Техника - молодёжи 1961-02, страница 21

ПОЕЗД БУДУЩЕГО

Г. ЗЕЛЬКИН, инженер

Стремительный прогресс науки н техники, на знамени которого начертано «Даешь скорость!». заставляет критически оценивать наши транспортные средства.

В скоростной сухопутной машине наиболее капризный элемент — колесо. Громадные коллективы людей, объединенные в научно-исследовательские институты н конструкторские бюро, заводы и мастерские решают проблемы смазки, вибраций, центровки колес, нщут резину высокой прочности. Для него создаются грандиозные дорожные сооружения, разрабатываются новые н новые варианты покрытий. И оио же тормозит дальнейший рост скорости, не гарантируя безопасности движения. Настало время, когда в скоростном наземном транспорте колесо надо заменить новым типом движителя.

Уже в течение ряда лет в различных странах мира ведутся работы по созданию бесколесиого автомобиля. Инженеры стремятся осуществить идею великого русского учено-го-изобретателя К- Э. Циолковского, высказанную им в 1927 году в работе «Сопротивление воздуха н скорый поезд».

В таком автомобиле мощные вентиляторы нагнетают воздух между диищем и поверхностью земли. Автомобиль как бы опирается иа воздушную подушку н снользнт по ней. Отсутствие колес позволит резко повысить скорость и увеличить безопасность движения.

В настоящее время компания «Форд» разрабатывает конструкцию бесколесного вагона «левакар». Вагон устроен по тому же принципу, что и автомобиль, но перемещается по двум рельсам.

Однако во всех этих конструкциях «воздушная прослойка» воспринимает целиком вес всей машины. Поэтому для создания воздушной прослойки должна расходоваться большая мощность. Так, по расчетам конструкторов фирмы «Форд» для высокоскоростного транспорта типа «левакар» иа создание слоя воздуха толщиной в 1 мм, способного поднять 1 т, требуется 56 л. е., а для 40-местного пассажирского вагона весом 12,5 т — соотвётственно 710 л. с.

Можно предложить идею рельсового обтекаемого реактивного поезда, в котором вес вагона уравновешивается аэродинамической подъемной силой, возникающей при стремительном движении корпуса вагона, а воздушная прослойка используется

лишь в качестве смазки. Рельс такого поезда только направляет движение. Каким же должен быть реактивный поезд?

Как и современные поезда, он будет перемещаться по рельсовому полотну. Однако вместо колес у него— скользящее шасси. Принцип такого устройства заключается в том, что между опорной плоскостью шасси н полкой рельса подается сжатый воздух. Между плоскостями образуется тонная пленка воздуха. В этом случае потерн на треиие минимальны, и поезд может перемещаться со скоростью около 800 км/час.

Прн движении поезда с такой большой скоростью его корпус будет работать, подобно ирылу самолета.

а на рельсовое полотно через воздушные прослойки будет действовать сила, равная разности подъемной силы и веса поезда, и в отличие от вагона «левакар» на создание воздушной смазки потребуется значительно меньшая мощность.

Избыток подъемной силы будет прижимать поезд к нижней полке рельса. Поэтому сжатый воздух надо подавать в полость между нижней полной рельса и опорной полкой шасси, как показано на рисунке на 4-й странице обложки.

Тогда избыток подъемной силы приводит к уменьшению зазора, росту давления в воздушной прослойке, и система скользящее шасси — рельс будет работать устойчиво. Когда на поезд прекращает действовать подъемная сила, он опускается и опирается на амортизаторы.

В настоящее время на железных дорогах одной из самых острых проблем является проблема тяжелого рельса.

Для того чтобы обеспечить движение поезда, необходимо достаточное сцепление колеса с рельсом.

Такое сцепление достигается за счет большого веса локомотива. Но большой вес вызывает значительные нагрузки на рельсовое полотно, и оно быстро разрушается и ограничивает скорость движения. Чтобы повысить скорость, необходимы тяжелые рельсы, переход на которые связан с громадным расходом металла. Но в конце концов и тяжелые рельсы станут препятствием, дальнейшему росту скорости.

Рельсовое полотно бесколесного реактивного поезда разгружено. Поэтому оно ие будет ограничивать скорость движения, будет долговечным, а сам реактивный поезд будет легок.

Все зто даст громадную экономию металла.

Как известно, аэродинамическая подъемная сила пропорциональна квадрату скорости. Именно поэтому самолету для взлета необходимо разогнаться. Как же получить н\ к-ную подъемную силу, когда not ад неподвижен илн когда он движется с малой скоростью?

Для этой цели можно воспользоваться свойством движущейся жидкости или газа уменьшать свое давление прн увеличении скорости движения (закон Бериулли). Если реактивный или ракетный двигатель поместить в канале, имеющем форму желоба, то вследствие большой скорости истекающих из двигателя газов создается разность давлений в желобе и снаружи его. Эта разность давлений приведет к возникновению подъемной силы, подобно тому как это происходит на крыле самолета. Аэродинамическая подъемная сила будет приложена к корпусу канала и направлена вверх, в сторону открытой части. Двигатели можно устанавливать сверху нли сбоку вагона.

Величина подъемной силы зависит от разности скоростей воздуха и газов в канале и окружающего воздуха. Следовательно, наибольшего значения она достигает при неподвижном поезде или при его движении с небольшой скоростью. Реактивные двигатели устанавливаются в каналах и удерживаются с помощью дополнительных опор. В качестве двигателей могут быть использованы некоторые типы воздушно-реактивных, ракетные или же нх комбинация. Количество, мощность и компоновка двигателей зависят от весовых характеристик поезда, его конструкции и скорости.

Во время движения для создания дополнительной подъемной силы (так как подъемная енла двигательной установки иа скорости уменьшается) можно использовать небольшие крылья.

Все управление реактивным поездом должно быть автоматизировано.

Предполагаемый общий вид реактивного поезда показан на 4-й странице обложки.

/Я тТ) щщЩч

ЩЕЕ