Моноре́льсовая желе́зная доро́га (устар. однорельсовая железная дорога) — разновидность рельсового транспорта, в котором вагоны с пассажирами или вагонетки с грузом перемещаются по установленной на эстакаде или отдельных опорах балке — монорельсу. Подпадает под общее определение метрополитена, будучи внеуличной системой, пролегающей в пределах городской агломерации.
Конструкция
Монорельсовая система делится по способу подвеса состава на подвесную, опорную и с боковым подвесом.
История
XIX век Первый монорельс в мире появился в 1820 году в России. Тогда житель подмосковного села Мячково Иван Эльманов построил «Дорогу на столбах» — по верхнему продольному брусу катились вагонетки, которые тянули лошади.
Немногим позже, независимо от русского изобретателя, монорельс схожей конструкции был изобретён в Великобритании Генри Робинсоном Палмером. Он запатентовал своё изобретение 22 ноября 1821 года. В 1824 году в Великобритании был построен первый действующий монорельс. Он использовался на военно-морской верфи исключительно для перевозки грузов.
Первый пассажирский монорельс в мире был открыт 25 июня 1825 года. Он был устроен по принципу Пальмера.
В общем в конце XIX века монорельс был частым гостем на разнообразных выставках. В 1872 году монорельс на кабельной тяге демонстрировался в Лионе, в 1891 году в Сент-Луисе демонстрировался монорельс с вагонами наподобие трамвайных.
В то же время создание действующего, работоспособного монорельса оказалось гораздо более сложным делом. В XIX веке было создано огромное количество конструкций монорельса, но большинство из них так и остались на бумаге, а те, которые были реализованы, не отличались долголетием. В 1878 году начал действовать паровой монорельс, соединяющий Брадфорд и Гилмор (Пенсильвания). Его длина составляла 6,4 км. Этот монорельс создавался для перевозок промышленного оборудования, но он также перевозил пассажиров. Брадфордский монорельс закрылся вскоре после случившейся 27 января 1879 года серьёзной катастрофы, когда погиб машинист монорельса и три его пассажира.
После этого в течение примерно полувека ничего нового в области строения монорельса не происходило. Попытки создать работоспособный монорельс, теперь уже на паровой тяге, возобновились в конце XIX века. Известно, что в 1872 году на политехнической выставке в Москве демонстрировался участок монорельсовой дороги конструкции инженера Лярского. В 1876 году паровой монорельс демонстрировался на выставке Centennial Exposition в США. Длина трассы монорельса составляла 170 ярдов (около 150 м). С развитием электротехники на монорельсах стали использовать электрический привод. Одна из первых электрических монорельсовых дорог, известная как Enos Electric Railway, была построена в 1887 году в Гринвилей, Нью-Джерси.
Как уже было указано выше, несмотря на активные поиски, создать монорельс, способный быть полноценным транспортным средством, в XIX веке так и не удалось. Единственный успешный монорельс той эпохи — построенный в Ирландии в 1888 году монорельс, соединявший Баллибунион и Листоуэл. Он просуществовал до 1924 года. Однако распространения эта конструкция не получила (более подробно — см. Монорельс системы Лартига).
Первые монорельсы на конной тяге были подвесными. Паровые монорельсы имели своеобразную полуподвесную конструкцию: состав опирался на несущий рельс, стабильность обеспечивалась боковыми направляющими рельсами. Поперечный разрез такого пути напоминал букву «А», где верхняя точка соответствует несущему рельсу, а точки соединения боковых сторон и поперечной перекладины — направляющим. С появлением электрических монорельсов снова стала использоваться подвесная компоновка.
Однако предлагались и более необычные конструкции. В 1894 году в США была построена монорельсовая железная дорога Boynton Unicycle Railway. На этой дороге поезд опирался на один несущий рельс, сверху же проходил поддерживающий деревянный рельс. Основным недостатком такой дороги было то, что на поворотах из-за инерции («центробежной силы») на поддерживающий рельс действовали высокие нагрузки.
В конце XIX века появились опорные монорельсы. В 1886 году в США был построен опытный монорельс такого типа, Meigs Monorail, но в те времена распространения такая конструкция не получила.
В Саппоро используются вагоны на шинном ходу, для страховки схода поезда с колёс в случае разрыва шин используется находящийся под днищем вагона монорельс, вполне возможным является использование в будущем на этих линиях монорельсовых вагонов.
Преимущества и недостатки
Преимущества
Основное преимущество монорельсовой дороги заключается в том, что она, как и традиционный метрополитен, не занимает место на перегруженных магистралях города, но, в отличие от метро, гораздо дешевле в строительстве (монорельсовые линии, используемые в качестве городских пассажирских линий — ещё одна возможная реализация метрополитена). Монорельсовый состав может преодолевать более крутые вертикальные уклоны по сравнению с любым железнодорожным двурельсовым транспортом. Скорость, развиваемая монорельсом, в теории может значительно превышать скорость традиционных рельсовых составов, так как отсутствует опасность схода состава с рельсов. Кроме того, вероятность столкновения с другими объектами дорожного движения ничтожно мала. Обзорность шире по всем сторонам движения из-за поднятия транспортных линий на определённую высоту. По этой причине многие виды монорельсов рассматриваются как основной кандидат на обзорно-экскурсионный транспорт в парках развлечений и других рекреационных территориях. В частности, монорельс в парке Дисней (США), в зоопарке Ueno Zoo (Япония) и монорельс Wolmido для доступа туристов на популярный одноимённый остров в Южной Корее. Пониженная шумность, в некоторых случаях тише традиционного трамвая из-за использования тихих электродвигателей и прорезиненных колёс, ставших практически обязательными почти во всех видах монорельса. Шум немецкого монорельса Wuppertaler Schwebebahn после реконструкции составляет около 56 дБ (50 дБ — разговор средней громкости, тихая улица, стиральная машина, согласно статье о звуковом давлении). Быстрота строительства и ввода в эксплуатацию по сравнению с подземным метрополитеном без необходимости дорогостоящего выкапывания подземных тоннелей или переноса подземных коммуникаций. В частности по технологии монорельса SIPEM (H-Bahn) установка трёх опор в законченном виде предусматривается за 6 рабочих дней.
Недостатки Для удержания и стабилизации на единственном рельсе обычно параллельно используется несколько пар колёс — в отличие от обычной классической системы с двумя рельсами, где пара одна. Соответственно, возрастает расход энергии в результате возрастания сопротивления движению по сравнению с обычной системой с двумя рельсами.
Монорельсовая стрелка — сложное сооружение, время перевода монорельсовой стрелки — 30 с, в отличие от обычных железнодорожных (в том числе трамвайных) стрелок, которые переводятся за долю секунды. На практике монорельсовый транспорт часто движется с низкой скоростью, а монорельсовые дороги не могут справиться с большими пассажиропотоками (исключения: ALWEG-монорельсы от Hitachi и Bombardier и ). Монорельсовые дороги почти нигде не стандартизированы. Исключением является Япония. Существует потенциальная опасность падения состава с большой высоты (по сравнению с трамваем) — особенно у подвесных систем.
Распространение и области применения См. также список монорельсов
Монорельсы применяются в следующих областях:
В парках развлечений, зоопарках, в больших торговых центрах и т. д. В аэропортах в качестве внутреннего транспорта (между терминалами, между терминалами и парковками, или между терминалом и приписанной к аэропорту пригородной железнодорожной станцией). Для прямой связи аэропорта с центрами ближайших городов. В роли городского общественного транспорта — как разновидность метрополитена. В горной промышленности.
По состоянию на начало 2007 года количество монорельсов, выполняющих функции общественного транспорта (далее — ОТ) невелико. В Европе имеется всего три таких монорельса, в Вуппертале, Дортмунде и Москве (см. Московский монорельс, закрыт в 2025 году). Их общая протяжённость составляет 21 км (13,3+3+4,7). В Дюссельдорфе действует монорельс, связывающий аэропорт и железнодорожную станцию (2,5 км).
В Северной Америке есть три таких монорельса: в Сиэтле (см. Монорельс Сиэтла), Джексонвиле (см. Монорельс Джексонвилла) и Лас-Вегасе. Их общая длина — 14,8 км (1,5+7+6,3). В будущем планируется расширение монорельса в Лас-Вегасе. В то же время планы развития монорельса в Сиэтле были отвергнуты населением на референдуме из-за непомерно высокой стоимости.
В Ньюарке действует монорельс, связывающий аэропорт, парковки и железнодорожную станцию (4,8 км). Самый протяжённый монорельс Северной Америки расположен в Диснейленде во Флориде. Протяжённость его трассы — 23,6 км.
Совсем другая ситуация наблюдается в Азии. Здесь монорельс рассматривается как перспективный вид транспорта. Строятся новые системы. Больше всего монорельсов-ОТ в Японии. Здесь такие монорельсы действуют в восьми городах. Крупнейшая монорельсовая система действует в Осаке (протяжённость — 23,8 км). Общая же протяжённость японских монорельсов-ОТ — 102 км. Некоторые из японских монорельсов по своему пассажиропотоку соответствуют традиционному метрополитену.
В Малайзии монорельс-ОТ действует в Куала-Лумпуре (с 2003 года, 8,6 км). Ещё в нескольких городах этой страны монорельсы-ОТ строятся. В Чунцине (Китай) с 2005 года действует монорельс протяжённостью 13,5 км. Монорельсы также строятся в Сингапуре (планируемая длина — 2,1 км), Джакарте (27 км), Объединённых Арабских Эмиратах, Тегеране, нескольких других (помимо Чунциня) городах Китая.
Монорельс в России
Первый российский монорельс был построен в году в подмосковном селе Мячково. Иван Эльманов построил «дорогу на столбах», на ней по верхнему продольному брусу катились вагонетки, которые тянули лошади.
Опыты с подвесной дорогой по проекту инженера И. В. Романова были сделаны в 1895 году в Одессе. Затем передвижная модель подвесной железной дороги была продемонстрирована им в 1897 году в Санкт-Петербурге в 8-м отделе Императорского Русского технического общества и на выставке судоходства. В 1899 году первая электрифицированная подвесная монорельсовая дорога длиной в 100 саженей (213 м) была установлена в Гатчине Петербургской губернии (по месту нахождения императорской резиденции) на участке земли между Балтийской ж. д. и Гатчинским дворцомНовыя изобрѣтенія и технологія: Подвѣсная электрическая дорога. // Нива. — : Изд. А. Ф. Марксъ, 1900. — № 30 — С. 604.. Выбор Гатчины был неслучайным, это был личный город царской династии и там регулярно бывали императоры с семьями и многочисленные придворные с чиновниками правительств и другими важными гостями, поэтому все модные новинки городской инфраструктуры (канализация, телефон, освещение и т. д.) демонстрировались и опробовались именно там. Но заинтересовать изобретениями Ипполита Романова никого не удалось, Российская империя продолжала закупать наземные трамваи и всё оборудование к ним за рубежом (в США, Германии, Италии)Симонов Н. С. Развитие электроэнергетики Российской империи: предыстория ГОЭЛРО . — М., 2016. — С. 60—77..