СКОРОСТНАЯ НАЗЕМНАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2005 года по МПК B60L13/10 B60V3/02 

Предлагаемое изобретение относится к области высокоскоростного транспортного средства.

Известно техническое решение, предложенное японским профессором К.Одзавой, - реактивный поезд, движущийся по эстакаде. По которому он провел испытания и достиг скорости 1140 км в час, а в 1969 году провел испытание в туннели с выкачанным воздухом и достиг скорости 2300 км в час.

Кузов поезда длиной 220 м, диаметром 5 м сделан из легких металлов, способный вместить контейнеры общим весом 100 т. Пассажирские салоны на 1000 человек. Есть отсек для автомобилей.

В конструкции, предложенной К.Одзавой, есть ряд существенных недостатков:

- в российских климатических условиях из-за продолжительности зимы, где снеговой покров лежит полгода, а в северных широтах и того больше, эстакадный метод высокоскоростных дорог будет экономически нецелесообразным из-за трудоемкости обслуживания, занятости большого количества людей;

- частый снеговой покров эстакады, намерзший лед и когда-то не удаленный, может стать причиной аварии, т.к. при больших скоростях встреча со снегом, тем более со льдом будет восприниматься как взрывной удар;

- в условиях России пролетная часть эстакады будет в два раза тяжелее, соответственно и расход стройматериалов, причиной тому большой перепад температуры равный 85°С, в то время как в Японии 35°С, вследствие с этим в России придется делать эстакаду из разрезных элементов, а в Японии эти строительные конструкции будут омоноличены или закреплены жестко болтами, без какой-либо возможной сдвижки;

- турбореактивные двигатели на уровне земли будут создавать шум, что ухудшит экологическую обстановку вдоль трассы.

Указанное техническое решение скоростного транспортного средства содержит отдельно стоящие опоры с корытообразным верхом, установленные через определенные расстояния вдоль трассы, фюзеляж с высоким аэродинамическим качеством на опорах /столбах/, длиной не менее трех пролетов между опорами, с возможностью одновременной опоры фюзеляжа на четыре столба (опоры). Фюзеляж разделен на три равные по длине секции /отсеки/, шарнирно сочлененные между собой, с ограниченным поворотом относительно вертикальной оси, т.е. вправо, влево на поворотах трассы и с демпфирующими гидроцилиндрами, обеспечивающими плавный поворот секций относительно друг друга и возвращение в исходное прямое положение, а также усиление межсекционного стыка. Межсекционный стык герметично защищен по кольцу сильфоном, а снаружи заподлицо с обшивкой фюзеляжа, прикреплен к спереди расположенной секции, кольцевой обтекаемый лист, который защищает сильфон и предотвращает срыв ламинарного потока воздуха за бортом при больших скоростях.

Спереди боковых сторон носовой секции выполнен ряд управляемых автоматически с помощью лазерного датчика стабилизаторов, которые уменьшают провес /прогиб/ в движении при консольном положении носовой секции. Такой же стабилизатор, управляемый лазерным датчиком, и на хвостовой секции.

Снизу фюзеляжа прикреплен на оси симметрии ротор или роторы линейных электродвигателей, а по всему днищу и с боковых сторон на 1/3 высоты нижней части прикреплены суперпостоянные магниты в сочетании с суперэлектромагнитами.

На коротообразной поверхности опоры смонтирован статор или статоры линейного, линейных электродвигателей и суперпостоянные, суперэлектромагниты, установленные направленно на отталкивание по отношению к магнитам на фюзеляже, в результате чего между корытообразной поверхностью опоры и дном фюзеляжа возникает магнитная подушка. Обмотки статора и обмотки электромагнитов на сверхпроводниках охлаждены жидким гелием, что на сегодня экономически оправданно.

Вдоль всей длины трассы в земле или в туннельном канале проложен трубчатый ресивер для сжатого воздуха. Напротив каждой опоры выведен трубчатый отвод и введен в расходный ресивер, установленный внизу опоры, а сверху расходного ресивера выведена расходная труба с автоматическим вентилем, открывающимся только при движении транспортного средства, и когда оно находится над опорой и сжатый воздух по разветвленной сети труб корытообразной площади, устремляясь вверх, создает между опорой и фюзеляжем воздушную подушку, обеспечивая дополнительную подъемную силу, одновременно сметая снег, наледь и пыль.

В этом техническом решении транспортного средства следующие недостатки:

- магистральный трубопровод сжатого воздуха лежит в земле, копируя по уровню /высоте/ профиль рельефа местности, подвергается коррозии и не подлежит возврату на переплавку в чермет;

- относительно короткий срок служб, несмотря на изоляцию снаружи, подвержен воздействию грунтовых, паводковых вод;

- труба, равная длине трассы, выполняет лишь одну функцию, являясь только накопителем сжатого воздуха с последующей его отдачей для создания воздушной подушки и очистки корытообразной площади опоры от снега, льда и пыли, а осенью от выпавших листьев;

- есть вероятность обручения труби, ее деформации под действием хозяйственной деятельности вдоль трассы, землеройными механизмами и сельскохозяйственной деятельностью;

- единый и непрерывный воздуховод осложнен речными и озерными переходами, которые в какой-то степени осложняют хозяйственную деятельность страны.

Целью изобретения является, многофункциональность конструкции воздуховода-ресивера сжатого воздуха, механизация и автоматизация контроля за состоянием трассы и воздуховодных труб, увеличение долговечности, надежности, прочности и уменьшения веса, а также качественное заводское серийное изготовление.

Поставленная цель достигается тем, что трубчатый ресивер для сжатого воздуха, выполненный на заводе в виде пространственной трубчатой фермы, преимущественно треугольного поперечного сечения, длиной, равной длине между опорами. Внутри вдоль пространственной фермы выполнен переходный мостик с ограждениями и поручнями с двух сторон. Пространственная треугольного сечения ферма-ресивер монтируется на двух смежных опорах примерно на уровне их горизонтального участка корытообразной части, к расходной трубе с вентилем, автоматически открывающимся при прохождении транспортного средства над опорой /расходная труба не показана, т.к. является очевидной/, в результате чего сжатый воздух, прорвавшись через разветвленную сеть по всей корытообразной площади опоры, создает мощную воздушную подушку, обеспечивая тем самым дополнительную подъемную силу. Сразу после прохождения транспортного средства над опорой вентиль автоматически закрывается. Главными емкостями фермы-ресивера являются три трубы: верхние - одного уровня, две трубы и одна третья - внизу. Если подкосы фермы будут трубчатыми, то их внутренние пространства могут составить часть объема ресивера. Расчет пространственной фермы покажет, какую долю занимает объем раскосов в объеме фермы. Пространственная ферма не является эстакадой, неполномасштабным несущим элементом трассы как, например, мостовое пролетное строение, а обеспечивает и компенсирует лишь принятие нагрузки от провеса, от прогиба, при консольных нагрузках, чтобы не было колебаний в конце носовой и хвостовой секций.

Резюмируя изложенное, видим, что пространственная ферма-ресивер одновременно является:

- емкостью сжатого воздуха;

- усиливает и одновременно облегчает опору, делает трассу более прочной в направлении движения транспортного средства, где действуют большие инерциальные силы при разгоне и торможении;

- в связи с тем, что все трубы открыты и на одном уровне, просматриваемы, увеличивается срок службы;

- облегчается контроль за состоянием всей трассы;

- ликвидируется малейший прогиб носовой, хвостовой секций путем установки суперпостоянных магнитов на верху фермы-ресивера;

- представляется возможность передвижения по мостику в межферменном пространстве, механизировать и автоматизировать путем установки на поручни мостика механизированной тележки, откуда пронумерованные опоры, фермы будут просматриваться дистанционно с экрана телевизора;

- все это будет характеризовать надежность и качество.

На фиг.1 показано скоростное наземное транспортное средство на четырех опорах, соединенных между собой пространственной фермой-ресивером для сжатого воздуха;

- на фиг.2 - транспортное средство на трех опорах, сдвинутое на половину расстояния между опорами;

- на фиг.3 - поперечные разрез транспортного средства по А-А;

- на фиг.4 - отрезок пространственной фермы по I;

- на фиг.5 - поперечный разрез по Б-Б.

Скоростное наземное транспортное средство, содержащее подвижную часть-фюзеляж 1, отдельно стоящие вдоль трассы через определенные расстояния опоры 2. Фюзеляж составлен из трех шарнирно-сочлененных секций: носовой 3, средней 4 и хвостовой 5. Опора 2 наверху имеет корытообразную опорную поверхность в направлении движения фозеляжа 1. Опоры соединены между собой через посредство расходной трубы с пространственно-трубчатой фермой-ресивером для сжатого воздуха 6, преимущественно треугольного поперечного сечения.

В межферменном пространстве, вдоль, во всю длину выполнен мостик 7, огражденный с двух сторон перилами 8 и поручнями 9, по которому могут ходить механизированные самоходные тележки /не показаны/ для транспортирования груза, людей, телевизионной аппаратуры и т.п., с дистанционным управлением как тележкой, так и телевизионной камерой. Трубчатые пояса фермы 10, 11, 12 пространственной фермы являются основными емкостями ресивера сжатого воздуха. Если на месте стыковки трубчатые подкосов 13 в трубах 10, 11, 12 выполнить отверстия, то объем ресивера увеличится более чем в 1,5 раза.

На верхних поясах 10, 11 пространственной фермы-ресивера 6 прикреплены суперпостоянные магниты, которые при прохождении над ними транспортного средства создают мощную магнитную подушку, предотвращая колебания /прогиба/ при консольных положениях носовой, хвостовой секций.

Пространственная ферма-ресивер соединена с расходной трубой через систему сальников, уплотнительных колец и представляет огромный во всю длину трассы один ресивер сжатого воздуха 6, расходуемого импульсно во время прохождения транспортного средства над опорой, который осуществляется автоматически.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения заключаются в следующем:

- извлеченный из-под земли трубчатый ресивер выполнял одну единственную функцию, а вытащенный на поверхность выполняет одновременно несколько функций;

- увеличивается срок эксплуатации;

- легко контролируется состояние труб, состояние всей трассы;

- увеличивается продольная прочность трассы при уменьшении материалоемкости;

- увеличивается надежность, безопасность движения;

- облегчается контроль за состоянием трассы;

- сводятся до минимума прогибы консольных частей транспортного средства;

- не требуется полоса отчуждения земли для прокладки в земле трубы и земля вокруг опоры не раскапывается и не представляет какой-либо опасности для строительства, прокладки всевозможных инженерных коммуникаций;

- нет необходимости в преодолении водных преград в момент строительства, не при проверке состояния трассы.

Изобретение относится к области высокоскоростного транспорта. Подвижной кузов имеет прямой ротор линейного электродвигателя. Статор установлен на опорах и выполнен с суперэлектромагнитной обмоткой, охлаждаемой жидким гелием. Суперпостоянные магниты и суперэлектромагниты установлены снаружи в нижней части кузова и на верхних частях опор с возможностью создания для транспортного средства магнитной подушки. Предусмотрены расходная труба сжатого воздуха с автоматически управляемым вентилем и разветвленными трубчатыми воздуховодами, а также ресиверы сжатого воздуха. Каждый из ресиверов выполнен в виде пространственной трубчатой фермы с длиной, равной расстоянию между опорами. Верхние части опор выполнены корытообразной формы. Ресиверы укреплены верхними трубами на уровне горизонтального участка корытообразной верхней части соответствующих опор и присоединены к расходной трубе через сальниковые и кольцевые уплотнители с возможностью образования одного ресивера на всю трассу. На продольных верхних трубах каждого ресивера и на нижней на месте присоединения трубчатых подкосов выполнены отверстия, увеличивающие объем ресивера. Внутри фермы выполнен переходной мостик с одной опоры на другую и от начального пункта трассы до конечного с ограждениями с двух сторон и поручнями. Многофункциональность конструкции воздуховода-ресивера, а также механизация и автоматизация контроля за состоянием трассы и воздуховодных труб увеличивают долговечность, надежность и прочность системы и уменьшают ее вес. 5 ил.

Скоростная наземная транспортная система, содержащая подвижной кузов с прямым ротором линейного электродвигателя, статор, установленный на сооруженных на трассе опорах и выполненный с суперэлектромагнитной обмоткой, охлаждаемой жидким гелием, суперпостоянные магниты и суперэлектромагниты, установленные снаружи в нижней части кузова и на верхних частях опор с возможностью создания для транспортного средства магнитной подушки, отличающаяся тем, что в нее введены расходная труба сжатого воздуха с автоматически управляемым вентилем и разветвленными трубчатыми воздуховодами, а также ресиверы сжатого воздуха, каждый из которых выполнен в виде пространственной трубчатой фермы, преимущественно треугольного поперечного сечения, с длиной, равной расстоянию между опорами, при этом верхние части опор выполнены корытообразной формы, ресиверы укреплены верхними трубами на уровне горизонтального участка корытообразной верхней части соответствующих опор и присоединены к расходной трубе через систему сальниковых и кольцевых уплотнителей с возможностью образования одного ресивера на всю длину трассы, на продольных верхних трубах каждого ресивера и на нижней на месте присоединения трубчатых подкосов выполнены отверстия, обеспечивающие прибавление объема ресивера, суперпостоянные магниты и суперэлектромагниты установлены сверху на трубах пространственной фермы, а внутри последней вдоль по оси симметрии выполнен переходной мостик с одной опоры на другую и от начального пункта трассы до конечного с ограждениями с двух сторон и поручнями.