Техника - молодёжи 1997-03, страница 12

ПАТЕНТЫ

Рубрику ведет заслуженный изобретатель РСФСР профессор Юрий ЕРМАКОВ

УНЕСЕННЫЕ ВЕТРОМ

...Мнимся по ВСМ — высокоскоростной магистрали. Вдруг резкий лобовой толчок, от которого сотрясается весь состав, за окнами темнота, в вагоне вспыхивает свет... Авария? Светопреставление? Да нет, всего-навсе о Северо-Муй-ский туннель. При въезде локомотив ударил по застоявшемуся в нем воздуху и погнал впереди себя воздушную пробку. Именно пробку — ибо, по сути, перед нами гигантский насос: сам туннель — цилиндр, ворвавшийся в него поезд — поршень. Чтобы избежать встряски, остается одно - заблаговременно сбавить скорость.

Но тогда ВСМ в Сибири вообще теряют смысл: там ведь понадобится немало горных туннелей. Вот пример: грядущая Трансконтинентальная трасса из Британской Колумбии (Канада) в Якутию включае российский участок от Не-рюнгри до мыса Дежнева. Он спроектирован в четырех вариантах; все они предполагают строительство нескольких горных туннелей суммар-

скоростную трассу вдоль Лазурного бере а Средиземного моря. Маршрут красив, но изобилуе поворотами и туннелями. Дабы избежать торможений, французы, поступившись самолюбием, взялись внедрять прогрессивную итальянскую разработку — «балансирующие» поезда, которые на виражах гористой местности даже при скорости 200 — 220 км/ч не сходят с рельсов.

У великороссов своя национальная гордость — Кругобайкапьская железная дорога (КБЖД), одна из красивейших и сложнейших в мире. 39 туннелей, 50 противообвальных гале рей, масса других инженерных сооружений, включая водопропускные трубы...

И решение проб емы высоких скоростей на таких магистралях у нас свое, оригинальное: гибкие поезда (авт. св. № 975480). Они вписываются в кривые малых радиусов — менее 350 м. Представьте себе вагон длиной с полкилометра (рис. 1, Б), состоящий из множества жестких секций (1) размером с купе, соединенных короткими упругими стенками (2). Последние заменяют суфле (гармоники) обычных переходов между пассажирскими вагонами. Но ввиду малости

ностъ в буферном аппарате и в автосцепке. Затем, вагонные тележки равномерно распределены по единому салону — в < нормальном» поезде они находятся, как известно, по концам вагонов, что приводит к алопированию (железнодорожный термин). Тем, кто ездил на дальние расстояния, оно хорошо знакомо: вдруг ни с того ни с се го начинается качка в продольном направлении — только и думаешь, не дай Бог резонанс! А гибкий поезд «бархатный», движется без резких скачков.

Наконец, способность вписываться в самые крутые повороты на высокой скорости. Взгляните на бегущую сороконожку: изогнувшись под прямым углом, она сохранит позу, даже будучи отброшенной щелчком. Точно так же землетрясения до 5 баллов, столь час ые в Прибайкалье, не нарушат устойчивости взаимосвязанных купе.

Технологические плюсы: простота изготовления секций, их высокая серийность а значит, де шевизна, хорошая ремонтопригодность то бишь простота замены неисправного «мономе ра». Эксплуатационные выгоды, помимо боль-

ной длинои от 7 до 22 км (см. «ТМ», № 8 за 1996 г.). И что — перед каждым замедлять ход? Да какая же это будет ВСМ?

Вот и советует О.О.Ветцель устанавливать в боковых нишах главного ствола туннеля вентиляторы (патент № 2042550). Они включаются при приближении состава по сигналу автоматики, установленной за пару километров от въезда (рис. 1, А). При скорости поезда 120 км/ч нужна минута на раскрутку крыльчаток, чтобы создать ветер, затягивающий воздух внутрь. Вот локомотив пересекает портал...

«Смотрите! — воскликнет, наверное, в сей момент помощник машиниста, человек, несомненно, молодой и неопытный. — Потребление тока упало, а скорость возросла...» — «Это нас туннель всасывает, — поясняет машинист, лучше изучивший маршрутную карту. — Первую пару вентиляторов мы проскочили — сейчас они дуют нам в хвост, а те, что впереди, засасывают лобовую порцию вагонов». — «Так что же — воздуходувки тянут состав?» — догадывается помощник. «Наполовину. Они по 100 кВт мощностью — много, но оправдано, потому что в итоге они экономят гораздо больше энергии, чем раньше расходовалось на торможение при въезде и последующий разгон».

«Хм... А разве нельзя создать ее ественную тягу, как в шахте? Главная цель — смягчить лобовой удар. Пробить вертикальные стволы на некотором расстоянии от входа и выхода», — робко предлагает помощник. «Голова!» — одобряет машинист. И мы присоединимся к его краткой аттестации: действительно, вертикальные штольни были бы и проще, и экономичнее. □

ГИБКИЙ ПОЕЗД ГАЛОПОМ НЕ СКАЧЕТ

Еще о ВСМ. Во Франции собираются пустить

расстояния от одного купе до др> гого — оно в 15 раз короче протяженности с андар но о вагона, равной 23,6 м, — их смещение в 30 — 40 раз меньше, нежели у тамбурных г ереходов: сказывается синэргетический («взрывной») эффект взаимного влияния и выравнивания колебаний. Это упрощает конструкцию соединительных стенок, позволяет выполнить их сплошнь ми из упругого материала.

Упругосочленечный кузов обладает высокой демпфируемостью и вмещает на 20% больше пассажиров, чем обычный состав той же длины. Есть у гибких поездов и другие преимущества. Начнем с технических. Оказались ненужными пляшущие тамбурные переходы, отпала надоб

шей вместимости — комфортабельность и безопасность, благодаря все той же упругое™, поглощающей энергию удара.

...На путях стоял красавец лось, повернув голову в сторону электровоза. Как бы подтверждая свои характеристики, состав резко сбросил ско рость и за 10 с остановился, пройдя тормозной путь 350 м. «Да-а, — вытирая холодный пот со лба, выдохнул машинист — никогда так быстро не тормозил... Вот что значит магнитная дорожка».

О ней мы пока не упоминали — она непосредственно к гибким поездам не относится, и вообще этому изобретению И.Л.Тимофеева из Главного управления локомотивного хозяйства (авт. св. № 362722) скоро исполнится четверть века. Но только сегодня, с развитием ВСНТ, идея стала актуальной Дело в том, что дисковые тормоза, сменившие колодочные, несмотря на более развитую поверхность трения, не обеспечивают эффективного сцепления колес с рельсами: даже намертво заторможенный состав идет юзом, высекая снопы искр.

И.Л.Тимофеев рекомендовал примагничивать колеса к рельсам и к самой вагонной тележке (рис. 2). По ободам (1) колесных пар установлены с зазором электромагнитные катушки (2) в форме вилок, жестко закрепленные на корпусе тягового электродвигателя (3). Их полюса чередуются от одной пары колес к другой, что усиливает магнитное поле. Колодки, изготовленные из немагнитных материалов — особых чугунов, дают дополнительное торможение.

...Электровоз свистнул, сохатый не спеша зашагал в тайгу, состав бесшумно тронулся и через минуту набрал фирменные 120 км/ч. И застучали колеса, и запел ветер за окнами: «А я еду, а я еду за туманом, за мечтами и за запахом тайги...» □

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ  3 ' 9 7

10