ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА С РЕЛЬСОВЫМ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ Российский патент 2018 года по МПК B61B1/00 E01B25/08 E01B25/28 

Изобретение относится к транспортным системам и транспортным средствам рельсового и монорельсового типа, преимущественно к пассажирскому транспорту большой вместимости, а также с возможностью движения по выделенной и оборудованной встроенным рельсом (рельсами) полосе автомобильных трасс.

Из области техники известен гироскопический привод, содержащий две пары цилиндрических колец, расположенных концентрически, имеющих одинаковые главные инерционные моменты и каждое из которых имеет две степени свободы, вращающихся с одинаковой скоростью в чередующихся направлениях, которые посредством согласованных собственного вращения и нутации создают вращающий момент, вектор которого после возникновения имеет фиксированное направление и положение в инерциальной системе отсчета и модуль которого, передаваемый платформе, имеет постоянное значение или среднее значение с периодическим возмущением меньше 20% этого среднего значения, а продолжительность его является неограниченной до тех пор, пока параметры, которые создают его, преднамеренно не изменяются, две независимые кинематические цепи, которые воспринимают перемещения двигателей для приведения колец во вращение и нутацию так, что собственное вращение доходит до одного кольца из каждой пары колец, что передается паре в противоположных направлениях и при одном и том же числе оборотов, а вращение для создания нутации передается посредством независимой кинематической цепи к каждой паре колец, при этом ось последней зубчатой передачи каждой кинематической цепи прикреплена к клину кольца из каждой пары, который при нутации поворачивается, передавая этот поворот, но в противоположном направлении клину другого кольца из каждой пары, а также инвертор вращающего момента, включением которого управляет блок управляющих воздействий и через который пропускается вращающий момент, вызывающий изменение ориентации платформы (см. патент на изобретение РФ №2295705, кл. G01С 19/04, опубл. в 2005 г.). Этот гироскопический привод, может не только создавать требуемый наклон пассажирской площадки вагона, но также способствовать достижению абсолютной устойчивости конструкции, создавая относительный вращающий момент, противодействующий опрокидыванию. Его основное преимущество для железнодорожного транспорта заключается в возможности движения с большими скоростями.

Известен двухколесный автомобиль Шиловского П.П. (гирокар), имеющий два (или более) колеса, расположенных в одну линию и гироскоп - быстро вращающееся твердое тело (ротор), ось вращения которого способна изменять ориентацию в пространстве, при этом скорость вращения гироскопа значительно превышает скорость поворота оси его вращения, а основное свойство такого гироскопа - способность сохранять в пространстве неизменное направление оси вращения при отсутствии воздействия на нее моментов внешних сил (см. патент на изобретение Германии №237702, кл. В 42 с, опубл. в 1911 г.). Для парковки были предусмотрены дополнительные выдвижные колесики по бокам. Такое оригинальное устройство характеризуется повышенной устойчивостью, однако не позволяет решать вопросы перевозки большого количества людей и движения спецтранспорта в условиях загруженных городских трасс и дорог.

Известен двухколесный мини-автомобиль с салоном кабины, гироскопом, рычажным средством фиксации в момент остановки и управляющим контроллером (см. патент на изобретение CN 2693604, кл. B62D 61/02, опубл. в 2005 г.). Это компактное транспортное средство на колесной тяге предназначено для перемещения двух человек, однако оно не предназначено для перевозки большого количества пассажиров.

Известна высокоскоростная разветвленная транспортная система для индивидуального перемещения пассажиров, содержащая полый путепровод с главными секциями и примыкающими к ним переходными секциями, малогабаритные, функционирующие с секундными интервалами кабины, бортовые части которых расположены над центральной продольной щелью путепровода, а ходовые части с роторными элементами левосторонних и правосторонних линейных электродвигателей, направляющими или опорными колесами и роликами боковой стабилизации - в его внутренней полости, оборудованной статорными элементами линейных электродвигателей, маршрутные электромагнитные переключатели, отличающаяся тем, что маршрутные электромагнитные переключатели установлены на ходовых частях кабин с возможностью притягивания к выполненным с ферромагнитными участками статорным элементам линейных электродвигателей соответствующей стороны при движении упомянутых малогабаритных кабин по переходным секциям путепровода с выключенными линейными электродвигателями на противоположной стороне (см. патент РФ на изобретение №2106450, кл. Е01В 25/00, опубл. в 1998 г.). Это сложное в эксплуатации устройство имеет ходовую тележку с упорными роликами и перемещением внутри профильной балки. Оно предназначено для автоматизированного перемещения индивидуальных пассажиров по разным адресам.

Известен магнитный подвес транспортного средства для путепровода с ферромагнитным рельсом произвольного поперечного профиля, содержащий постоянные магниты и электромагниты, установленные с обеспечением возможности притяжения к ферромагнитному рельсу, причем постоянные магниты установлены с возможностью регулирования силы притяжения к ферромагнитному рельсу (см. патент РФ на изобретение №2573524, кл. B61L 13/00, опубл. в 2016 г.). Это техническое решение направлено на реализацию принципа левитации транспорта на магнитной подушке.

Известно транспортное средство, передвигающееся по эстакаде, с корпусом, закрытым по периметру гибким воздухонепроницаемым ограждением, образующим объем воздушной подушки с локальными секторами (камерами) регулируемого давления, характеризующееся наличием вертикальных и горизонтальных воздушных рулей на корпусе, приводных колесных опор, с возможностью поджатая к эстакаде и фиксированного поворота вокруг своей оси, а также наличием автоматической системы управления клиренсом, воздушными горизонтальными и вертикальными рулями, при этом направляющие для опорных колес представляют собой полукруглое углубление в поперечном сечении, выполненные под эстакадой с обеих сторон на одинаковом расстоянии от края эстакады (см. патент РФ на полезную модель №135987, кл. B60V 3/04, опубл. в 2013 г.). Такая конструкция транспортного средства способствует повышению скорости его движения за счет уменьшения силы трения колес при их качении.

Известна монорельсовая транспортная система навесного типа, содержащая транспортную балку, жестко закрепленную на вертикальных опорах, защитное устройство, выполненное в виде незамкнутого короба, верхняя стенка которого установлена на транспортной балке и жестко с ней скреплена, и охватывающее транспортную балку транспортное средство с силовым приводом и парами опорных и стабилизирующих колес, установленных на подвеске, выполненной в виде рамной конструкции, охватывающей короб, причем незамкнутый короб выполнен с П-образными боковыми стенками, образующими желоба, в которых размещены колеса опорных пар, стабилизирующие колеса одной пары установлены с возможностью взаимодействия с транспортной балкой, а другой пары -с возможностью взаимодействия с наружными боковыми стенками короба (см. патент РФ №2145557, кл. В61В 13/04, опубл. в 2000 г.). Эта монорельсовая транспортная система работает по принципу охвата боковых сторон монорельса несколькими парами горизонтально и вертикально расположенных роликов ходовой тележки вагона.

Наиболее близким техническим решением является однорельсовая железная дорога Шиловского, представляющая собой два сочлененных вагона с колесами в один ряд и гироскопом в каждом вагоне для их уравновешивания, скоростью до 150 км/час (см. патент России №27091, опубл. 31 июля 1914 г.). Это оригинальное техническое решение значительно опередило свое время. Поэтому идеи использования гироскопа, заложенные в патенты Шиловского, стали востребованы только сейчас. Но при этом они не решают проблемы преодоления транспортных пробок, т.к. конструкция Шиловского не предполагает использования освободившегося под вагонами пространства соседним транспортом путем переноса салона на второй уровень, что могло бы создать возможность движения на двух уровнях и значительно увеличить пропускную способность дорог.

Все перечисленные монорельсовые и рельсовые системы требуют отчуждения полос земли достаточно большой площади под свое строительство и эксплуатацию. При этом их эффективность до сих пор остается под вопросом. Технической проблемой является увеличение объема пассажироперевозок (пропускной способности монорельсовых дорог и особенно комбинированных с рельсовым транспортом автомобильных дорог) при уменьшении площади используемого дорожного полотна.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи расширения технических возможностей рельсовых транспортных средств (в частности пассажирского транспорта типа трамвая) на комбинированных дорогах в сочетании с автомобильным транспортом и использованием технических средств для поддерживания равновесия при увеличенной по высоте ходовой частью, в том числе и с балансировочным и гироскопическим эффектами, а также при значительном уменьшении ширины дорожного полотна, используемого для проезда такого транспорта.

Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в транспортной системе с рельсовым транспортным средством, включающей рельс и транспортное средство с корпусом и с техническими элементами для поддержания его равновесия, с приводом горизонтального перемещения, не менее чем одной опорой и ходовой тележкой, связанной с ходовыми колесами, расположенными на одной осевой линии, для взаимодействия с рельсом, опора либо опоры ходовой тележки выполнены телескопическими и снабжены опорно-поворотными подшипниками в верхней зоне, а транспортная система снабжена профильной балкой, причем рельс расположен в нижней зоне профильной балки, при этом ходовая тележка выполнена с ограничением свободы в поперечном направлении, снабжена упорными роликами и выполнена с возможностью движения внутри профильной балки, а профильная балка выполнена с продольной щелью для прохода рамы ходовой тележки;

- профильная балка выполнена заглубленной в дорожное полотно, а рельс транспортного средства является частью профильной балки и представляет собой две сменные упрочненные накладки, расположенные в нижней внутренней зоне балки на специальных боковых выступах;

- ходовая тележка снабжена боковыми кронштейнами с магнитами на нижней поверхности и соплами для подачи сжатого воздуха, а профильная балка снабжена ферромагнитными накладками, расположенными на ее внутренней нижней поверхности;

- профильная балка расположена сверху на бетонной подушке, заглубленной в бетонный желоб, и находится выше уровня дорожного покрытия, при этом профильная балка имеет вертикально вытянутую конусообразную форму по внешнему контуру и укреплена с боковых сторон железобетонными боковинами, выполненными как единое целое с бетонной подушкой.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 изображено рельсовое транспортное средство, ходовая тележка имеет два поперечно спаренных колеса, в сечении, вид спереди, телескопические опоры подняты. На фиг. 2 - то же, вид спереди, телескопические опоры сложены. На фиг. 3 - то же, вид сбоку в изометрии. На фиг. 4 - то же, фрагмент дороги, сечение ходовой тележки с двумя поперечно спаренными колесами, рельс ниже уровня дороги. На фиг.5 - то же, вид сбоку. На фиг. 6 - то же, в изометрии. На фиг. 7 - то же, профильная балка в сечении. На фиг. 8 - то же, профильная балка сверху. На фиг. 9 - рельсовое транспортное средство с ходовой тележкой на одной телескопической опоре, в изометрии. На фиг. 10 - то же, ходовая тележка с одной телескопической опорой, парные колеса разнесены. На фиг. 11 - рельсовое транспортное средство с ходовой тележкой (колеса разнесены в продольной плоскости), телескопические опоры подняты, в сечении. На фиг. 12 - то же, телескопические опоры сложены. На фиг. 13 - то же, фрагмент дороги, сечение ходовой тележки, рельс ниже уровня дороги. На фиг. 14 - ходовая тележка (колеса разнесены в продольной плоскости), вид сбоку. На фиг. 15 - то же, в изометрии. На фиг. 16 - профильная балка в сечении. На фиг. 17 - то же, профильная балка в изометрии. На фиг. 18 - рельсовое транспортное средство, ходовая тележка на пневмомагнитном принципе имеет два поперечно спаренных колеса, в сечении, вид спереди, телескопические опоры подняты. На фиг. 19 - то же, телескопические опоры сложены. На фиг. 20 - то же, в изометрии. На фиг. 21 - то же, фрагмент дороги, сечение ходовой тележки, рельс ниже уровня дороги. На фиг. 22 - то же, вид сбоку. На фиг. 23 - то же, в изометрии. На фиг. 24 - профильная балка в сечении. На фиг. 25 -профильная балка в изометрии. На фиг. 26 -рельсовое транспортное средство, ходовая тележка на пневмомагнитном принципе имеет спаренные в поперечной и продольной плоскостях колеса, в сечении, вид спереди, телескопические опоры подняты. На фиг. 27 - то же, в изометрии. На фиг. 28 - фрагмент дороги, сечение ходовой тележки, рельс ниже уровня дороги. На фиг. 29 - то же, вид сбоку. На фиг. 30 - то же, в изометрии. На фиг. 31 - рельсовое транспортное средство с ходовой тележкой на пневмо-магнитном принципе (колеса спарены в поперечной плоскости), в сечении, вид спереди, телескопические опоры подняты, рельс на уровне дороги. На фиг. 32 - то же, телескопические опоры сложены. На фиг. 33 - то же, в изометрии. На фиг. 34 - фрагмент дороги, сечение одноколесной ходовой тележки, рельс на уровне дороги. На фиг. 35 - то же, вид сбоку. На фиг. 36 - то же, в изометрии. На фиг. 37 - то же, вид снизу на ходовую тележку. На фиг. 38 - профильная балка в сечении. На фиг. 39 - то же, профильная балка в изометрии. На фиг. 40 - рельсовое транспортное средство с ходовой тележкой на пневмомагнитном принципе (колеса спарены в поперечной и продольной плоскостях), в сечении, вид спереди, телескопические опоры подняты, рельс на уровне дороги. На фиг. 41 - то же, в изометрии. На фиг. 42 - фрагмент дороги, сечение ходовой тележки, рельс на уровне дороги. На фиг. 43 - то же, вид сбоку. На фиг. 44 - то же, в изометрии. На фиг. 45 - то же, вид снизу на ходовую тележку. На фиг. 46 -рельсовое транспортное средство с ходовой тележкой (колеса спарены в поперечной плоскости), в сечении, вид спереди, телескопические опоры подняты, рельс выше уровня дороги. На фиг. 47 - то же, телескопические опоры сложены. На фиг. 48 - то же, в изометрии. На фиг. 49 - то же, фрагмент дороги, сечение ходовой тележки, рельс выше уровня дороги. На фиг. 50 - то же, в изометрии. На фиг. 51 - профильная балка в сечении. На фиг. 52 - рельсовое транспортное средство, мотор-маховик снизу на корпусе. На фиг. 53 - то же, мотор-маховик в салоне. На фиг. 54 - то же, компактный мотор-маховик в салоне. На фиг. 55 - то же, кольцевой мотор-маховик в салоне. На фиг. 56 - то же, с двумя кольцевыми моторами-маховиками. На фиг. 57 - то же, с двумя разнесенными кольцевыми моторами-маховиками. На фиг. 58 - то же, кольцевой мотор-маховик совмещен с гироскопом. На фиг. 59 - то же, с двумя разнесенными кольцевыми моторами-маховиками и гироскопом.

Транспортная система включает рельсовое транспортное средство типа трамвая (см. фиг. 1 - 59). Оно выполнено с большим широким корпусом 1 вагона, имеющим вместительный салон для пассажиров, значительно выступающий за габариты ходовой части, и привод горизонтального перемещения (на рисунке не показан). Это может быть, например, электропривод (на рисунке не показано) с генератором 2. Корпус 1 оснащен кабиной для водителя (на рисунке не показано), окнами 3 и симметрично расположенными с двух сторон дверями 4 для входа и выхода пассажиров, сиденьями 5. Ходовая часть включает в себя расположенные вдоль осевой линии корпуса 1 телескопические опоры 6, с закрепленной внизу ходовой тележкой 7 для поперечно спаренных колес 8 (см. фиг. 1 - 6). Тележка 7 может быть оснащена мотором (на рисунке не показано). Транспортное средство может быть дополнительно оснащено устройствами, создающими гироскопический и балансировочный эффекты для поддержания равновесия независимо от движения или остановки транспортного средства. Для этого используют мотор-маховик 9, расположенный в нижней части корпуса 1 (см. фиг. 52), либо мотор-маховик 10, расположенный в салоне транспортного средства (см. фиг. 53), а также компактный мотор-маховик 11 (см. фиг. 54). Можно использовать два спаренных мотора-маховика 12 кольцевого типа (см. фиг. 55), или с несколько разнесенными в салоне моторами-маховиками 12 (см. фиг. 56), или с моторами-маховиками 12, установленными в противоположных концах салона (см. фиг. 57). Наибольшей устойчивости транспортного средства можно добиться при совместном использовании моторов-маховиков 13 и гироскопов 14 (см. фиг. 58 и 59). Однако основную задачу по поддерживанию равновесия корпуса 1 выполняет ходовая тележка 7.

Высоту телескопических опор 6 выбирают исходя из условий эксплуатации транспортного средства на комбинированных автомобильных дорогах. Но с условием, что они будут выше любого транспорта, которому разрешен проезд по той трассе, где будет эксплуатироваться рельсовое транспортное средство типа трамвая. Причем высота вертикальных опор 6 в транспортном положении значительно превышает ширину его ходовой части. Крыша корпуса 1 может быть оснащена солнечными батареями (на рисунке не показано). На тех трассах, где разрешено движение только легкового автотранспорта, целесообразна эксплуатация рельсового транспортного средства типа трамвая с невысокими опорами 6 (в пределах 2,5 - 3 метров высотой). Для его эксплуатации в условиях полной загрузки трасс с грузовым транспортом телескопические опоры 6 поднимают настолько высоко, чтобы под ними мог проехать любой грузовой транспорт. Поскольку двери 4 рельсового транспортного средства расположены достаточно высоко, для посадки и высадки пассажиров предусмотрены остановки, расположенные, например, на опорах вдоль дорог (на рисунке не показано). Остановки могут быть расположены на высоте поднятых телескопических опор 6 или сложенных телескопических опор 6 и выполнены в виде крытых вокзалов (на рисунке не показано).

Для транспортной системы рельсового транспортного средства типа трамвая используют выполненный особым образом металлический профиль, продольно расположенный в специальной нише дорожного полотна. Изображенная на фиг. 1-9 конструкция включает заглубленный в дорожное полотно с верхним слоем 15 дорожного покрытия типа асфальта бетонный желоб 16, в котором расположены на бетонной подушке 17 профильная балка 18 с арматурой 19 и ливневая канализация 20. Профильная балка 18 изготовлена из стальных или подобных сплавов, обладающих повышенными прочностными характеристиками (либо с гальваническим покрытием, либо оцинкованный, т.е. защищенный от образования ржавчины). Отрезки профильной балки 18 могут быть либо сварены, либо соединены фланцами 21 со штифтами 22 и болтовыми соединениями 23, либо жестко связаны подобным образом. Рельс транспортного средства является частью профильной балки 18 и представляет собой в данном случае две сменные упрочненные (каленые) накладки 24, расположенные в нижней внутренней зоне балки 18 на специальных боковых выступах. В верхней зоне балки 18 сделана продольная щель 25 для свободного прохода рамы 26 ходовой тележки 7. Благодаря использованию профильной балки 18 ходовая тележка 7 выполнена с ограничением свободы в поперечном направлении, она включает поперечно парные ходовые колеса 8 и по шесть упорных роликов 29, расположенных впереди и сзади тележки 7. Упорные ролики 29 тележки 7 плотно прилегают к своим плоскостям катания в балке 18, тем самым обеспечивая поперечную и продольную устойчивость, оставляя тележке 7 только одну степень свободы - вдоль балки 18. Корпус 1 связан с опорами 6 посредством опорно-поворотных подшипников 30. Внутри балки 18 может быть проложена электрическая шина для питания транспортного средства (на рисунке не показано). Транспортное средство, изображенное на фиг. 9 и 10, имеет одну телескопическую опору 6 и парные продольно разнесенные колеса 8 ходовой тележки 7.

Изображенное на фиг. 11 - 15 рельсовое транспортное средство оснащено ходовой тележкой 7 качающегося типа с продольно разнесенными ходовыми колесами 8. При этом тележка 7 имеет шкворневой кронштейн 32 со шкворнем 33 и шпильками 34, а также по четыре упорных ролика 29 спереди и сзади.

Рельсовое транспортное средство, показанное на фиг. 18 - 25, имеет немного иной принцип движения ходовой тележки 37 и ограничения ее свободы. Тележка 37 на пневмомагнитном принципе имеет одно центрально расположенное ходовое колесо 38 и четыре горизонтально расположенных упорных ролика 39 для качения по боковой поверхности рельса 40. В нижней зоне тележки 37 горизонтально расположены кронштейны 41 с магнитами 42 (это могут быть как постоянные магниты, так и электромагниты), расположенными на их нижней поверхности, и соплами (на рисунке не показано) для подачи сжатого воздуха под кронштейны 41 с возможностью образования тонкой воздушной прослойки. Профильная балка 43 (см. фиг. 24 и 25) имеет горизонтально уплощенную форму и оснащена арматурой 19 и ливневой канализацией 20. Она заглублена в дорожное полотно с верхним слоем 15 асфальта, расположена в бетонном желобе 16 на бетонной подушке 17. Отрезки профильной балки 43 могут быть либо сварены, либо соединены фланцами 21 со штифтами 22 и болтовыми соединениями 23, либо жестко связаны подобным образом. Рельс 40 транспортной системы является частью профильной балки 43 и расположен в ее центральной нижней зоне. Справа и слева от рельса 40 во внутренней полости балки 43 установлены ферромагнитные накладки 45 (либо электромагниты), а на верхней поверхности кронштейна 41 тележки 37 закреплены фторопластовые прокладки 46. Расстояние по высоте между накладками 45 и верхней внутренней плоскостью балки 43 несколько превышает толщину ширину кронштейна 41, а ширина внутренней полости балки 43 несколько превышает ширину нижней части тележки 37. Изображенное на фиг. 26 -30 рельсовое транспортное средство отличается от предыдущего наличием двух продольно разнесенных и центрально расположенных ходовых колес 38. При этом колеса 38 могут быть оснащены моторами.

На фиг. 31-37 изображена транспортная система, рассчитанная на менее заглубленное расположение профильной балки 49. Металлическая профильная балка 49 (см. фиг. 38 и 39) с арматурой 50 и ливневой канализацией 51 расположена в бетонном желобе 52 на бетонной подушке 53 и заглублена по верхний уровень дорожного покрытия 54. Внутренняя полость балки 49 заполнена наполнителем 55, а сама балка 49 имеет горизонтально уплощенную форму. Отрезки профильной балки 49 могут быть либо сварены, либо соединены фланцами 21 со штифтами 22 и болтовыми соединениями 23, либо жестко связаны подобным образом. Рельс 48 расположен на поверхности профильной балки 49, а ходовая тележка 56 на пневмомагнитном принципе рельсового транспортного средства снабжена одним центрально расположенным ходовым колесом 57 с мотором (на рисунке не показано), горизонтально расположенными упорными роликами 58, боковыми кронштейнами 59 с магнитами 60 (это могут быть как постоянные магниты, так и электромагниты) и соплами (на рисунке не показано) для подачи сжатого воздуха под кронштейны 59 с возможностью образования тонкой воздушной прослойки. Изображенное на фиг. 40 - 45 рельсовое транспортное средство отличается от предыдущего наличием двух продольно разнесенных и центрально расположенных ходовых колес 57. При этом колеса 57 могут быть оснащены моторами.

Транспортная система, показанная на фиг. 46 - 50, имеет иное расположение профильной балки 59. Балка 59 (см. фиг. 51) с арматурой 60 расположена сверху на бетонной подушке 61, заглубленной в бетонный желоб 62, и находится выше уровня дорожного покрытия 63. Балка 59 имеет вертикально вытянутую конусообразную форму по внешнему контуру и укреплена с боковых сторон железобетонными боковинами 64, выполненными как единое целое с бетонной подушкой 61, а ходовая тележка 65 выполнена аналогичной тележке 7 (см. фиг. 1 - 6). Рельс транспортного средства является частью профильной балки 59 и представляет собой две сменные упрочненные (каленые) накладки 66, расположенные в нижней внутренней зоне балки 59 на специальных боковых выступах. В верхней зоне балки 59 сделана продольная щель 67 для свободного прохода рамы 68 ходовой тележки 65. Ходовая тележка 65 включает поперечно парные ходовые колеса 69 и по шесть упорных роликов 70, расположенных впереди и сзади тележки 65.

Транспортную систему с рельсовым транспортным средством типа трамвая используют следующим образом. Рассмотрим на примере технического решения, изображенного на фиг. 1 - 8. В городских условиях эксплуатации выделяют неширокую полосу автомобильной дороги для реконструкции. В дорожном покрытии прокладывают траншею шириной около двух метров, в нее заливают бетонный желоб 16, в котором располагают профильную балку 18 с арматурой 19 и ливневой канализацией 20 таким образом, чтобы продольная щель 25 для свободного прохода рамы 26 ходовой тележки 7 была расположена на уровне верхнего слоя 15 дорожного покрытия. А затем формируют бетонную подушку 17, заливая бетоном арматуру 19 и пространство вокруг труб ливневой канализации 20. И укладывают верхний слой дорожного покрытия типа асфальта вплотную к верхним планкам профильной балки 18 с образованием единого ровного покрытия, в котором выполнена неширокая щель 25. После реконструкции дорожного полотна в нем остается щель 25. Ее ширина не превышает 10-15 сантиметров и не представляет опасности для колес автомобильного транспорта во время выполнения маневра и перехода из одной полосы в другую.

Высоту установки корпуса 1 рельсового транспортного средства можно регулировать с помощью телескопических опор 6. Ее выбирают, исходя из условий эксплуатации транспортного средства, но такой, чтобы корпус 1 был выше транспорта, которому разрешен проезд по трассе. Целесообразнее всего эксплуатировать как рельсовое транспортное средство типа трамвая для городской и междугородней перевозки пассажиров. Но в сложной пересеченной местности, где есть ограничения по ширине колеи для любого транспортного средства, нет возможности проложить полноформатную автомобильную дорогу, самым целесообразным будем использование такого рельсового транспорта. Имея вместительный салон, транспортное средство по ширине дорожного полотна занимает очень мало места, не более мотоцикла. Оно практически равно ширине разделительной полосы или толщине телескопической опоры 6. Корпус 1 транспортного средства находится над проезжающими автомобилями и ограничен по ширине только условиями эксплуатации.

Испытания транспорта, основанного на использовании дополнительных балансировочных средств (в том числе маховиков и гироскопов) показали, что технические средства, обеспечивающие достижение гироскопического и балансировочного эффектов, позволяют поддерживать рельсовое транспортное средство в строго вертикальном положении, исключают качку пассажиров в салоне, независимо от того, стоит оно или движется. Размеры и количество моторов-маховиков 9, 10, 12, 13 и гироскопов 14 подбирают в соответствии с габаритами и высотой транспортного средства. Но основную функцию по вертикальному поддерживанию большого корпуса 1 в верхнем положении выполняют ходовые тележки 7 с упорными роликами 29 и профильной балкой 18, а также транспортное средство с использованием пневмомагнитного принципа передвижения ходовой части с ограничением свободы ходовой части в поперечном направлении. Профильная балка 18, изготовленная из высокопрочной стали и подобного сплава, обеспечивает удержание тележки 7 и опоры 6 вместе с корпусом 1 транспортного средства за счет обкатывания внутренней полости балки 18 в нескольких зонах упорными роликами 29. При этом обеспечивается эффект «условно заневоленной тележки» (имеет одну степень свободы - вперед либо назад) при остановке и движении транспортного средства. Упорные ролики 29 тележки 7 плотно прилегают к своим внутренним плоскостям катания в балке 18. Такая конструкция обеспечивает поперечную и продольную устойчивость транспортному средству, оставляя тележке 7 только одну степень свободы - вдоль бачки 18. Моторы-маховики 9, 10, 12, 13 расположены таким образом, чтобы своим движением (качанием) при необходимости (например, при поломке ходовой части) способствовать балансировке корпуса 1, а при использовании гироскопов 14 на корпус 1 начинает действовать гироскопический эффект. Рельсовые транспортные средства, изображенные на фиг. 9 - 17, используются аналогичным образом. Нижнее положение корпуса I со сложенными опорами 6 (опорой 6), как изображено на фиг. 2, 12, 19, 32 и 47, предназначено для остановок, аварийных остановок и для проезда по автомобильным дорогам, свободным от пробок.

В рельсовых транспортных средствах, изображенных на фиг. 18-30, для стабилизации равновесия (поперечной устойчивости корпуса 1) использован пневмомагнитный принцип с ограничением свободы ходовой части в поперечном направлении. Ходовая тележка 37, снабженная кронштейнами 41 с магнитами 42 для взаимодействия с ферромагнитными накладками 45 профильной балки 43, обеспечивает устойчивое положение корпуса 1 относительно вертикальной плоскости (уменьшает качку салона) при качении колес 38 по рельсу 40, который является частью профильной балки 43 и расположен в ее центральной нижней зоне. Этот эффект достигается за счет того, что в пространство между магнитами 42 и наладками 45 подают сжатый воздух, образующий тонкую воздушную прослойку. Образование избыточного давления сжатого воздуха препятствует магнитным силам, возникающим между магнитами 42 кронштейна 41 и ферромагнитными накладками 45 профильной балки 43, защемлять ходовую тележку 37. Дополнительным эффектом такой конструкции является значительное увеличение скорости движения транспортного средства. Над ферромагнитными накладками 45 на верхней поверхности кронштейна 41 закреплены фторопластовые прокладки 46, обеспечивающие мягкое скольжение кронштейна 41 вдоль внутренней поверхности балки 43 при возникновении аварийной ситуации в работе магнитно-воздушной системы и их поджимании воздушной прослойкой за счет высоких антифрикционных свойств фторопласта.

Изображенное на фиг. 31 - 37 рельсовое транспортное средство движется по рельсу 48, расположенному на поверхности профильной балки 49 с помощью ходового колеса 57, а горизонтально расположенными упорными роликами 58 поджимается к боковым поверхностям рельса 48. Причем под боковые кронштейны 59 с магнитами 60 через сопла (на рисунке не показано) подают сжатый воздух для образования тонкой воздушной прослойки. Эта конструкция также основана на использовании пневмомагнитного принципа.

Транспортная система, показанная на фиг. 46 - 50, с верхним расположением профильной балки 59 по типу использования похожа на вариант, изображенный на фиг. 1 - 6. Однако ее преимущество в том, что установка профильной балки 59 не требует значительных дорожных работ, т.к. балка 59 заглублена в дорожное покрытие только нижней частью. При этом сама балка 59 имеет вертикально вытянутую конусообразную форму по внешнему контуру и укреплена с боковых сторон железобетонными боковинами 64, выполненными как единое целое с бетонной подушкой 61.

Рельсовое транспортное средство типа трамвая с эффектом «условно заневоленной тележки», дополнительными балансировочными средствами и гироскопическим эффектом на встроенном в дорожное полотно рельсе занимает очень мало места на полотне дорога. Оно достаточно универсально с точки зрения использования двигателя. Возможно применение электродвигателя, в сочетании с солнечными батареями, размещенными на крыше корпуса 1. Высота его корпуса 1 позволяет проезжать над любым транспортом. Эффект «условно заневоленной тележки» и использование пневмомагнитного принципа движения ходовой части, гироскопический эффект и возможность балансировки маховиками, обеспечивают высокую устойчивость транспортного средства независимо от высоты расположения его корпуса 1 и количества опор 6. Использование телескопических опор 6 позволяет изменять высоту расположения корпуса 1 относительно уровня дорожного полотна, при этом использование только одной опоры 6, как изображено на фиг. 9 и 10, обеспечивает такую же высокую устойчивость транспортного средства, как и использование двух или нескольких продольно расположенных телескопических опор 6. Такое транспортное средство можно использовать и для перевозки грузов в условиях сильной загруженности автомобильных трасс. Для работы на грузоперевозках потребуется совсем небольшая модернизация транспортного средства. Транспортную систему с рельсовым транспортным средством типа трамвая можно эксплуатировать независимо от автомобильной трассы в труднодоступных районах с болотистой, или горной, или пересеченной местностью, построив, например, на невысоких опорах рельс такого типа, как изображено на фиг. 46- 50.

Таким образом, технический результат от заявленного изобретения заключается в расширении технических возможностей рельсовых транспортных средств (в частности, пассажирского транспорта типа трамвая) на комбинированных дорогах в сочетании с автомобильным транспортом и использованием технических средств для поддерживания равновесия при увеличенной по высоте ходовой частью, в том числе с балансировочным и гироскопическим эффектами, а также при значительном уменьшении ширины дорожного полотна, используемого для проезда такого транспорта.

Изобретение относится к транспортным системам. Транспортная система с рельсовым транспортным средством включает рельс и транспортное средство с корпусом и с техническими элементами для поддержания его устойчивости, с приводом горизонтального перемещения, не менее одной опорой и ходовой тележкой, связанной с ходовыми колесами, расположенными на одной осевой линии, для взаимодействия с рельсом. Опора или опоры ходовой тележки выполнены телескопическими и снабжены опорно-поворотными подшипниками в верхней зоне. Транспортная система снабжена профильной балкой. Рельс расположен в нижней зоне профильной балки. Ходовая тележка выполнена с ограничением свободы в поперечном направлении, снабжена упорными роликами и выполнена с возможностью движения внутри профильной балки. Профильная балка выполнена с продольной щелью для прохода рамы ходовой тележки. В результате расширяются технические возможности рельсовых транспортных средств. 3 з.п. ф-лы, 59 ил.

1. Транспортная система с рельсовым транспортным средством, включающая рельс и транспортное средство с корпусом и с техническими элементами для поддержания его равновесия, с приводом горизонтального перемещения, не менее чем одной опорой и ходовой тележкой, связанной с ходовыми колесами, расположенными на одной осевой линии, для взаимодействия с рельсом, отличающаяся тем, что опора либо опоры ходовой тележки выполнены телескопическими и снабжены опорно-поворотными подшипниками в верхней зоне, а транспортная система снабжена профильной балкой, причем рельс расположен в нижней зоне профильной балки, при этом ходовая тележка выполнена с ограничением свободы в поперечном направлении, снабжена упорными роликами и выполнена с возможностью движения внутри профильной балки, а профильная балка выполнена с продольной щелью для прохода рамы ходовой тележки.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что профильная балка выполнена заглубленной в дорожное полотно, а рельс транспортного средства является частью профильной балки и представляет собой две сменные упрочненные накладки, расположенные в нижней внутренней зоне балки на боковых выступах.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что ходовая тележка снабжена боковыми кронштейнами либо с постоянными магнитами, либо с электромагнитами на нижней поверхности и соплами для подачи сжатого воздуха, а профильная балка снабжена либо ферромагнитными накладками, либо электромагнитами, расположенными на ее внутренней нижней поверхности.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что профильная балка расположена сверху на бетонной подушке, заглубленной в бетонный желоб, и находится выше уровня дорожного покрытия, при этом профильная балка имеет вертикально вытянутую конусообразную форму по внешнему контуру и укреплена с боковых сторон железобетонными боковинами, выполненными как единое целое с бетонной подушкой.