Kolej w tubie

W XIX w. w Anglii pojawił się pomysł na stworzenie alternatywnego modelu metra ze składami ściśle dopasowanymi do ścian jego tunelu. Ich poruszanie było możliwe dzięki tłoczeniu do tunelu powietrza pod dużym ciśnieniem na jednym jego końcu i wypompowywaniu go na drugim.

Kolej pneumatyczna

Pierwsza kolej pneumatyczna powstała w 1864 r. w londyńskim Crystal Palace. Tunel miał długość 550 m i średnicę 6,7 m. Wagon wykorzystywany do przewozu pasażerów wyposażony był w uszczelniający „kołnierz”, wykonany ze szczeciny. Powietrze było tłoczone do tunelu przy pomocy dużego wentylatora, napędzanego najprawdopodobniej silnikiem parowym. Nie jest jasne, kiedy podziemna londyńska kolejka pneumatyczna przestała działać. Podobne rozwiązanie zastosowano w 1870 r. w Nowym Jorku. Tam stworzono demonstracyjny tunel o długości jedynie 95 m, o średnicy 2,4 m, który biegł pod Broadwayem. Kursował tylko jeden wagonik, a fundusze uzyskane ze sprzedaży biletów na przejażdżki przeznaczane były na cele charytatywne. Projekt miał być rozwijany, jednak ze względu na kłopoty z jego finansowaniem zrezygnowano z dalszych planów rozbudowy podziemnej kolejki pneumatycznej w Nowym Jorku.

Kolej atmosferyczna

W epoce wiktoriańskiej pojawił się także pomysł na tzw. „kolej atmosferyczną”. Opierał się on na wykorzystaniu wysokiego ciśnienia powietrza w tubie znajdującej się pomiędzy szynami. Wewnątrz niej montowano tłok, przymocowany od spodu do pociągu. Na obu końcach tuby umieszczono stacje specjalnych pomp – na początku trasy wdmuchujących powietrze pod bardzo dużym ciśnieniem, a na jej końcu – wypompowujących je i tworzących stan zbliżony do próżni.

Transport przy wykorzystaniu ciśnienia powietrza został po raz pierwszy zaproponowany przez George’a Medhursta w 1799 r. Ponad 40 lat później pierwszy testowy tor kolei atmosferycznej zbudowano w Zachodnim Londynie (ówczesne Wormwood Scrubs). W latach 1844-1854 funkcjonowała kolej atmosferyczna (Dalkey Atmospheric Railway) w Dublinie. Jej trasa mierzyła 2,82 km, a w jej stworzenie zaangażował się Charles Vignoles (twórca m.in. szyny o przekroju używanym do dziś). W 1846 r. uruchomiono kolej tego typu na trasie pomiędzy londyńskimi Croydon i Forest Hill. Natrafiono jednak na wiele problemów technicznych związanych z jej obsługą i utrzymaniem. Zaledwie rok później stało się to powodem rezygnacji z kolei atmosferycznej w Londynie. Doświadczenia te zostały jednak wykorzystane podczas budowy trasy łączącej Exeter z Newton w 1847 r. Skonstruowano wówczas kolej atmosferyczną o torze o długości 32 km, ze stacjami pomp powietrza znajdującymi się co 4,8 km. Pociągi mogły rozwijać na niej prędkość nawet 112 km/h, zazwyczaj jednak jeździły z szybkością ok. 65 km/h. Tutaj również pojawiły się problemy – kolej atmosferyczna okazała się o wiele droższa od parowej, a utrzymywanie tuby w stanie zapewniającym jej szczelność (musiała być regularnie smarowana łojem) było bardzo pracochłonne. Jej eksploatację zakończono w 1848 r. Do dziś zachował się niewielki fragment torów wraz z samą tubą, a także stacje pomp. Podobne eksperymenty przeprowadzono także we Francji (8,5-kilometrowa linia w Paryżu, 1847-1860) oraz w USA (Nowy Jork, 1870-1873), a także w Brazylii i stolicy Indonezji – Dżakarcie.