《科学美国人》如何报道帝国大厦1931年的开业

“机器人电梯将服务85,000人”

几周后,当纽约市帝国大厦的大门向公众敞开时,五十八部电动机器人将严阵以待,只需按下按钮,便能开始服务几乎相当于罗德岛州纽波特和新泽西州大西洋城这两个著名夏季度假胜地人口总和的日常乘客。

这个自动电梯车队由复杂的电子大脑控制,通过数英里长的铜线“神经”系统连接,预计将以普通人工控制无法比拟的平稳、快速和安全的方式处理前所未有的客流量。

没有哪条铁路比这个最伟大的垂直交通系统需要更周密的规划。八十六层楼的办公室设计可容纳约25,000名工作人员。如果其他大型办公楼的统计数据可靠,预计每天还将接待约60,000名临时访客。

不仅需要将这85,000人的大军运送到楼内的所需楼层并再次返回,而且所有楼层都需要以几乎相同的速度和舒适度得到服务。如果办公室空间的价值不随高度而降低,那么八十楼的可达性必须与十楼或二十楼一样方便。

此外,还存在高峰时段的高度集中交通问题。数据显示,例如在下午5点至5点30分之间,大约有15,000人必须被运送到一楼。

工程师和建筑师们共同解决了这个问题,不放过任何一个细节。最终决定采用五十八部具有自动启动、停止、找平以及门开启和关闭装置的电梯,可以最高效地处理大部分工作。另外九部具有不同程度自动操作功能的电梯被选定用于顶部的七层、塔楼以及货运服务。整个电梯安装,包括准备井道等相关工作,耗资约400万美元。

施工队、电工和工程师们几个月的艰辛工作并不容易。随着建筑钢结构的不断升高,电梯工人必须维持令人满意的电梯服务;钢架工、泥瓦匠、抹灰工、水管工必须不断获得材料。哪怕几分钟的延误都会造成数千美元的损失。每隔几天,这些临时电梯的机器就需要升高。为了节省开支,从旧的沃尔多夫-阿斯托里亚酒店拆卸下来的几部电梯被征用为临时服务。

对于永久电梯的安装,需要进行一系列的创新。由于其中十一部轿厢的提升高度将超过以往任何一部电梯,因此需要设计和制造更大的提升电机。通常情况下,铅垂线足以准确地对齐引导轿厢和配重的导轨。

然而,担心气流可能会扰乱帝国大厦巨大的竖井中的铅垂线,因此导轨是使用“矿用经纬仪”对齐的——这是采矿工程师为测定矿井垂直度而改造的测量仪器。

所需的施工团队比以往任何一次安装都要多。在某个时期,曾有超过300名电梯工人同时工作。

Empire State Building Popular Science April 1931
左侧图纸中的红线表示局部电梯组,黑线表示直达电梯组。《大众科学》1931年4月

多年来,承接此次安装合同的奥的斯电梯公司一直在研发其所谓的“信号控制”电梯。这些机器最初是为了公寓楼设计,适用于低速、无人操作、绝对安全的服 务。当高层建筑使得高速电梯运行成为必需时,自动控制的必要性显而易见,发展便转向了新的方向。纽约市第一批信号控制电梯大约在六年前安装在标准石油大楼。自那时以来,已经进行了许多改进。克莱斯勒大厦正在使用的电梯安装,以及即将投入使用的帝国大厦的更大规模的安装,代表了世界上最先进的垂直交通系统。

我们可以通过一次虚拟乘梯来最好地了解自动电梯的神奇之处。例如,让我们进入帝国大厦,目的地是七十九楼,距离顶楼还有七层。我们不必在电梯走廊里费力寻找正确的电梯组,它由一个电子标志指示:“66至80楼”。

其中一部轿厢上方的指示灯表明这是下一部将要出发的轿厢。我们走进去。眨眼间,控制面板上闪过一颗宝石。操作员轻轻拨动一下操纵杆。电梯井道门和轿厢门悄无声息、迅速地关闭,轿厢自动开始平稳而快速地腾空而起。

“六十八”、“七十”、“七十九”,乘客们向操作员报出楼层,操作员只需为每个报出的数字按一下控制面板上的按钮。他再也无需担心。一旦车门关闭,轿厢就处于无形监视器的掌控之下——凸轮、钢索、调速器、发电机、电机、制动器、开关、变阻器、继电器,它们的动作比操作员更快、更灵敏、更精确。

轿厢继续向上加速行驶约一分钟(这个时间稍后将缩短近一半),然后数字开始在门上方的面板上闪烁。66、67。轿厢的速度几乎不易察觉地减慢。

当闪烁到68时,轿厢停下,车门自动滑开,我们发现轿厢已经完美地与楼层对齐。没有过冲或不足,没有惊心动魄的加速或减速,也没有费力地开关门。一群隐藏在轿厢、井道和机房里的机电天才,消除了这一切。

有两位乘客走出后,操作员再次轻轻拨动操纵杆,轿厢门开始关闭,轿厢继续前行。对于每一个被按下的按钮,电梯都会自动进行相同类型的平稳、快速、精确的停靠。它不仅响应操作员面板上的按钮,还会响应等待在楼层处的乘客按下的按钮。在这种情况下,停靠完全在操作员不知情的情况下进行。

为了最大限度地节省等待时间,只有实际会停靠载客的轿厢才会闪烁楼层指示灯。通常情况下,第一部朝所需方向经过楼层的轿厢必须自动停靠;但当轿厢已满时,操作员可以通过拨动控制板上的开关,将所有呼叫转给下一部可用轿厢。

当我们最终在七十九楼下车后,我们开始回味刚才的体验。在没有人为干预的情况下,我们已经从地面上升了约940英尺——大约比麦卡尔平酒店、比尔特莫尔酒店和宾夕法尼亚酒店堆叠起来还要高七层——灯光闪烁,轿厢在指定的楼层停靠,车门也随之打开。与科学讲座中那些眨眼、敬礼、说“你好”的镀锡片假人相比,实用的日常电梯机器人是多么的低级。

控制和操作设备绝不简单。为了连接这座建筑中电梯所需的所有电路,需要近800万英尺的橡皮绝缘电线——这足够从波士顿延伸到堪萨斯城。此外,还有三十六英里的电缆管道。提升绳、平衡绳和调速器绳的总长度超过120英里。

轿厢的加速、减速、找平和停止主要通过一种称为“选择器”的装置来实现。该装置位于每个井道正上方的机房内,有一个滑动部件,通过连接到轿厢的钢带,在触点组上来回滑动——以一种小规模的方式精确地跟踪电梯在井道中的位置。

如果通过按下停止按钮激活了某个触点组,当选择器的滑动部件接触到该组时,电路将自动进行操作,以正确地找平和停止轿厢。由电动机控制的门同时被驱动开启和关闭。

不仅需要提供电气和机械设备来处理电梯的正常运行,还需要提供设备来处理它们的安全性。安全问题得到了高度重视,以至于在这套新系统中发生电梯事故的几率比您的汽车发生事故的几率要低四到五倍。

“如果钢索断了怎么办?”有人问道。答案可能会令人惊讶。轿厢的安全性不会受到影响。钢索会定期检查,每部轿厢有六根钢索支撑,而帝国大厦最高的两组轿厢则有八根钢索。即使出现未被发现的缺陷,一根、两根、三根、四根甚至五根钢索断裂,轿厢也不会坠落,因为一根钢索足以承受全部载荷!当然,操作员不会继续使用一根钢索断裂的轿厢。乘客将被送到最近的楼层,并且在钢索更换完毕之前,电梯不会重新投入使用。

纽约市现行的法律将电梯速度限制在每分钟700英尺。由于确信这项法律将很快被修改,帝国大厦的十八部电梯已准备好应对每分钟800英尺的未来速度,十八部为1,000英尺,另外十八部为1,200英尺。后者是制造过的最快的客运电梯。

根据奥的斯工程师的说法,现代设备的最高速度限制不是由安全因素决定的,而是由正常停靠距离决定的。在百货商店,必须每层都停靠,每分钟500英尺比1,200英尺更合理;但在需要进行近800英尺的无停靠行程时,较低的速度就显得荒谬了。

为了最大程度地提高交通效率,每个电梯组旁边都设有指示面板和调度面板。在一个面板上,灯光可以一目了然地显示该组内每部电梯的位置;两列不同颜色的灯指示着等待乘客按下按钮的楼层。在另一个面板上,有电话、开关以及自动调度装置的控制。

通常,该装置会在轿厢即将出发时向操作员发出信号,然后在应该关闭车门的精确时刻再次发出信号。调度员可以根据交通情况随意加速或减慢其运行,或者通过操作开关,独立于该装置来启动或召回轿厢。

每部电梯都配有电话,通过一个200个站的自动交换台相互连接,并与启动员、工程师、主管以及每层楼的一个站点相连。

所有轿厢中升降高度最高的是1号货运电梯,它从地下室运行到八十楼,共986英尺。从大厅出发的轿厢没有比这更高的了。两部局部电梯提供七十九楼和八十六楼之间的服务。计划在停泊塔内再增加一部电梯,升至高出地面1,210英尺的观景平台。

 

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