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REVENDICATIONS
I. Train articulé mû par réacteur et ayant un corps tubulaire articulé, caractérisé en ce que ce corps comprend plusieurs anneaux rigides dont les sections déterminent la section intérieure libre du corps, des joints élastiques formés d'anneaux flexibles aptes à transmettre des forces en direction axiale, ces joints ayant le même diamètre intérieur que les anneaux rigides et alternant avec ceux-ci pour former le corps articulé, plusieurs organes porteurs répartis le long du corps et prévus pour se mouvoir le long de rails, plusieurs sièges situés à l'intérieur du corps articulé, et des fixations reliant les sièges au corps tout en permettant à ceux-là de s'incliner par rapport à celui-ci en pivotant autour d'axes parallèles à l'axe longitudinal du corps, sous l'action d'une force centrifuge agissant sur le train.
2. Train selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un élément tracteur avec des moyens de propulsion comprenant au moins un turboréacteur avec prise d'air frontale et déflecteurs pour la sortie des gaz, le turboréacteur étant monté sur une plate-forme escamotable permettant de positionner et d'orienter le réacteur audessus du corps et aussi de le rétracter entièrement à l'intérieur de l'élément tracteur.
3. Train selon la revendication 1, caractérisé en ce que certains des anneaux rigides comportent des portières d'accès à l'intérieur du corps et que les autres contiennent les sièges.
4. Train selon la revendication 3, caractérisé en ce que les sièges sont agencés par paires fixées dos à dos, chaque paire étant suspendue par ses dossiers à un pivot, de manière que l'un des sièges de la paire soit orienté dans le sens de la marche.
5. Train selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque anneau contenant des sièges avoisine un autre tel anneau, et que chacun de ceux-ci comporte deux sièges côte à côte, dont les dossiers sont reliés à ceux des sièges de l'anneau voisin par l'intermédiaire du pivot, lequel est situé entre les deux anneaux.
6. Train selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque anneau contenant des sièges comporte au moins une fenêtre.
7. Train selon la revendication 1, caractérisé en ce que des roues à axe sensiblement vertical sont placées le long du corps au droit des organes porteurs, de manière à pouvoir s'appuyer contre les surfaces latérales intérieures des rails sur lesquels se meuvent les organes porteurs, afin d'empêcher un mouvement latéral du corps par rapport aux rails.
8. Train selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes porteurs comportent des roues porteuses.
9. Train selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités frontales des anneaux rigides comportent des flasques dirigés vers l'intérieur, et que les joints élastiques ont une section en
U dont les branches sont fixées aux flasques.
10. Train selon la revendication 1, caractérisé en ce que les
organes porteurs sont situés sur les côtés du corps tubulaire, de manière qu'il puisse se mouvoir entre deux rails.
11. Train selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'au moins
certains anneaux rigides comportent à leur partie inférieure des patins extérieurs et orientés longitudinalement au train, ces patins
étant dimensionnés de manière à pouvoir supporter le poids du train
et à le guider lorsqu'il se meut à petite vitesse, de façon à permettre la
suppression locale des rails à l'intérieur des stations, afin de faciliter
l'accès à l'intérieur du corps tubulaire.
Les trains connus ont pour la plupart des wagons de plus de 2 à
3 m de long, réunis par des attelages situés à l'intérieur de leur section
transversale, qui ne peut ainsi être entièrement réservée à la charge
utile, marchandise ou passagers. Bien que souvent invisibles de
l'extérieur, de tels attelages intérieurs existent également sur les trains
connus dont les wagons sont réunis par des soufflets souples assurant un bon aérodynamisme, mais incapables de transmettre des forces de traction ou de poussée notables. La longueur des wagons actuels limite en outre la courbure maximale des virages, ce qui est indésirable en région urbaine. Par ailleurs, on a déjà essayé d'améliorer le confort dans les virages non relevés pris à grande vitesse, par suspension de tout le compartiment passager sur un axe longitudinal, mais cette solution se révèle lourde et coûteuse.
Le but de la présente invention est d'éviter ces inconvénients et d'améliorer les trains articulés roulant sur rails surélevés, en leur donnant la possibilité de circuler à des vitesses non encore atteintes à l'heure actuelle, en offrant toutes garanties contre le déraillement, et ce avec la particularité que la charge ponctuelle par roue, lorsque le train est chargé, ne dépasse pas 300 kg (2943 N). Cela permet d'alléger notablement les structures portant les rails, entraînant ainsi une diminution des coûts de l'infrastructure et de la superstructure, ainsi que des coûts de fonctionnement.
Le train selon l'invention est mû par réacteur et caractérisé par un corps tubulaire articulé qui comprend plusieurs anneaux rigides dont les sections déterminent la section intérieure libre du corps, des joints élastiques formés d'anneaux flexibles aptes à transmettre des forces en direction axiale, ces joints ayant le même diamètre intérieur que les anneaux rigides et alternant avec ceux-ci pour former le corps articulé, plusieurs organes porteurs répartis le long du corps et prévus pour se mouvoir le long de rails, plusieurs sièges situés à l'intérieur du corps articulé, et des fixations reliant les sièges au corps tout en permettant à ceux-là de s'incliner par rapport à celui-ci en pivotant autour d'axes parallèles à l'axe longitudinal du corps, sous l'action d'une force centrifuge agissant sur le train.
Le train selon l'invention présente de nombreux avantages, parmi lesquels il convient de souligner ce qui suit:
a) Il est capable de parcourir des courbes de très petit rayon.
b) Les charges ponctuelles par roue, lorsque le train est chargé, sont réduites, jusqu'au dixième, non seulement par rapport aux trains traditionnels qui supportent jusqu'à 12000 kg par roue (117,72 kN), mais aussi aux trains non traditionnels connus qui enregistrent des minimums de 2000 kg (19,62 kN), puisque la charge par roue peut se situer entre 200 et 300 kg (1,96 et 2,94 kN).
c) Le gabarit du train permet un percement facile et économique de tunnels, ces travaux étant réduits aux percements habituels dans des systèmes hydrauliques et d'exploitation minière, la construction avançant de 60 à 80 m/d.
d) Une grande économie est due à la construction en série des anneaux modulaires, ainsi que des éléments complémentaires de l'ensemble. Les coûts de fonctionnement en sont réduits d'autant.
A cause de l'influence des charges ponctuelles, ci-dessus mentionnées, sur les coûts de la superstructure ou de l'infrastructure - les ouvrages d'art, tels que les ponts, les passages souterrains, etc., qui représentent parfois jusqu'à 60 à 65% des coûts fixes totaux, oeux- ci sont réduits approximativement au dixième.
La suppression des attelages et des soufflets entre les caisses destinées aux voyageurs et aux marchandises permet l'utilisation totale de l'espace intérieur. On peut ainsi transporter un grand nombre de voyageurs, tous assis. On estime qu'un train de 100 m de long comprend 250 sièges.
L'élément tracteur peut comprendre un véhicule pourvu d'un ou de plusieurs turboréacteurs comme élément moteur, ce qui permet au train d'atteindre de grandes vitesses, par exemple 400 km/h.
Afin d'éliminer pour les voyageurs les effets de la force centrifuge, même si les rails ne sont pas relevés dans les virages, les sièges sont suspendus à un pivot qui leur permet de basculer confortablement dans les virages.
Les anneaux ou modules du train peuvent être construits en matériaux plastiques, convenablement renforcés, ou en matériaux légers ou composites structurels mixtes, en plaçant des roues entre deux modules consécutifs ou non, chacune de ces roues appuyant individuellement sur un support de roulement adéquat. En outre, on peut prévoir d'autres roues disposées horizontalement pour appuyer sur les faces verticales intérieures des rails, afin de maintenir le train
sans déplacements transversaux ni balancements, garantissant ainsi le fait qu'il ne peut dérailler.
Il convient de souligner que les roues peuvent être remplacées par des patins coulissants puisque, comme nous l'avons dit plus haut, le coefficient d'adhérence entre les roues et les rails est pratiquement nul.
En général, les anneaux ou modules peuvent se limiter à deux types fondamentaux, I'un porteur de deux sièges à l'intérieur, I'autre pour l'accès, ce dernier étant intercalé entre des modules porteurs de sièges convenablement alternés.
La motrice peut être constituée par des anneaux modulaires similaires à ceux du train, pour former un ensemble articulé où se trouvent la cabine de manoeuvre, le combustible, les équipements auxiliaires, les batteries, les charges et les bagages, etc. Cette motrice peut être propulsée au moyen d'un ou plusieurs turboréacteurs, deux de préférence, avec prises d'air frontales, disposés sur une plateforme spéciale, avec possibilité de rétracter ces turboréacteurs, afin de réduire le gabarit et de faciliter le passage de l'ensemble dans les tunnels et les ouvrages d'art, ainsi que dans les centres urbains, en mettant à profit l'inertie acquise, ou bien en utilisant, pour des vitesses réduites et pour le démarrage, des moyens moteurs secondaires.
Généralement, pour les villes et les petites vitesses, on pourra utiliser des turbopropulseurs.
Les turboréacteurs peuvent être orientés et sont pourvus de déflecteurs à gaz, afin d'aider à la stabilité du train dans les virages, aux démarrages ou pendant la marche.
Pour permettre de mieux comprendre l'objet de l'invention, le dessin ci-joint illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante du train de l'invention.
Dans le dessin:
la fig. 1 représente une disposition générale du train selon l'invention,
la fig. 2 est une vue latérale partielle du train,
la fig. 3 est une section d'un module,
la fig. 4 est une section d'une variante de l'anneau,
la fig. 5 est une coupe longitudinale partielle du train, et
la fig. 6 illustre un détail d'accouplement entre les anneaux.
Le train proposé ici comprend une succession d'anneaux modulaires 1 et 2, de section circulaire (fig. 3) ou prismatique (fig. 4) ou encore elliptique, ayant généralement un diamètre ou un grand axe de 2 m environ, accolés à un joint souple intercalaire 4 monté entre des flasques 5 repliés vers l'intérieur aux deux extrémités des anneaux modulaires 1, 2, et fixés au moyen de boulons ou similaires, de manière à permettre l'articulation du train ainsi formé.
Les anneaux modulaires, brièvement appelés modules dans ce qui suit, peuvent avoir une longueur de V2 m environ, ce qui donne une possibilité d'articulation remarquablement grande et permet la circulation du train sur des courbes à rayon réduit et à grande vitesse, étant donné que son comportement est semblable à celui d'un conduit tubulaire très souple, en raison de la longueur réduite de ses modules. Ces derniers sont de deux types principaux: I'un indiqué par la référence 1, au périmètre fermé comportant des hublots face à face, et un second type de module 2 d'accès, pourvu d'une portière 3 pour laisser entrer les voyageurs. Ce dernier s'intercale entre deux modules fermés 1, la séquence optimale consistant en un module ouvert pour deux fermés 1.
Dans les modules est installé un plancher 7, dûment recouvert, au-dessous duquel peuvent être incorporés des circuits électriques de chauffage, de freinage, le combustible, I'air conditionné, etc., sans réduire le volume de la partie supérieure habitable.
Dans les modules fermés 1 sont installés deux sièges 8, un de chaque côté, en laissant un couloir central coaxial, de sorte que, en intercalant entre tous les modules 1 un module d'accès 2, I'espace libre permette le passage vers l'intérieur, en même temps qu'il offre un espace habitable pour les voyageurs occupant les sièges contigus 8.
Les modules fermés 1 sont accolés de telle sorte que les dossiers de sièges 8 correspondants se trouvent dos à dos. Ainsi, chaque paire de sièges 8 peut être suspendue sur une articulation 9. Dans ces conditions, lorsque le train roule dans des virages non relevés la force centrifuge provoque un basculement des sièges qui assure aux usagers un repos tout à fait confortable.
Le train préconisé ici s'appuie sur une série de roues 10, généralement pneumatiques, qui roulent sur des poutres-rails 12 faisant partie d'une structure surélevée 13. Les essieux de ces roues porteuses 10 sont montés sur des coussinets non représentés sur les figures, et situés entre les flasques 5 de deux anneaux modulaires consécutifs et des deux côtés. On prévoit, en outre, d'autres jeux de roues 11, de préférence au même endroit, qui agissent comme des éléments de guidage sur les faces intérieures de la poutre-rail 12, rendant ainsi tout déraillement pratiquement impossible. Cet agencement supprime en même temps toute possibilité de balancements si, dans le montage de ces roues de guidage 11, sont prévus des ressorts qui les maintiennent en contact permanent avec les poutres-rails 12.
Les roues porteuses 10, qui peuvent être remplacées au choix par des patins de glissement, ainsi que les roues de guidage 11, sont réparties tout le long du train et sont intercalées entre un nombre prédéterminé d'anneaux modulaires dont la partie inférieure est située nettement plus bas que les points de contact des organes porteurs sur les rails. Ainsi, on peut placer le centre de gravité de l'ensemble approximativement au même niveau que les rails de roulement 12, ce qui donne au train une excellente stabilité, même lorsqu'il roule à des vitesses élevées.
Les anneaux modulaires sont fabriqués généralement à l'aide de matériaux plastiques ou de métaux légers. Le poids de chacun d'eux est donc très réduit. On a calculé que, le train étant chargé, une force d'environ 300 kg (2943 N) pèsera sur chaque roue. On obtient ainsi une grande réduction du poids, non seulement par rapport aux trains traditionnels, mais aussi par rapport aux trains les plus modernes, pour lesquels des minimums de 2000 kg (19,62 kN) sont usuels.
Les charges par moyeu ci-dessus ont une influence sur les coûts des superstructures et des infrastructures de roulement. Ces coûts qui atteignent parfois 60 à 65% des coûts totaux d'établissement peuvent être considérablement réduits, au dixième approximativement.
Le train ainsi constitué est tiré par un élément tracteur ou locomotive 14, également constitué par des éléments modulaires 17, dont la structure est semblable à celle des anneaux du train. Ainsi, on pourra disposer: d'un côté, une cabine de manoeuvre articulée, et de l'autre, une série de compartiments pour les combustibles, les équipements auxiliaires, la batterie, etc. Cette locomotive 14 est mue par un ou plusieurs turboréacteurs 15, avec admission d'air 16 sur la partie frontale, situés au-dessus du toit de la locomotive et pouvant être escamotés. Pour ce faire, les turboréacteurs 15, de préférence au nombre de deux, sont fixés sur une section escamotable 18 du toit d'un module moteur 19. Cette section forme une plate-forme mobile qui peut être rétractée verticalement à l'intérieur du module correspondant 19, en escamotant les turboréacteurs 15, préalablement éteints.
Cette possibilité d'escamoter les turboréacteurs permet de réduire, en certaines occasions, le gabarit du véhicule tracteur 14, ce qui est utile pour la traversée de tunnels, I'entrée en gare, la traversée de villes, etc. En outre, I'extinction momentanée des turboréacteurs évite la pollution aux approches des gares, tunnels et autres ouvrages d'art, en mettant à profit l'inertie emmagasinée dans le train.
D'autre part, les turboréacteurs 15 montés sur le toit de la locomotive peuvent être orientés et sont pourvus de déflecteurs à gaz, afin d'améliorer la stabilité du train dans les courbes, ainsi qu'aux démarrages ou pendant la marche. Au besoin, la locomotive peut en outre comporter des dispositifs aérodynamiques de stabilisation.
Pour les trains à usages urbains et à petite vitesse, on peut remplacer les turboréacteurs 15 par des turbopropulseurs, qui seront accouplés à un mécanisme différentiel d'actionnement des roues motrices.
Dans tous les cas, I'addition d'un réacteur 15, d'une puissance appropriée, permet au train d'atteindre des vitesses jusqu'ici incon nues et pratiquement illimitées, bien que soumises aux sujétions mécaniques des matériaux employés. En vitesse de croisière, ces trains peuvent atteindre jusqu'à 400 km/h, quel que soit le tracé de la voie, puisque la possibilité d'articuler le train et de le monter sur la structure de roulement 12 rend pratiquement impossible son déraillement.
Il reste à ajouter que, à l'intérieur des gares par exemple, où la
structure surélevée, et par conséquent la poutre-rail 12, doit être supprimée pour permettre l'entrée et la sortie des voyageurs par les portes 3, les modules peuvent glisser et être guidés au moyen de patins 20, placés à la partie supérieure ou inférieure de chacun des modules et prévus pour glisser à l'intérieur de guides correspondants.