В своей предыдущей статье «IT-технологии Бога Войны» («КТ» #644-645) автор попытался сделать анализ применения и применимости современного хайтека к реалиям современной артиллерии. С учетом обсуждения статьи на разных форумах военно-технической направленности, итоговое заключение было приблизительно таким: от хайтека никуда не уйти, он будет внедряться, даже несмотря на падение общего уровня математической квалификации артиллеристов - без современной электроники точность огня и быстрота реакции на меняющуюся обстановку существенно хуже, чем с ней.
Однако и старые бескомпьютерные методы никто в отставку не отправит - есть ситуации, когда электронная начинка будет только лишним весом. Проводя аналогию с компьютерным миром, можно сказать, что произойдет переход из программистов в пользователи, когда понимание принципов построения и работы программы заменяется на зубрежку пользовательского интерфейса. Кое-кто, правда, останется «артиллеристом-программистом», но, развивая эту аналогию дальше, можно сказать, что программировать он будет не на ассемблере или C, а на встроенном в уже разработанную систему интерпретируемом языке вроде JavaScript. Такой в общем-то очевидный вывод применим не только к артиллерии в частности или военному делу в целом, но и к громадному количеству других сфер человеческой деятельности. Об одном таком частном случае автору и хотелось рассказать в этой статье.
Так уж получилось, что помимо артиллерии автор очень сильно неравнодушен к городскому наземному электротранспорту (ЭТ) - трамваям и троллейбусам. В последние годы во многих странах мира наблюдается возрождение интереса к этим видам транспорта в свете дороговизны топлива, заботы об экологической обстановке, борьбы с дорожными пробками - трамваи вернулись в Париж, Лондон, Афины, есть планы по возрождению троллейбусов в Риме. В нашей стране тенденция обратная - ЭТ становится все больше похожим на шагреневую кожу - Архангельск, Шахты уже распрощались с трамваем, под вопросом остается существование ЭТ-систем в Воронеже и даже Санкт-Петербурге. Однако этот вопрос лежит вне тематики «КТ», автор только хочет высказать свое желание гармоничного развития всех видов транспорта - как внеуличного (метро, фуникулеры), так и уличного - трамваев, автобусов, троллейбусов, личных автомобилей граждан, чтобы каждый из нас имел возможность воспользоваться любым из них, когда в этом возникнет необходимость.
С точки зрения информационных технологий электротранспорт интересен своей историей развития управляющих устройств тяговыми электродвигателями (ТЭД) подвижного состава. Казалось бы, чего проще, замыкай рубильник и поехали! Однако с самого начала все оказалось не так просто. Для того чтобы плавно сдвинуть с места рельсовый или шинный экипаж (напомним, что первые трамвай и троллейбус были пущены фирмой Siemens - не последним игроком в IT-сфере - в 1881 и 1882 году соответственно), необходимо столь же плавно увеличивать ток в якоре и обмотке возбуждения ТЭД. В противном случае стартовое ускорение будет таким, что пассажиры имеют реальный шанс вылететь из экипажа и получить серьезные травмы. Также стоит заметить, что во время пуска-торможения сила тока в этих обмотках достигает сотен ампер, а переменные резисторы с механическим скользящим контактом (вроде регулятора громкости в переносном плеере) для таких токов до сих пор не созданы. Поэтому на конец XIX века единственным решением стало регулирование тока в обмотках ТЭД путем присоединения к ним ограничительного сопротивления, номинал которого можно изменять путем различного подключения нескольких постоянных резисторов. К примеру, если мы имеем всего лишь два резистора номиналом в 1 Ом, то из них можно получить общее сопротивление в 2 Ом, если включить их последовательно или 0,5 Ом, если включить их параллельно. Если резисторов больше чем два, то комбинаций их подключения становится еще больше и в итоге можно получить практически плавное изменение подключенного к ТЭД сопротивления. Знакомые с устройством цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) на резисторных матрицах люди не найдут в этом принципе ничего нового. В ЦАП коммутацией резисторной матрицы занимается специализированная схема - контроллер, и в трамвае или троллейбусе устройство, ответственное за ту же функциональность, называется точно так же. Демонстрацию работы контроллера троллейбуса МТБ-82 (рис. 1) можно посмотреть на http://tramnn.narod.ru/museum/mtb82/tech/c ntrllr.html.
У первых машин конца позапрошлого и начала прошлого века правильную последовательность коммутации пускотормозных сопротивлений мог выполнить только человек, и контроллер представлял собой всего лишь вал с рукояткой, на который насаживались кулачки, замыкавшие и размыкавшие сильноточные контакторы силовой цепи ТЭД (рис. 3). Как долго держать ту или иную позицию контроллера, целиком отдавалось на усмотрение водителя. Замешкавшись с переключением, можно было запросто превысить допустимый ток в цепи и сжечь пускотормозные сопротивления, а вместе с ними иной раз и весь вагон. Экономичность с точки зрения расхода электроэнергии была «ниже плинтуса», но про простоту и безотказность подобных устройств сейчас ходят легенды. С помощью кувалды, лома и какой-то матери неисправный контроллер ремонтировался за разумное время в полевых условиях. Работа с таким агрегатом быстро наращивала приличную мускулатуру на левой руке даже у девушек-водителей субтильной комплекции. Трамваи с такой непосредственной системой управления (НСУ) током через ТЭД работали в СССР вплоть до начала 1980-х годов (рис. 2). Однако рекорд был поставлен в далеком австралийском городе с красивым названием Аделаида, где трамваи начала 1920-х исключительно обслуживали перевозки вплоть до июля 2006 года. Даже после покупки новых ультрасовременных трамваев пять старых вагонов оставили для музейных и туристических целей, но НСУ на них будет заменена на современное оборудование с целью повышения удобства работы водителя и безопасности пассажиров.
Развитие электромеханических управляющих устройств (реле и сервомоторов) в середине 1930-х гг. позволило появиться идее косвенного управления ТЭД. Пусть водитель только определяет, что нужно от ТЭД - набирать или сбрасывать скорость, а формирование точной временной последовательности замыкания-размыкания контактов будет возложено либо на релейную схему, либо на сервомотор, вращающий тот самый вал с кулачками. Тем самым убитыми оказывались сразу три зайца:
• контроллер работал по жестко заданной механическими характеристиками (упругость язычков в реле, угловая скорость вращения сервомотора) программе, исключая перегрев и возгорание пускотормозных сопротивлений;
• реле и сервомотор запитывались от низкого напряжения, их можно было разместить вне кабины водителя и вынести оттуда всю высоковольтную часть, что резко уменьшило число электротравм. Теперь высоковольтные контакторы размещались либо под полом, либо на крыше, либо в специальном ящике вдали от водителя и пассажиров.
• Ставшая легендой тугая ручка-кофемолка ушла в прошлое. Ее заменила гораздо более легкая и удобная ручка низковольтной части или вообще педальный узел управления контроллером.
Первым серийным советским трамваем с такой косвенной автоматической реостатно-контакторной системой управления (РКСУ) стал рижский РВЗ-6 в 1960 году. Аналогичным советским троллейбусом был энгельсский ЗиУ-5 (рис. 4), впервые вышедший на линии в 1959 году. РВЗ-6 до сих пор еще работают в некоторых городах СНГ (Минск, Казань), ЗиУ-5 остались только как музейные, но примененный на них принцип живет и здравствует вплоть до настоящего времени. У завода-производителя сменилось название, много новшеств было придумано и успешно применено на практике, но в теперешней России самые распространенные модели троллейбусов АО «Тролза» ЗиУ-682Г-012 и ЗиУ-682Г-016 (рис. 6) до сих пор комплектуются все той же РКСУ. Причины понятны - дешево и сердито, и полная нечувствительность к электромагнитным помехам. К упомянутому выше ремкомплекту (лом, кувалда, какая-то матерь) добавились еще и отвертка, набор гаечных ключей с авометром, что с ворчанием, но было в целом адекватно воспринято обслуживающим персоналом. Однако возможность ремонта в полевых условиях РКСУ уже потеряла.
