Історія технологій: 58 ліфтів, що стали найпрогресивнішими роботами 100 років тому

Що пересічний сучасник знає про ліфти? Можливо, вартість обслуговування, яку він щомісячно сплачує за користування цим механізмом у себе в будівлі, чи номер телефона служби ремонту. Ліфти стали настільки буденними, що навіть малу дитину не здивуєш цим колись витвором інженерного мистецтва. Але ще століття тому ситуація радикально відрізнялася. Пропонуємо невеликий екскурс у минуле – адаптований переклад реакції американського журналу Popular Science на відкриття Емпайр-Стейт-Білдінг (Empire State Building) у травні 1931 року.

Ліфти-роботи обслуговуватимуть 85 000 пасажирів

Вже за кілька тижнів двері будівлі Емпайр-Стейт-Білдінг у місті Нью-Йорк відкриються для громадськості. Публіку зустріне 58 електричних роботів в очікуванні простого натискання кнопок, що ознаменує щоденну доставку до місць призначення такої кількості людей, яка майже дорівнює сукупній популяції знаменитих літніх курортів Ньюпорт, штат Род-Айленд, і Атлантик-Сіті, штат Нью-Джерсі. Керований складними електричними мізками та кілометрами дротяних нервів, цей парк автоматичних ліфтів, як очікується, справлятиметься з безпрецедентним переміщенням з такою простотою, швидкістю та рівнем безпеки, яких не можна досягти за допомогою традиційного людського контролю.

Жодна залізниця не потребувала ретельнішого планування, ніж ця найвеличніша з вертикальних транспортних систем. Офіси на 86 поверхах призначені для розміщення близько 25 000 працівників. Якщо можна покластися на статистику інших великих офісних будівель, то, окрім співробітників, очікується щонайменше 60 000 відвідувачів щодня. Тож існує необхідність не лише перевозити цю армію з 85 000 осіб до бажаних ділянок будівлі та повертати їх назад, але й обслуговувати усі поверхи з майже однаковою швидкістю та рівнем комфорту – щоб вартість офісних приміщень не зменшувалася з висотою, діставатися до 80 поверху повинно бути так само легко, як до 10 чи 20. Крім того, існує загроза годин пік. Статистичні дані свідчать, що, наприклад, між 17:00 та 17:30 на перший поверх необхідно буде перевезти близько 15 000 чоловік.

Над вирішенням проблеми, не залишаючи без уваги жодних деталей, разом працювали інженери й архітектори. Зрештою було вирішено, що з основною частиною роботи зможуть впоратися 58 ліфтів з автоматичним пуском, зупинкою, вирівнюванням на поверсі, пристроями для відкривання та закриття дверей. Ще 9 додаткових ліфтів з різними ступенями самостійності було вирішено використовувати для сімох верхніх поверхів, вежі та для вантажних перевезень. Загальна вартість установки ліфтів, включно з підготовкою шахт, обійшлася приблизно у $4 млн.

Багатомісячна робота будівельних бригад, електриків та інженерів над цим проектом була непростою. Доки металоконструкції будівлі підіймалися все вище, відповідальним за зведення ліфтів доводилося підтримувати задовільний рівень послуг ліфта, адже будівельникам каркасу, каменярам, штукатурам, сантехнікам необхідно було постійно поставляти матеріали. Затримка на кілька хвилин могла обійтися у сотні доларів. Кожні кілька днів потрібно було піднімати машини цих тимчасових ліфтів. Аби заощадити кошти, кілька ліфтів зі старого готелю Уолдорф-Асторія були підготовлені для тимчасового обслуговування.

Для постійної установки ліфтів знадобилась низка нововведень. Оскільки одинадцять ліфтів піднімаються вище, ніж будь-які встановлені раніше, необхідно було розробити і встановити більші підйомні двигуни. Звичайні виски є досить точними для вирівнювання рейок, якими рухаються ліфти та противаги. Проте, побоюючись, що повітряні потоки можуть відхилити виски у деяких величезних шахтах Емпайр-Стейт-Білдінг, рейки вирівнювали, використовуючи інструменти геодезистів для побудови шахт. Була потрібна більша будівельна команда, ніж, мабуть, для будь-якої попередньої установки. Був період, коли одночасно працювало понад 300 робітників зі зведення ліфтів.

Протягом багатьох років компанія Otis Elevator Company, яка отримала контракт на цю установку, займалася розробкою так званих ліфтів «сигнального контролю». Ці машини спочатку були розроблені для повільного руху без оператора з метою надійного обслуговування житлових будинків. Коли поява високих будівель призвела до потреби високошвидкісних ліфтів, відразу стала очевидною необхідність автоматичного керування. Так з’явився новий напрямок у розвитку ліфтів. Перші сигнально-контрольні ліфти у Нью-Йорку були встановлені в Стендард-Ойл-Білдінг (Standard Oil Building), приблизно за шість років до Емпайр-Стейт-Білдінг. З того часу було здійснено багато поліпшень. Ліфти в Крайслер-Білдінг (Chrysler Building) та ті, що встановили в Емпайр-Стейт-Білдінг, є найсучаснішими системами вертикального транспорту у світі.

Загальна схема ліфтів у будівлі

Уявна поїздка

Щоб краще уявити магію автоматичного ліфта, відправимось в уявну поїздку. Завітаймо до Емпайр-Стейт-Білдінг і піднімемося на 79 поверх. Нема потреби довго шукати у коридорах необхідну нам групу ліфтів, адже скрізь розміщено електронні знаки. Наш – поверхи 66-80. Світло над одним з ліфтів вказує, що саме він рушить вгору наступним. Ми входимо. Через деякий час на контрольній панелі оператора миготить кнопка. Він натискає на важіль. Двері шахти і ліфта тихо й швидко закриваються, а ліфт автоматично починає плавний і швидкий рух вгору. «Шістдесят вісім», «сімдесят», «сімдесят дев’ять»… Пасажири називають оператору потрібні їм поверхи, а він просто натискає відповідні кнопки на панелі керування. Йому більше не потрібно турбуватися: щойно двері зачинилися, машина опиняється під опікою невидимих керівників – кулачкових дисків, дротів, регуляторів, генераторів, двигунів, гальм, перемикачів, реостатів, реле, які є швидшими, чутливішими та дієвішими за людину.

Ліфт продовжує рухатися вгору приблизно хвилину (згодом цей час буде скорочено майже вдвічі), після чого раптом на панелі над дверима починають мигати цифри: 66, 67. Майже непомітно, швидкість ліфта зменшується. На цифрі 68 машина зупиняється, двері автоматично розкриваються, і ми бачимо, що ліфт відмінно справився з вирівнюванням на поверсі: жодного заниження чи завищення, жодного прискорення чи затримки, жодних проблем з відкриванням дверей… Група електромеханічних геніїв, захованих у шахті та в кімнаті двигуна, справилася з цією задачею. Двоє пасажирів виходять, оператор знову злегка натискає на важіль, двері зачиняються, машина рушає. Кожна натиснута кнопка – це така сама автоматична, плавна, швидка та точна зупинка. Ліфт зупиняється не тільки у відповідь на натиснені кнопки на панелі оператора, але і у відповідь на кнопки, натиснені пасажирами, що чекають на різних поверхах. У цьому випадку зупинка здійснюється абсолютно без відома оператора.

Щоб максимально заощадити час очікування, тільки той ліфт, який фактично зупиниться забрати пасажира, спалахне світлом у залі. Як правило, перша машина, що проходить повз поверх посадки у потрібному напрямку, повинна автоматично зупинятися; але, коли машина заповнена, оператор, за допомогою перемикача на контрольній панелі, може передати всі виклики наступному ліфту. Нарешті вийшовши на 79 поверсі, ми обдумуємо кілька можливих щойно пережитого: без людського втручання нас доставили на висоту майже 290 м над землею, спалахували лампочки, машина зупинялася на бажаних поверхах, а двері відкривалися. Якими дурними здаються олов’яні манекени на наукових лекціях, що кліпають очима та кажуть «привіт», у порівнянні з практичним повсякденним Ліфтом-роботом.

Обладнання з контролю та експлуатації – не просте. Щоб з’єднати усі необхідні ліфтам у цій будівлі електричні ланцюги, знадобилося майже 2500 км дроту, довше, ніж шлях з Бостона до Канзас-Сіті. Плюс майже 60 км жолобів. Довжина піднімальних канатів, компенсувальних мотузок та регуляторних канатів перевищує 190 км. Прискорення, уповільнення, вирівнювання та зупинка ліфта здійснюються переважно за допомогою так званого «селектора». Цей пристрій, розташований у кімнаті двигуна безпосередньо над кожною шахтою, має каретку, яка запускається вгору та вниз повз групу контактів, наслідуючи позицію ліфта у шахті. Якщо натискається кнопка зупинки, контакти певної групи стають активними, коли каретка селектора торкається цієї групи, автоматично обробляються електричні ланцюги, вирівнюючи та зупиняючи ліфт. Одночасно приводяться в дію двері, які відкриваються та закриваються електричним двигуном.

Схематичний опис інноваційної технології

Питання безпеки

Існувала необхідність не лише забезпечити електротехнічні та механічні пристрої для нормальної експлуатації ліфтів, але й пристрої для їхньої безпеки. Цьому питанню приділялося чимало уваги – шанси на аварію ліфта у цій новій установці в 4-5 разів менші за шанси на аварію автомобіля. «А якщо розірветься дріт?» – запитає хтось. Відповідь може бути несподіваною: це не вплине на безпеку ліфта. Дроти часто перевіряють, кожен ліфт підтримується шістьома дротами, а ліфти у найвищій частині будівлі – вісьмома. Якщо раптом недоліки не буде помічено, і один, два, три, чотири чи навіть п’ять дротів перервуться, машина не впаде, адже одного дроту достатньо, щоб нести все навантаження. Звичайно, оператор не стане продовжувати експлуатацію ліфта навіть з одним пошкодженим дротом. Пасажирів висадять на найближчому поверсі, а ліфтом не будуть користуватися до заміни дроту.

Чинним законодавством Нью-Йорку швидкість ліфтів обмежена до 700 футів/хв (213 м/хв). Звичайно, що цей закон незабаром буде змінено. 18 ліфтів Емпайр-Стейт-Білдінг розраховані на майбутню швидкість 800 футів/хв (244 м/хв), 18 – на 1000 футів/хв (305 м/хв), 18 – понад 1200 футів/хв (366 м/хв), що є найшвидшими пасажирськими ліфтами у світі. За словами інженерів компанії Otis, обмеження швидкості сучасного обладнання визначається не чинниками безпеки, а відстанню між зупинками. В універмазі, де необхідно зупинятися на кожному поверсі, швидкість 500 футів/хв – більш прийнятна, ніж 1200 футів/хв, але у випадках, коли треба подолати майже 800 футів, менша швидкість є недоцільною.

Для кращого керування трафіком, для кожної групи ліфтів існує індикаторна панель та диспетчерська панель. На першій лампочки показують позицію кожного ліфта групи; два стовпчики лампочок іншого кольору вказують на поверхи, на яких були натиснені кнопки пасажирами, що очікують ліфти. На іншій панелі розташовані телефон, комутатори та управління автоматичним диспетчерським пристроєм. Зазвичай цей пристрій сигналізує оператора ліфта тоді, коли його машина відправляється, потім дає йому інший сигнал у той момент, коли він повинен почати закриття дверей. Ці дії можуть бути прискорені або затримані відповідно до трафіку за бажанням диспетчера, або диспетчер може запустити ліфт незалежно від пристрою, маніпулюючи перемикачами. Кожен ліфт обладнано телефоном. Усі вони з’єднані через автоматичний комутатор з 200 станціями між собою, з інженером, керівником і станцією на кожному поверсі. Найвище підіймається вантажний ліфт № 1: від підвалу до 80 поверху. Два місцевих ліфти забезпечують обслуговування між 79 та 86 поверхами. Планується мати ще один ліфт для оглядового майданчика.

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:

Джерело: Popular Science, переклад підготувала Ірина Гоял, спеціально для «Блог Imena.UA»