Gyrobus – Nikoli nereálná alternativa…

V padesátých letech se v rámci expanze evropských metropolí muselo živě diskutovat o prostředcích hromadné dopravy. Nadzemní i podzemní kolejová doprava byla běžná, stejně jako ta autobusová či trolejbusová, ale hledaly se i další alternativy.

Princip gyrobusu se sice ve větším měřítku neujal, ale vysloveně neaplikovatelným se nestal, o čemž svědčí dočasné nasazení těchto strojů na pravidelných linkách. Výzkumy na počátku 60. let ukázaly, že sídliště až do 300 000 obyvatel dokáže plně obsloužit autobusová a trolejbusová doprava. Každý z těchto prostředků měl své jisté nevýhody, takže se přemýšlelo o jakémsi mezičlánku. A tím se stal gyrobus, tedy elektrobus poháněný generátorem v podobě obřího setrvačníku.

Foto: Automobil

Nejdále se s vývojem, výrobou a aplikací gyrobusu dostala švýcarská společnost Oerlikon. Před šedesáti lety sloužila jejich vozidla na některých linkách ve Švýcarsku, ale též v konžském Leopoldvillu, nicméně celkem jich vyrobili jen několik desítek. Gyrobus má stejné přednosti jako trolejbus nebo tramvaj, zejména tedy dlouhou životnost a tichý, čistý a laciný provoz, ovšem bez jejich nedostatků. Není třeba nákladných investic do infrastruktury v podobě kolejí a trolejového vedení či jejich údržby a když na trase dojde k dopravní nehodě nebo je vozovka blokována stavebními pracemi, vozidlo zkrátka změní trasu. Přednosti proti autobusu poháněnému spalovacím motorem vypočítávat není třeba.

První zkoušky vozidel poháněných setrvačníkem započaly na sklonku války, v době kritického nedostatku pohonných hmot. Již tehdy se ukázalo, že setrvačník o hmotnosti 10 % celkové hmotnosti stroje dokáže při asi 3000 min^-1 bezpečně pohánět kolejové vozidlo na trase až 15 kilometrů a vozidlo silniční pak ve středně členitém terénu až 6 km. Pokusy zároveň prokázaly, že nejvýhodnějším způsobem přenosu energie ze setrvačníku na nápravu je elektrický proud. Aby bylo možné použít motor s klecovou kotvou, jehož rotor nevyžaduje pro přívod proudu žádné sběrací kroužky nebo kolektory, pracovalo se s třífázovým střídavým proudem.

Foto: Automobil

Řadu zkoušek si vyžádalo umístění setrvačníku, nicméně jeho vliv na chování vozidla se ukázal jako překvapivě nevýznamný. Za optimální umístění se nakonec považovalo to vodorovné (tedy se svislou osou) a mezi nápravami. Tím byla zachována stabilita vozidla v zatáčkách a při přejezdu nerovností, navíc se nijak nezvětšovala setrvačnost vozu při rozjezdu a zpomalování.

Základem setrvačníku je kotouč o průměru 1,6 m a hmotnosti 1,5 t. Při roztočení na 3000 min^-1 se nashromáždí bezmála 10 kWh energie, což postačilo k ujetí zhruba 6 km. Hřídel setrvačníku je uložen v předimenzovaných valivých ložiscích, přičemž spodní ložisko je pro zvýšení bezpečnosti zdvojeno ložiskem kluzným. Na horní části hřídele je klecová kotva elektromotoru, jejíž klec je z trubek, jimiž proudí chladicí médium. To proto, že motor se při roztáčení pro úsporu času záměrně přetěžuje, a tedy i nadměrně zahřívá. Celý setrvačník je uložen ve vzduchotěsné skříni, naplněné vodíkem o přetlaku 0,1 at. Protože specifická hmotnost vodíku je zhruba čtrnáctkrát nižší než vzduchu, zmenšují se tím ztráty vířením a třením, ale zároveň je zajištěn dostatečný přestup tepla pro chlazení. Základem efektivní a bezpečné funkce je dokonalé utěsnění celé skříně. O kvalitách precizně uloženého setrvačníku svědčí skutečnost, že jeho doběh z 3000 min-1 trvá 10 hodin…

Setrvačník se roztáčel ve stanicích z běžné elektrické sítě, aby nebylo třeba stavět žádné měnírny či transformátory. Na střeše gyrobusu jsou tři sklopné sběrače, které se po svém vysunutí v napájecí stanici opřou o trubkové kontakty na výložním rameni napájecího stožáru nad vozovkou. Na boku gyrobusu je uzemňovací kontakt a spínač hlavního napájecího stykače. Velikost napájecího proudu přibližně odpovídá velikosti proudu odebíraného rozjíždějícím se trolejbusem.

Foto: Automobil

Protože se používal třífázový střídavý proud a jednoduchý motor s kotvou nakrátko, muselo být umožněno přepínání pólů. Nejdříve se zkoušel elektromotor se čtyřmi stupni, tedy 4, 5, 8 a 12 pólů. Pro zvětšení počtu dostupných „převodů“ se v prototypech testovalo rovněž přepínání pólů (2 a 4) také u elektrosetrvačníkové jednotky. Nejvyspělejší gyrobusy si vystačily se sedmi stupni, efektivně pokrývajícími rozsah 0 až 50 km/h při plynulé jízdě i při klesajících otáčkách setrvačníku. A když se při brzdění nebo sjezdu kopce dosáhlo nadsynchronních otáček poháněcího elektromotoru, docházelo dokonce k rekuperaci energie.

Celá elektrosetrvačníková jednotka je v podvozku gyrobusu vestavěna v pryžových silentblocích pod podlahou, přičemž část skříně s motorem mírně ční v prostoru středních sedadel, kde příliš nepřekáží.

Roztáčení setrvačníku z klidu bylo dlouhé, v praxi se ukázalo, že optimální je nechat otáčky poklesnout z 3000 jen na 1500 až 2000 min^-1. Pak totiž roztočení zpět na 3000 min-1 trvá jen asi půl minuty, což odpovídá době potřebné pro vystoupení a nastoupení cestujících, a není tak třeba vůbec zařazovat zvláštní technické zastávky. Gyrobusy denně běžně najely 200 až 300 km. „Roztáčecí stanice“ byly zpravidla instalovány v intervalu 2 až 4 kilometrů.

Foto: Automobil

Ačkoli před šedesáti lety již nasazení gyrobusů v běžné veřejné dopravě spíše ustávalo, stále byl princip jejich poháněcího systému považován za perspektivní v určitých specifických provozních podmínkách. Zejména pak v takových místech, kde hluk autobusů ruší klid a troleje cloní výhled.

Mezi dílčí nedostatky tohoto řešení patřily vysoká hmotnost setrvačníku a omezený dojezd, zbytek neduhů plynul především z potřeby zcela precizních výrobních postupů. Dobové zkušenosti zmiňují též nadměrné opotřebení pneumatik na kolech hnací nápravy: setrvačník byl pevně spojen s elektromotorem, takže rozjezd byl skokový, nikoli plynulý. Dnes by řadu z těchto problémů pohodlně řešila třeba zástavba vyrovnávacího akumulátoru. Většímu rozšíření gyrobusů však podle všeho zabránily především požadavky provozovatelů na větší flexibilitu provozu, nicméně myšlenky na využití setrvačníku se objevují průběžně dodnes.

Převzato z časopisu

Fotogalerie