Транспортная система
Полезная модель направлена на снижение энергозатрат и повышение грузоподъемности входящих в нее транспортных средств при транспортировке грузов различного назначения. Указанный технический результат достигается тем, что транспортная система содержит путевую структуру и передвигающийся по ней вывешенный на воздушной подушке транспортный модуль, содержащий корпус для полезной нагрузки, снабженный газонаполненной оболочкой и средством обеспечения его перемещения.
Полезная модель относится к машиностроению, а именно к линейным высокоскоростным транспортным системам. Предлагаемая транспортная система может быть использована для перевозки пассажиров и грузов на близкие и дальние расстояния при высоких скоростях движения, при этом система может быть использована как на сухопутных, так и морских участках транспортных линий.
В настоящее время актуальна проблема создания транспортной системы, для которой характерны отсутствие загрязнений окружающей среды, предельное ограничение шума, незначительная потребность в полезных земельных площадях, при этом она должна обеспечить экономичность, максимальную безопасность, высокую скорость передвижений и низкую себестоимость.
Известна электрическая транспортная система (US, №5045646[1]), включающая дорожное покрытие, по которому перемещается транспортное средство. На дорожном покрытии в продольном направлении уложен секционный контактный рельс. Система управления создает по команде управляющего устройства на определенных секциях рельса заданный электрический потенциал, в то время как на остальных секциях рельса сохраняется нулевой потенциал. Транспортное средство имеет два контактных устройства, расположенных на одной продольной оси на определенном расстоянии. Недостатком указанной транспортной системы является то, что секционный контактный рельсовый путь, уложенный на дорожном покрытий, при постоянных динамических нагрузках не может быть идеально ровным. В стыках со временем нарушается целостность пути и развивать высокие скорости не представляется возможным. При этом из-за наличия большого количества стыков транспортной системе присуща частая коммутация электрического тока, что приводит к большой нагруженности электрической цепи и большому расходу электроэнергии.
Известна также транспортная система (JP №4-17001 [2]), которая для обеспечения высокой скорости движения имеет вдоль рельсового пути систему линейных электродвигателей и катушек индуктивности, закрепленных на поверхности земли. В данной транспортной системе рельс лежит на основании и при воздействии на него частых и больших динамических нагрузок он деформируется; возможно изменение профиля рельса, что впоследствии не обеспечивает развитие высокой скорости. При этом указанная транспортная система занимает большие земельные площади, отрицательно влияет на экологию, дорогостоящая и имеет большой расход электроэнергии при эксплуатации.
Известна линейная транспортная система, включающая по меньшей мере одну подвижную единицу, имеющую приводной агрегат и направляемую с помощью колес по меньшей мере по одному рельсу, содержащему головку и соединенному с предварительно напряженным продольным элементом, смонтированным на опорах, размещенных на основании, причем согласно изобретению предварительно напряженный продольный элемент выполнен в виде по меньшей мере одной струны, соединенной с головкой каждого рельса по всей длине посредством прокладок переменной высоты (RU №2080268 [3]). Недостатком транспортной системы является тот факт, что транспортные модули снабжены колесами с двумя ребордами, которые и установлены на рельсы-струны. Такое решение может привести к заклиниванию колес, реборды которых охватывают головку рельса-струны, а также к повышенному износу, как рельса-струны, так и колес, что нарушает работоспособность всей системы. При движении транспортных модулей по такой системе не исключается возможность возникновения опасных резонансных явлений с потерей устойчивости движения на определенных скоростях.
Наиболее близкой к заявляемой по своей технической сущности является транспортная система, известная из описания к патенту US 5566620 [4]. Известная система содержит установленную на опорах путевую структуру из рельсов (опорных элементов) в виде труб, которые охватываются соединенными с транспортным средством полутрубами с отверстиями, через которые в зазор между упомянутыми полутрубами и рельсами подается сжатый газ или жидкость, обеспечивающая вывешивание транспортного средства над путевой структурой. При
этом само транспортное средство может быть снабжено любой из известных системой его перемещения.
Недостатком известной транспортной системы является относительно низкая грузоподъемность и высокие энергозатраты на вывешивание транспортного средства над путевой структурой.
Заявляемая в качестве полезной модели транспортная система направлена на снижение энергозатрат и повышение грузоподъемности входящих в нее транспортных средств при транспортировке грузов различного назначения.
Указанный результат достигается тем, что транспортная система содержит путевую структуру и передвигающийся по ней вывешенный на воздушной подушке транспортный модуль, содержащий корпус для полезной нагрузки, снабженный газонаполненной оболочкой и средством обеспечения его перемещения.
Указанный результат достигается также тем, что путевая структура выполнена в виде установленных на опорах над поверхностью земли швеллеров, во внутренних полостях которых размещены соединенные с корпусом транспортного модуля средства создания воздушной подушки.
Указанный результат достигается также тем, что средство обеспечения перемещения транспортного модуля выполнено в виде линейного электродвигателя, подвижная часть которого размещена на транспортном модуле.
Указанный результат достигается также тем, что средство обеспечения перемещения транспортного модуля выполнено в виде двигателя с воздушным винтом.
Снабжение корпуса транспортного модуля газонаполненной оболочкой позволяет повысить грузоподъемность транспортного модуля и снизить энергозатраты на создание воздушной подушки, необходимой для вывешивания транспортного модуля. Действительно, если оболочку наполнять газом легче воздуха, например, гелием, или снабдить нагревательным устройством, обеспечивающим нагрев воздуха в этой оболочке, то за счет возникшей подъемной силы будет компенсирована некоторая часть силы тяжести транспортного модуля. Соответственно, для его вывешивания над путевой
структурой потребуется меньший расход воздуха, а значит и меньшие энергозатраты на создание воздушной подушки.
Выполнение путевой структуры в виде установленных на опорах швеллеров, во внутренних полостях которых размещены средства для создания воздушной подушки, связанные с транспортным модулем, позволяет обеспечить надежность фиксации транспортного средства относительно путевой структуры и снизить энергозатраты на формирование воздушных подушек, обеспечивающих вывешивание транспортного модуля, поскольку воздушные струи, формирующие воздушную подушку, будут направлены в полузамкнутое пространство внутренних полостей швеллеров.
Выполнение средства для обеспечения перемещения транспортного модуля в виде линейного электродвигателя наиболее перспективно с точки зрения экологии и обеспечения высоких скоростей перемещения транспортных модулей.
Выполнение средства для обеспечения перемещения транспортного модуля в виде двигателя с воздушным винтом требует меньших капиталовложений на создание путевой структуры и обеспечивает автономность транспортных модулей.
Сущность заявляемой транспортной системы поясняется примерами ее реализации и чертежами.
На фиг.1 схематично представлен общий вид предлагаемой транспортной системы, транспортный модуль которой находится на путевой структуре, закрепленной на канатно-балочных конструкциях, размещенных на опорах.
На фиг.2(а,b,с) схематично представлены различные сечения путевой структуры, выполненной в виде одностороннего швеллера и размещаемое в его полости средство создания воздушной подушки; (а) -поперечное сечение в нерабочем положении; (b) - поперечное сечение в рабочем положении; (с) - вид сверху (по сечению А-А) в рабочем положении.
На фиг.3 схематично представлен общий вид транспортного модуля со средствами создания воздушных подушек (вид снизу).
На фиг.4 схематично представлен поперечный разрез путевой структуры, выполненной в виде двухстороннего швеллера.
Транспортная система содержит транспортный модуль, который имеет корпус 1 для полезной нагрузки (пассажиров, грузов и т.п.), который снабжен
газонаполненной оболочкой 2, выполненной из материала наподобие аэростатов, воздушных шаров и т.п. В верхней части газонаполненной оболочки 2 в частном случае может быть установлен двигатель 3 с воздушным винтом, рули высоты 4 с приводом. Транспортные модули могут быть соединены в подвижной состав. В этом случае корпуса транспортных модулей и газонаполненные оболочки соединяются между собой упругими сильфонами 5, 6 соответственно. Кроме упругих сильфонов транспортные модули между собой соединяются подвижной сцепкой 7. Транспортный модуль или сцеп из нескольких транспортных модулей передвигается по путевой структуре 8, которая с помощью стальных струн 9, расположенных в корпусе 10 со специальным заполнителем, с большим натягом крепится к опорам 11. В пролете путевая структура 8 подпирается жесткими упорами 12, закрепленными на струнах 13, также натянутых в пролете между опорами.
Для вывешивания транспортного модуля над путевой структурой могут быть использованы любые известные средства 14, создающие воздушную подушку (камерную, сопловую, щелевую), размещаемые во внутренней полости швеллера 8.
Для обеспечения надежной фиксации транспортного модуля над путевой структурой средства для создания воздушной подушки контактируют по трем поверхностям внутренней полости швеллера - с верхней поверхностью контактирует камера 15, с боковой - камера 16 и с нижней - камера 17. Воздух под давлением подается в камеры 15, 16, 17 через каналы 18, соединяющие камеры с источником воздуха высокого давления (например, с компрессором).
Прикрепление средства для создания воздушной подушки 18 к корпусу 1 транспортного модуля может осуществляться посредством упругих элементов 19, обеспечивающих мягкость хода транспортного модуля.
Транспортная система функционирует следующим образом. Перемещение транспортного модуля или состава, набранного из транспортных модулей, обеспечивается средствами его перемещения, например, с помощью приведенного на чертеже двигателя 3 с воздушным винтом 4 или линейного электродвигателя (на чертежах не показан в силу его известности). При перемещении транспортного модуля газонаполненная оболочка 2 создает определенную подъемную силу, разгружая канатно-балочные конструкции пу-
тевой структуры, обеспечивая совместно с воздушными подушками транспортных модулей "вывешивание" подвижного состава в путевой структуре, т.е. воздушный полет.
Избыток веса транспортных модулей воспринимают расположенные снизу горизонтальные камеры 17, создающие воздушные подушки. При разгруженном вагоне избыточную подъемную силу от газонаполненных оболочек компенсируют воздушные подушки, создаваемые между верхней поверхностью швеллера камеры 15. Возможные горизонтальные смещения воспринимаются вертикальными камерами 16, также создающими воздушные подушки.
Незначительные возможные подъемы и спуски на трассе регулируются рулями высоты 4. Воздушные подушки наполняются, питаются сжатым воздухом от компрессоров, установленных в транспортных модулях (на чертежах не показаны).
1. Транспортная система, содержащая путевую структуру и передвигающийся по ней вывешенный на воздушной подушке транспортный модуль, содержащий корпус для полезной нагрузки, снабженный газонаполненной оболочкой и средством обеспечения его перемещения.
2. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что путевая структура выполнена в виде установленных на опорах над поверхностью земли швеллеров, во внутренних полостях которых размещены соединенные с корпусом транспортного модуля средства создания воздушной подушки.
3. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что средство обеспечения перемещения транспортного модуля выполнено в виде линейного электродвигателя, подвижная часть которого размещена на транспортном модуле.
4. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что средство обеспечения перемещения транспортного модуля выполнено в виде двигателя с воздушным винтом.
