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miércoles, 12 de octubre de 2022

Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV

 

Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV
En el Pueblo Railroad Museum (Pueblo, Colorado)

A finales de los años sesenta, la empresa americana Grumman se interesó por el problema del transporte ferroviario de alta velocidad u otros sistemas similares. Durante los años siguientes, sus empleados desarrollaron un prometedor proyecto de vehículo de alta velocidad, llamado TLRV (Tracked Levitated Research Vehicle - “Experimental Rail Levitating Apparatus”) (Vehículo de investigación sobre orugas levitadas - "Aparato experimental de levitación sobre rieles"). Además, existe una designación alternativa TACRV (Tracked Air Cushion Research Vehicle - "Experimental rail vehicle air cushion") (Vehículo de investigación de colchones de aire sobre orugas - "Cojín de aire para vehículos ferroviarios experimentales"). Como se desprende de las dos designaciones, el objetivo del proyecto era el desarrollo y la construcción de un vehículo experimental, que durante el movimiento no debe tocar la superficie de la carretera. 
 
Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

El proyecto TLRV fue desarrollado con la participación activa del Departamento de Transporte de los Estados Unidos. En ese momento, esta organización mostró interés en varios desarrollos prometedores en el campo del transporte ferroviario, incluidos aquellos que no utilizan vías férreas tradicionales. A partir de cierto punto, el ministerio se hizo cargo de parte de la financiación de la obra, y también ayudó a la empresa promotora con la construcción de una ruta experimental y de pruebas. Algunas fuentes mencionan la conexión del proyecto TLRV con el programa Space Shuttle. Sin embargo, en realidad, este proyecto no tenía nada que ver con el programa espacial, aunque el prototipo construido por su apariencia futurista realmente parecía un transbordador espacial sin alas. Durante el trabajo preliminar, cuyos resultados formaron la base del proyecto TLRV, los especialistas de Grumman descubrieron que se requiere una ruta correspondiente para la construcción de un vehículo radicalmente nuevo. El uso de la vía férrea tradicional se consideró imprudente y se desarrolló una nueva versión de la estructura que podría ser utilizada por un vehículo prometedor. En lugar de un par de rieles, se propuso utilizar un camino plano de concreto con lados verticales en cada lado. Se suponía que el tren TLRV conduciría esta "bandeja", permaneciendo a cierta altura sobre su parte inferior. Las tablas servían para mantener el vehículo en la pista y también lo ayudaban a tomar turnos. 
 
 
 
Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

Se propuso un nuevo proyecto basado en una cama de aire. Esta tecnología para entonces estaba bien dominada y podía proporcionar las características requeridas. La subida del vehículo de colchón de aire permitió eliminar el contacto de su estructura con la pista. Además, debido a un equipo similar, fue posible evitar que el tren entrara en contacto con los lados de la pista. Estas, así como algunas otras consideraciones, finalmente afectaron el diseño del aparato TLRV experimental. Se propuso utilizar varios motores turborreactores como fuente de energía para mover el aparato y suministrar aire a las almohadas. El poder de tal planta de energía fue suficiente para mantener el tren en el aire y para su movimiento de traslación a una velocidad suficientemente alta. Así, el TLRV, en base a las principales características de su apariencia, puede considerarse un vagón de expreso con suspensión neumática. Además, cabe señalar que se convirtió en una de las pocas representantes de esta clase de tecnología extremadamente rara.
 
   
 
Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

La base de un vehículo prometedor serían dos orugas de diseño especial ubicados en la parte delantera y trasera del automóvil. Cada uno de ellos tenía que tener cuatro unidades pequeñas para crear un colchón de aire. Dos estaban ubicados debajo del fondo de la oruga, dos más, a los lados. Se suponía que los inferiores levantarían el tren y los laterales sujetarían las vías entre los lados y las protegerían de los golpes contra ellas. Como parte del TLRV, se propuso utilizar dos tipos de cojines de aire: se planeó ubicar agregados más anchos debajo del fondo, las tablas laterales tenían un ancho menor. La longitud de todas las almohadas era la misma y el diseño general es similar. La base de cada almohada era una caja de metal con conductos de aire, a la que se unían una falda de goma y amortiguadores, que protegían las piezas de daños cuando entraban en contacto con el hormigón. Los cojines tenían forma ovalada, lo que garantizaba la máxima eficacia de trabajo, además de facilitar su ubicación en el carro. Para girar en las esquinas y compensar las diferentes oscilaciones, las ocho almohadillas de las bolsas de aire estaban montadas sobre bisagras, lo que les permitía girar a lo largo del eje longitudinal. El sistema de suspensión de cojín también estaba equipado con amortiguadores y actuadores hidráulicos para cambiar la configuración del chasis. El uso de dos grupos de airbags permitió en cierta medida simplificar y facilitar la construcción, así como mejorar su comportamiento durante el paso por tramos de vía en curva. Un dispositivo de dimensiones similares con cojines de aire sólidos en toda la superficie del fondo y los lados normalmente no podría girar debido a la aparición de grandes espacios entre los faldones y los lados de la pista. Las dos orugas móviles, a su vez, permitieron resolver el problema de mantener la posición correcta de las almohadas. 

 

Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

Como parte de la parte trasera del tren había un gran tanque para la distribución de aire comprimido suministrado por bombas. Este depósito estaba conectado a los airbags traseros mediante un sistema de tuberías. Además, había dos tubos de gran diámetro, sostenidos bajo el cuerpo del aparato. Frente a estas tuberías había unidades para transmitir aire comprimido a los cojines delanteros. Se proporcionaron bloques de madera en las superficies externas de estos tubos, diseñados para protegerlos del contacto con los lados de la bandeja de la vía. El cuerpo del experimentado tren aeronáutico TLRV se hizo en forma de un tren alargado con una nariz cónica característica. Ambas orugas con cojines de aire estaban articulados a su marco en la parte inferior. Para facilitar el paso de los giros las orugas podían girar alrededor de un eje vertical. Debido a esto, el carenado de la nariz de la carrocería se fabricó como una unidad separada y se fijó en el carro delantero. Hay una brecha notable entre el carenado y la parte principal del cuerpo. Inicialmente estaba cerrado con una tira de tela, pero posteriormente esta parte se perdió, por lo que ahora queda un hueco sin cerrar entre la caja y el carenado. En la parte inferior del carenado había una ranura vertical, cuyo propósito exacto se desconoce. Es posible que en una de las etapas del proyecto se planeó complementar la carretera en forma de U con un riel central, que debería haberse incluido en la muesca del carenado. Sin embargo, la ruta experimental construida no recibió tal riel y el propósito exacto de la ranura en el carenado genera dudas. 

 

Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

Directamente detrás del carenado de la nariz había una cabina de tripulación con un gran acristalamiento frontal. Para el acceso a la cabina, se proporcionaron dos puertas de la construcción de ala de gaviota en los lugares del conductor y su asistente. Además, en los costados del casco había varias escotillas para el acceso a las unidades internas. Según algunos informes, la parte media del casco se entregó para acomodar un conjunto de equipos especiales, así como tanques de combustible para queroseno. En la parte de cola del casco había tres motores turborreactores Pratt & Whitney J52, que se suponía que debían proporcionar cojines de aire y también ser utilizados como dispositivo de propulsión. Se puede suponer que se organizó un sistema de bombas y tuberías para suministrar aire atmosférico a los tanques de colchón de aire. Aparentemente, se tomó aire del compresor del motor, que luego se distribuyó entre las ocho almohadas. En este caso, los motores mantuvieron una cierta reserva de potencia, que podría usarse para hacer avanzar el tren. Los motores turborreactores también se propusieron utilizar al frenar. Para esto, las unidades de toberas de los motores estaban equipadas con toberas móviles reversibles ubicadas en un eje común. 
 
 
 
Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

El tren de pasajeros experimental Grumman TLRV se construyó en el año 1972. Este dispositivo tenía un peso de alrededor de 25 mil libras (11,35 t) y estaba equipado con un conjunto de equipos necesarios para la prueba. En esta configuración, el tren tuvo que probarse en una pista especial. Especialmente para verificar el proyecto original en uno de los sitios propiedad de Grumman (según otros datos, en el sitio del Ministerio de Transporte), se construyó una pista experimental. Se colocó un anillo de losas de hormigón del ancho adecuado, en cuyos lados se instalaron placas verticales para sujetar el tren. Todos los controles posteriores se llevaron a cabo solo en esta pista. Según los cálculos, un vehículo prometedor podría alcanzar velocidades de hasta 300 millas por hora (482 km/h) y transportar carga que pese alrededor de 10-15 mil libras (4,5-6,8 toneladas). No tomó más de tres minutos acelerar de cero a 270 millas por hora (430 km/h). En el futuro, fue posible aumentar el rendimiento mediante el uso de nuevos componentes, principalmente motores, así como con la ayuda de importantes mejoras en el diseño del propio aparato. Sin embargo, las pruebas del primer prototipo mostraron que tales desarrollos no son necesarios.
 
   
 
Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

El chasis original del vagón TLRV condujo a la adopción de métodos de trabajo del aerodeslizador marino. Antes del viaje, la tripulación tuvo que arrancar los motores turborreactores y llevarlos al modo operativo. Después de eso, el aire fue llevado a los tanques y tuberías de las bolsas de aire. Al alcanzar la presión requerida en el sistema, fue posible encender las almohadas y elevar el dispositivo a una pequeña altura sobre la pista. Luego fue necesario agregar empuje del motor y así comenzar la aceleración. Según los informes, las primeras comprobaciones del vehículo acrobático aerodeslizador se completaron sin ningún problema. Todos los sistemas operaron en modo normal y aseguraron una aceleración correcta a bajas velocidades. Dio vueltas suavemente, las bolsas de aire laterales lo mantuvieron a una distancia segura del concreto.  Los autores del proyecto quedaron satisfechos y con el tiempo comenzaron a aumentar la velocidad de las pruebas. El aumento gradual de las velocidades se llevó a cabo sin ningún problema, pero pronto se identificaron las primeras deficiencias graves. Se descubrió experimentalmente que el aparato experimental podía moverse a alta velocidad solo a lo largo de secciones rectas. En este caso, instalando nuevos motores y modificando el diseño, la velocidad podría incrementarse a 300 millas por hora (482 km/h). Sin embargo, para tomar las curvas con seguridad, fue necesario reducir la velocidad a 90 millas por hora (145 km/h). A pesar del uso de bogies giratorios y bolsas de aire laterales, a altas velocidades existía el riesgo de una respuesta tardía del tren de aterrizaje con el consiguiente daño al mismo.
 
   
 
Tren experimental aerotren con colchón de aire con orugas Grumman TLRV project aeronautic hovercraft Grumman TLRV

Es muy posible que fueran precisamente los problemas con las curvas de alta velocidad los que impidieron que el TLRV mostrara todas sus capacidades y desarrollara la velocidad estimada. Las pruebas en la pista de pruebas duraron varios meses. Durante las carreras de prueba logró desarrollar una velocidad máxima en el nivel de 258,4 millas por hora (415 km / h). Más overclocking en las condiciones existentes no fue posible por una serie de razones. Las pruebas del único prototipo TLRV en la pista experimental nos permitieron comprobar la viabilidad del concepto original, así como identificar sus aspectos positivos y negativos. Fue posible descubrir que el diseño propuesto de un prometedor vehículo de alta velocidad realmente le permite desarrollar altas velocidades y reducir el tiempo de viaje. Además, la experiencia confirmó la posibilidad de un uso completo de un grupo de bolsas de aire. Sin embargo, no estuvo exento de fallas. Lo más grave fue que no bastaba con un diseño perfecto del chasis, que no podía proporcionar la interacción correcta de las bolsas de aire y los costados de la carretera a altas velocidades. Debido al alto riesgo de golpear las partes de hormigón en las curvas, fue necesario reducir la velocidad. Al operar en pistas reales, esto podría llevar a la necesidad de un frenado y una aceleración regulares, lo que, entre otras cosas, podría dañar seriamente la eficiencia del sistema debido a los frecuentes cambios en el modo de funcionamiento de los motores turborreactores. Además, la necesidad regular de cambiar la velocidad complicaba la gestión del tren, pero en la práctica generaría dificultades en la planificación del viaje.  

Otro inconveniente grave del programa TLRV, que en ese momento ya había llevado al cierre de muchos proyectos audaces, fue la necesidad de construir una carretera especial. El aerodeslizador no podía utilizar la red ferroviaria existente y necesitaba rutas especiales. Para su construcción se requerían serias inversiones financieras, que en teoría podrían dar sus frutos en el proceso de operación de un nuevo transporte. Sin embargo, ni siquiera las ventajas existentes nos permitían contar con el retorno de las inversiones en un tiempo razonable. De acuerdo con los resultados de las pruebas en la pista de pruebas, se decidió abandonar el trabajo adicional. En su forma actual, el nuevo aerotren tenía serios defectos que no permitían hablar de su uso práctico. Hubo fallas técnicas notables y, además, hubo serias dudas sobre la posibilidad de un funcionamiento práctico completo de dicho equipo. Las pruebas se completaron en 1972 y pronto la pista experimental fue desmantelada por innecesaria. El único vagón prototipo TLRV se envió para su almacenamiento. Pronto, Grumman y el Departamento de Transporte de Estados Unidos determinaron el destino del dispositivo. Nadie se atrevió a utilizar la encarnación única de las ideas originales y, por lo tanto, el automóvil aéreo experimentado se entregó al Museo Pueblo Weisbrod Aircraft Museum (Pueblo, Colorado), donde se exhibió durante varios años. En la primavera de 2010 , el museo de aviación acordó transferir la exhibición "no central" a otra organización. En abril de 2010, el automóvil se trasladó al Museo del Ferrocarril Pueblo Railroad Museum. Allí, el TLRV se almacena hasta el día de hoy y está disponible para todos. 

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by PI

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