Что рядовой современник знает про лифты? Возможно, стоимость обслуживания, которую он ежемесячно уплачивает за пользование этим механизмом у себя в здании, или номер телефона службы ремонта.
Лифты стали настолько обыденными, что даже ребенка не удивишь этим когда-то произведением инженерного искусства. Но еще столетие назад ситуация радикально отличалась. Предлагаем небольшой экскурс в прошлое – адаптированный перевод реакции американского журнала Popular Science на открытие Эмпайр-Стейт-Билдинг (Empire State Building) в мае 1931 года.
Уже через несколько недель двери здания Эмпайр-Стейт-Билдинг в городе Нью-Йорк откроются для общественности. Публику встретит 58 электрических роботов в ожидании простого нажатия кнопок, что ознаменует ежедневную доставку до мест назначения такого количества людей, которое почти равно совокупной популяции знаменитых летних курортов Ньюпорт, штат Род-Айленд, и Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси. Управляемый сложными электрическими мозгами и километрами проволочных нервов, этот парк автоматических лифтов, как ожидается, будет справляться с беспрецедентным перемещением с такой простотой, скоростью и уровнем безопасности, которых нельзя достичь с помощью традиционного человеческого контроля.
Ни одна железная дорога не нуждалась в более тщательном планировании, чем эта величайшая из вертикальных транспортных систем. Офисы на 86 этажах предназначены для размещения около 25 000 работников. Если можно положиться на статистику других крупных офисных зданий, то, кроме сотрудников, ожидается не менее 60 000 посетителей ежедневно. Поэтому существует необходимость не только перевозить эту армию с 85 000 человек до желаемых участков здания и возвращать их обратно, но и обслуживать все этажи с почти одинаковой скоростью и уровнем комфорта – чтобы стоимость офисных помещений не уменьшалась с высотой, добираться до 80 этажа должно быть так же легко, как до 10 или 20. Кроме того, существует угроза часов пик. Статистические данные свидетельствуют, что, например, между 17:00 и 17:30 на первый этаж необходимо будет перевезти около 15 000 человек.
Над решением проблемы, не оставляя без внимания никаких деталей, вместе работали инженеры и архитекторы. В конце концов было решено, что с основной частью работы смогут справиться 58 лифтов с автоматическим пуском, остановкой, выравниванием на этаже, устройствами для открытия и закрытия дверей. Еще 9 дополнительных лифтов с разными степенями самостоятельности было решено использовать для семи верхних этажей, башни и для грузовых перевозок. Общая стоимость установки лифтов, включительно с подготовкой шахт, обошлась примерно в $4 млн.
Многомесячная работа строительных бригад, электриков и инженеров над этим проектом была непростой. Пока металлоконструкции здания поднимались все выше, ответственным за возведение лифтов приходилось поддерживать удовлетворительный уровень услуг лифта, ведь строителям каркаса, каменьщикам, штукатурщикам, сантехникам необходимо было постоянно поставлять материалы. Задержка на несколько минут могла обойтись в сотни долларов. Каждые несколько дней нужно было поднимать машины этих временных лифтов. Чтобы сэкономить средства, несколько лифтов со старого отеля Уолдорф-Астория были подготовлены для временного обслуживания.
Для постоянной установки лифтов понадобилась ряд нововведений. Поскольку одиннадцать лифтов поднимаются выше, чем любые установленные ранее, необходимо было разработать и установить большие подъемные двигатели. Обычные тросы являются достаточно точными для выравнивания рельсов, по которым движутся лифты и противовесы. Однако, опасаясь, что воздушные потоки могут отклонить тросы в некоторых огромных шахтах Эмпайр-Стейт-Билдинг, выравнивали рельсы, используя инструменты геодезистов для построения шахт. Нужна была большая строительная команда, чем, пожалуй, для любой предыдущей установки. Был период, когда одновременно работало более 300 рабочих по возведению лифтов.
В течение многих лет компания Otis Elevator Company, которая получила контракт на установку, занималась разработкой так называемых лифтов «сигнального контроля». Эти машины первоначально были разработаны для медленного движения без оператора с целью надежного обслуживания жилых домов. Когда появление высоких зданий привело к потребности высокоскоростных лифтов, сразу стала очевидной необходимость автоматического управления. Так появилось новое направление в развитии лифтов. Первые сигнально-контрольные лифты в Нью-Йорке были установлены в Стэндард-Ойл-Билдинг (Standard Oil Building), примерно за шесть лет до Эмпайр-Стейт-Билдинг. С того времени было сделано много улучшений. Лифты в Крайслер-Билдинг (Chrysler Building) и те, что установили в Эмпайр-Стейт-Билдинг, являются самыми современными системами вертикального транспорта в мире.
Воображаемая поездка
Чтобы лучше представить магию автоматического лифта, отправимся в воображаемую поездку. Зайдем в Эмпайр-Стейт-Билдинг и поднимемся на 79 этаж. Нет нужды долго искать в коридорах необходимую нам группу лифтов, ведь везде размещены электронные знаки. Наш – этаж 66-80. Свет над одним из лифтов указывает, что именно он двинется вверх следующим. Мы входим. Через некоторое время на контрольной панели оператора мигает кнопка. Он нажимает на рычаг. Двери шахты лифта тихо и быстро закрываются, а лифт автоматически начинает плавное и быстрое движение вверх. «Шестьдесят восемь», «семьдесят», «семьдесят девять»... Пассажиры называют оператору нужные им этажи, а он просто нажимает соответствующие кнопки на панели управления. Ему больше не нужно беспокоиться: как только дверь захлопнулась, машина оказывается под опекой невидимых руководителей – кулачковых дисков, проводов, регуляторов, генераторов, двигателей, тормозов, переключателей, реостатов, реле, которые являются более быстрыми, чувствительными и действенными за человека.
Лифт продолжает двигаться вверх примерно минуту (впоследствии это время будет сокращено почти вдвое), после чего вдруг на панели над дверью начинают мигать цифры: 66, 67. Почти незаметно, скорость лифта уменьшается. На цифре 68 машина останавливается, двери автоматически раскрываются, и мы видим, что лифт отлично справился с выравниванием на этаже: никакого занижения или завышения, никакого ускорения или задержки, никаких проблем с открыванием дверей... Группа электромеханических гениев, спрятанных в шахте и в комнате двигателя, справилась с этой задачей. Двое пассажиров выходят, оператор снова слегка нажимает на рычаг, двери закрываются, машина трогается. Каждая нажатая кнопка – это такая же автоматическая, плавная, быстрая и точная остановка. Лифт останавливается не только в ответ на нажатие кнопки на панели оператора, но и в ответ на кнопки, при нажатии пассажирами, ждущих на разных этажах. В этом случае остановка осуществляется совершенно без ведома оператора.
Чтобы максимально сэкономить время ожидания, только тот лифт, который фактически остановится забрать пассажира, вспыхнет светом в зале. Как правило, первая машина, проходит мимо поверх посадки в нужном направлении, должна автоматически останавливаться; но, когда машина заполнена, оператор, с помощью переключателя на контрольной панели, может передать все вызовы следующему лифту. Наконец выйдя на 79 этаже, мы обдумываем несколько возможных только что пережитых моментов: без человеческого вмешательства нас доставили на высоту почти 290 м. над землей, вспыхивали лампочки, машина останавливалась на желаемых этажах, а двери открывались. Какими глупыми кажутся оловянные манекены на научных лекциях, которые хлопают глазами и говорят «привет», в сравнении с практическим повседневным лифтом-роботом.
Оборудование по контролю и эксплуатации – не простое. Чтобы соединить все необходимые лифтам в этом здании электрические цепи, понадобилось почти 2500 км провода, дольше, чем путь из Бостона в Канзас-Сити. Плюс почти 60 км желобов. Длина подъемных канатов, компенсирующих веревок и регуляторных канатов превышает 190 км. Ускорение, замедление, выравнивание и остановка лифта осуществляются преимущественно с помощью так называемого «селектора». Это устройство, расположенное в комнате двигателя непосредственно над каждой шахтой, имеет каретку, которая запускается вверх и вниз мимо группу контактов, следуя позиции лифта в шахте. Если нажимается кнопка остановки, контакты определенной группы становятся активными, когда каретка селектора касается этой группы, автоматически обрабатываются электрические цепи, выравнивая и останавливая лифт. Одновременно приводятся в действие двери, которые открываются и закрываются электрическим двигателем.
Вопросы безопасности
Существовала необходимость не только обеспечить электротехнические и механические устройства для нормальной эксплуатации лифтов, но и устройства для их безопасности. Этому вопросу уделялось немало внимания – шансы на аварию лифта в этой новой установке в 4-5 раз меньше шансов на аварию автомобиля. «А если порвется провод?» – спросит кто-то. Ответ может быть неожиданным: это не повлияет на безопасность лифта. Провода часто проверяют, каждый лифт поддерживается шестью проводами, а лифты в самой высокой части здания – восемью. Если вдруг недостатки не будут замечены, и один, два, три, четыре или даже пять проводов порвутся, машина не упадет, ведь одного провода достаточно, чтобы нести все нагрузки. Конечно, оператор не станет продолжать эксплуатацию лифта даже с одним поврежденным проводом. Пассажиров высадят на ближайшем этаже, а лифтом не будут пользоваться до замены троса.
Действующим законодательством в Нью-Йорке скорость лифтов ограничена до 700 футов/мин (213 м./мин). Конечно, что этот закон вскоре будет изменен. 18 лифтов Эмпайр-Стейт-Билдинг рассчитаны на будущую скорость 800 футов/мин (244 м/мин), 18 – на 1000 футов/мин (305 м/мин), 18 – свыше 1200 футов/мин (366 м/мин), что является самыми быстрыми пассажирскими лифтами в мире. По словам инженеров компании Otis, ограничение скорости современного оборудования определяется не факторами безопасности, а расстоянием между остановками. В универмаге, где необходимо останавливаться на каждом этаже, скорость 500 футов/мин – более приемлема, чем 1200 футов/мин, но в случаях, когда надо преодолеть почти 800 футов, меньшая скорость является нецелесообразной.
Для лучшего управления трафиком, для каждой группы лифтов существует индикаторная панель и диспетчерская панель. На первой лампочки показывают позицию каждого лифта группы; два столбика лампочек другого цвета указывают на этажи, на которых были нажаты кнопки пассажирами, ожидающих лифта. На другой панели расположены телефон, коммутаторы и управления автоматическим диспетчерским устройством. Обычно это устройство сигнализирует оператора лифта тогда, когда его машина отправляется, затем дает ему другой сигнал в тот момент, когда он должен начать закрытие дверей. Эти действия могут быть ускорены или задержаны в зависимости от трафика по желанию диспетчера или диспетчер может запустить лифт независимо от устройства, манипулируя переключателями. Каждый лифт оборудован телефоном. Все они соединены через автоматический коммутатор с 200 станциями между собой, с инженером, руководителем и станцией на каждом этаже.