins de fer Glissants av Gustave Gomboust i magasinavisen La Science et la viet Nr. 43 mars 1919 var offentliggjort.

Gernsback

Hugo Gernsback (1884-1967) var redaktør og skribent som spesialisert seg i publikasjoner om oppfinnelser og fremtidige konsepter med flere utgitte magasiner som tok for seg samtidige oppfinnelser, futuristiske oppfinnelser og fremtidsvisjonære konsepter - av disse var den månedlige serien The Electrical Experimenter i mai 1913 til juli 1920. Gernsback kommenterte ofte mulige futuristiske transportkonsepter i sine artikler, og på The Electrical Experimenter August 1919 hadde han en artikkel om glidejernbane under tittelen «Wheel-less Trains glide on water-film».

I artikkelen omtalte han historikken bak glidejernbanen i lett forstående språkføring for leserne, forklart hvordan vann gir friksjonsfri gliding når presset fra ovenpå med en lett plate, og at det ikke krevde meget for å gi selv et stort objekt fart, «a six year old child could move a standard railway car» fordi bare 0,5 % av en tusendel av vekten i vognen er nok; flere tonn kan skyves med lik mye energi som for få kilo. Deretter luftet han sine ideer om å improvisere det eksisterende konseptet gjennom bruk av moderne nyvinninger - blant annet ved å ta i bruk elektromagneter for å gi toget fremdrift som dermed vil gli gjennom en monorail som kan besto av sideskinner og en tredjeskinne der glideskoene med tilhørende vannmengde kan gli, med elektromagnetene på undersiden. Toget skulle holdes på plass med gyroskop.

Det forbli bare et papirprosjekt, men Gernsback hadde med dette skapt et lenk mellom glidejernbanen og magnetjernbanen.

Hijlkema

Den nederlandske ingeniøren Bernardus Hijlkema i 1997 satt patent på en oppfinnelse basert på glidejernbanen, hvor vannet erstattes med flytende oksygen på en monorail som toget skal settes ovenpå. Dette har ikke blitt satt i praksis sist i 2016.

Se også

• Maglev
• Enskinnebane