Az elektromos vasúti vontatás egyik úttörője

2013. június 27., 08:20 , 650. szám

A közlekedéstörténetben fordulópontot jelentett az 1803-as év, amikor Nagy-Britanniában megnyílt az első közforgalmú vasút, melyen még lovak vontatták a szerelvényeket, ám a következő esztendőben Richard Trevithick angol mérnök feltalálta a gőzmozdonyt, melyet honfitársa, George Stephenson tökéletesített. És 1825-ben, Angliában, Stockton és Darlington városok között megnyílt az első olyan vasútvonal, melyen már gőzösök húzták maguk után a hozzájuk kapcsolt kocsikat. Majd a XIX. század utolsó harmadában kísérletezni kezdtek az elektromos vasúti vontatással, melynek fejlesztésében kiemelkedő szerepet játszott egy zseniális magyar gépészmérnök, Kandó Kálmán.

Aki már egyetemi évei alatt „beleszeretett” az elektrotechnikába

Egerfarmosi és sztregovai Kandó Kálmán egy ősi nemesi család gyermekeként jött világra Pest-Budán 1869. július 8-án. Középfokú tanulmányait a híres Budapest-Fasori Evangélikus Gimnázium elődjének számító Sütő utcai Evangélikus Gimnáziumban kezdte meg, ám szülei a zsúfolt iskolából átíratták egy kisebb osztálylétszámú tanintézetbe, a Pázmány Péter Tudományegyetem (ma: Eötvös Loránd Tudományegyetem) bölcsészeti karához tartozó, elitiskolának számító gyakorló gimnáziumba, s itt is érettségizett le. Ezt követően beiratkozott az ugyancsak a fővárosban működő Magyar Királyi József Nádor Műegyetem (jelenlegi nevén: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem) gépészmérnöki karára, ahol valósággal „beleszeretett” az elektrotechnikába. A villamosság a XIX. században éppolyan újdonságnak számított, mint az 1900-as években az atomfizika, megannyi találmány született az elektromos energia munkára fogására, a távírótól – a telefonon, az izzólámpán és a fonográfon át – a rádióig, s a fiatal egyetemista képzeletét is megragadta a villanyáram gyakorlati felhasználásában rejlő lehetőségek sora. Negyedéves hallgatóként pályadíjat nyert egy elektrotechnikai témájú dolgozatával, szigorlatra pedig egy villanymotorral működő vasúti futódaru tervét adta le. 1892-ben átvette diplomáját, majd az Osztrák–Magyar Monarchiához tartozó horvátországi Isztriai-félsziget déli csücskén fekvő polai haditengerészeti támaszponton letöltötte egyéves katonai szolgálati idejét.

Ezt követően tanulmányútra indult Párizsba, egy esztendőre a francia főváros lakosa lett, s munkát vállalt a gépeket és acélszerkezeteket gyártó Compagnie de Fives-Lille gyár elektrotechnikai részlegén, ahol akkortájt indították be a horvát származású amerikai fizikus, Nikola Tesla által feltalált, a forgó mágneses mező elvén működő indukciós villanymotorok gyártását. Az indukciós motor a ma már a legáltalánosabban használt, legegyszerűbb szerkezetű, váltakozó árammal (elterjedtebb, bár pontatlanabb nevén: váltóárammal) működő villamos forgógép, mely egy forgó és egy álló részből tevődik össze, forgó mágneses teret hoz létre, a mágneses térerősség változtatásával pedig elektromos áram indukálódik, vagyis gerjesztődik. (Megjegyzendő: az egyenáramnál az áramkörben az elektromos töltést hordozó elemi részecskék egy irányban mozognak, míg a váltakozó áram iránya és intenzitása szabályos időközönként (periodikusan) változik). Kandó az indukciós motorok előállítására kidolgozott egy teljesen új szerkesztési eljárást, mely gazdaságos villanymotorok gyártását tette lehetővé. Sikerének híre Mechwart Andráshoz, a Ganz és Társa Vasöntő és Gépgyár Rt. vezérigazgatójához is eljutott, aki azonnal hazahívta a tehetséges fiatal mérnököt, mivel cége meg akarta kezdeni az indukciós motorok hazai előállítását. Kandó Kálmán munkát is vállalt a gyár elektrotechnikai részlegén, s pár hónap alatt beindította a háromfázisú indukciós motorok gyártását. Hamarosan a részleg vezetője, majd a cég igazgatóhelyettese lett. Nagy teljesítményű elektromos berendezéseket tervezett a dél-tiroli Bolzano és Merano városok áramellátását biztosító Etsch-vízierőmű számára (Dél-Tirol az első világháború végéig Ausztria része volt, ám a versailles-i békével Olaszországhoz csatolták), 1899-ben pedig megalkotta az FF jelzésű motorokat, melyek a Ganz-gyár legjobb villamos gépei közé tartoztak, és nemzetközi hírnevet szereztek konstruktőrüknek. S ugyanebben az esztendőben feleségül vette a rozsnyói Posch Ilonát, akitől két gyermeke született, Kálmán és Sára Ilona.

Villanymozdonyok, melyek legyőzték a hegyi terepet

Kandó a vasúti vontatásban is alkalmazni akarta a kitűnően bevált indukciós motorokat. Próbapályát építettek, melyen megkezdték a kétfázisú villamos motorkocsival végzett kísérleteket, közben elutazott az Egyesült Államokba, ahol tanulmányozta a baltimore-i pályaudvarokat összekötő vasútvonalon közlekedő, kisfeszültségű egyenárammal működő mozdonyt, rájött, mennyire gazdaságtalan a villamos vontatás ezen típusa, s hogy csak nagyfeszültségű árammal lehet megoldani az elektromos vasúti vontatás kérdését. A Ganz próbapályáján elvégzett sikeres kísérletek eredményeként üzembe helyeztek egy háromfázisú kisvonatot a Genfi-tó partján, az Evians-les-Bains fürdőhelyen, s elvégezték két magyarországi, valamint egy franciaországi bányavasút villamosítását.

Olaszországban éppen ekkor akarták megkezdeni a vasutak villamosítását. Az elektromos vontatással ugyanis ki lehet kü­szöbölni a gőzmozdonyok hátrányait, nevezetesen meg lehet takarítani a szén- és a vízvételezés idejét, jobban lehet szellőztetni az alagutakat, s a villamos vontatás hatásfoka – megfelelő, magasfeszültségű árammal működő mozdonyok alkalmazásával – nagyobb, mint a gőzvontatásé. A Rete Adriatica olasz vasúttársaság felfigyelt a Ganz eredményes kísérleteire, s felkérte a magyar céget a Comói-tó keleti partján, a Tellina-völgyben futó Valtellina vasútvonal villamosítására, melytől több európai nagyvállalat is elzárkózott, túl kockázatosnak tartva a tervet. A sínpár ugyanis nehéz hegyi terepen vezetett, melynek leküzdésére olyan teljesítményű villanymozdonyra lett volna szükség, amilyen addig még nem létezett. Mechwart András viszont bízott Kandó Kálmán képességeiben és az általa javasolt magasfeszültségű, háromfázisú árammal való vontatás sikerében, így aláírta a szerződést az olaszokkal. 1902-re villamosították a vonalat, s a Ganz által, Kandó tervei alapján legyártott villanymozdonyok és motorkocsik sikeresen leküzdötték a nehéz terepet. A magyar mérnök gépei voltak az első elektromos meghajtású vasúti járművek, melyek nemcsak elérték, hanem túl is szárnyalták a gőzösök teljesítményét.

A Ganz részvényeinek többségével rendelkező Hitelbank vezetői azonban nem támogatták tovább a gyár vasútvillamosítási kísérleteit, nem ismerték fel, hogy a költséges fejlesztés végül kamatozni fog. A vasutakat állami kézbe vevő olasz kormány ellenben nagyon is jól átlátta a helyzetet, s elrendelte 2000 km-nyi vasútvonal villamosítását. Vado Ligure városában mozdonygyárat létesítettek, s Kandót felkérték annak vezetésére. A magyar mérnök igent mondott, családjával és több munkatársával Vado Ligure-be költözött. Kifejlesztett két mozdonytípust, a legnagyobb számban legyártott Giovit, valamint a 100 km/h sebességet elérő Trenta gyorsvonati mozdonyt. Érdemei elismeréseként kitüntették az Olasz Koronarend „Commendatore” címével. Csaknem 700 gép készült el a tervei alapján, melyek olyan kitűnőknek bizonyultak, hogy még az 1950-es évek derekán is több, mint 500 robogott közülük Itália sínpárjain.

A meg nem ért legnagyobb hazai siker

1915-ben Olaszország hadiállapotba került a Monarchiával, így Kandó és családja hazatért. Tartalékos hadnagyként a vezérkar vasúti osztályán szolgált mint a szénellátás referense, két év múlva viszont – a Ganz és a MÁV (Magyar Államvasutak) kérésére – leszerelték, s visszatért a civil életbe. A Ganz műszaki, majd vezérigazgatója lett. Már korábban felismerte, hogy a vasutak villamosítása csak akkor lehet gazdaságos, ha azok transzformátor-alállomások közbeiktatásával rákapcsolódnak az országos elektromos hálózatra – ezt az elvet azóta világszerte elfogadták –, s 1916-ban feltalálta a fázisváltót, mely lehetővé tette, hogy az 50 Hz-es egyfázisú felsővezetékről táplált villanymozdonyok meghajtására felhasználhassák a háromfázisú mozdonyok esetében bevált indukciós motorokat. Hivatali teendői és az új, fázisváltós mozdony kifejlesztése mellett mozdonyokat tervezett az olaszországi Saronno-ban lévő Nicola Romeo mozdonygyár számára, mozdonyokat gyártott a Párizs–Orleans vonalra, elektromos berendezéseket készíttetett az osztrák Floridsdorfi Mozdonygyár részére. Hogy megszabaduljon a személyétől idegen hivatali munkától, és minden energiáját a konstruktőri munkára fordítsa, lemondott a vezérigazgatói tisztségről, s a továbbiakban a Ganz műszaki tanácsadójaként géptervezéssel és a gyár villamosmozdony-szerkesztési osztályának a vezetésével foglalkozott.

A MÁV felismerte a Kandó által felvázolt új vontatási rendszer előnyeit, beleegyezett annak kipróbálásába és az ahhoz szükséges vonalszakasz villamosításába. A roppant nehéz gazdasági helyzet miatt csak 1923-ban kezdődhettek meg a kísérletek a 15,25 km hosszú Budapest–Alag szakaszon. Az országos hálózatra rákapcsolt felsővezeték 15 kV-os, 50 Hz-es áramát a kísérleti mozdonyban a fázisváltó berendezés alakította át háromfázisú árammá. A kísérletek során bebizonyosodott Kandó elgondolásának a helyessége, és világszerte feltűnést keltett, hogy egy megcsonkított, megnyomorított országban ilyen műszaki eredményt érjenek el. Ugyanakkor az első kísérleti mozdonynak még volt egy komolyabb hiányossága, a fázisváltó forgórészének a túlmelegedése, illetve több kisebb hibája, ezért át kellett alakítani a próbamozdony elektromos rendszerét. Az átalakított mozdonyt 1928-ban helyezték üzembe, s ezúttal már az egész gépezet olajozottan működött, így a Kereskedelmi Minisztériumban meghozták a döntést: a Kandó-féle fázisváltós rendszerrel valósítják meg a Budapest–Hegyeshalom szakasz villamosítását. A kísérleti jármű alapján Kandó Kálmán megtervezte utolsó gyorsforgalmi és tehermozdonyait. Jelentős újításként két kisebb motor helyett egy nagy motort szereltek beléjük, ezzel kapcsolástechnikailag egyszerűsítették a mozdonyokat, a nagy motorméret növelte annak természetes szellőzési lehetőségét, a karbantartásnál, az üzemi ellenőrzésnél pedig jobb hozzáférhetőséget biztosított. A magyar kormány a magyar műszaki tudomány fejlesztése terén kifejtett korszakalkotó működése elismeréseként Corvin Koszorúval tüntette ki Kandót. A tervek elkészülte után azonban váratlan akadály gördült a gépek megépítése elé. Az angol kölcsöntőke feltételeként a műhelyi munkákból részt kapott English Electric cég hirtelen visszalépett. A probléma tisztázása végett magyar küldöttség utazott Londonba, s a tárgyalások eredményeként el is hárultak az akadályok a tervek megvalósulása útjából, a kimagasló képességű, de megfeszített munkatempóban dolgozó, ráadásul a külföldi kölcsön körüli huzavona által megviselt mérnök azonban ezt már nem érte meg, 1931. január 13-án szívinfarktust kapott, és elhunyt. A következő év tavaszán és nyarán üzembe helyezték az új fázisváltós mozdonyokat, s a tervek alapján megépített 32 gép csaknem négy évtizedig működött a Budapest–Hegyeshalom szakaszon, a MÁV első villamosított fővonalán. S a későbbi villanymozdonytervezés is Kandó nyomdokain haladt tovább. (Forrás: Wikipédia)

Lajos Mihály