RU2373088C1 - Transport system and method of its operation - Google Patents
Transport system and method of its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2373088C1 RU2373088C1 RU2008136438/11A RU2008136438A RU2373088C1 RU 2373088 C1 RU2373088 C1 RU 2373088C1 RU 2008136438/11 A RU2008136438/11 A RU 2008136438/11A RU 2008136438 A RU2008136438 A RU 2008136438A RU 2373088 C1 RU2373088 C1 RU 2373088C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- channels
- path
- transport system
- air
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60V—AIR-CUSHION VEHICLES
- B60V3/00—Land vehicles, waterborne vessels, or aircraft, adapted or modified to travel on air cushions
- B60V3/02—Land vehicles, e.g. road vehicles
- B60V3/04—Land vehicles, e.g. road vehicles co-operating with rails or other guiding means, e.g. with air cushion between rail and vehicle
Abstract
Description
Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для создания высокоскоростных магистральных транспортных систем, с применением транспортных средств, обладающим минимальным трением о поверхность пути, например аппаратов на воздушной подушке, перевозящих пассажиров и грузы на дальние расстояния по направляющему пути.The invention relates to the field of transport and can be used to create high-speed trunk transportation systems using vehicles with minimal friction on the surface of the track, for example, air cushion vehicles carrying passengers and goods over long distances along a guide track.
Известны различные высокоскоростные транспортные системы для передвижения транспортных средств на воздушной подушке. Например, транспортное средство на воздушной подушке рельсового типа (патент РФ №2003531, Кл. B60V 3/04, 1997.12.10). Сущность изобретения заключается в том, что на монорельсовую дорогу установлены вагоны с возможностью перемещения на воздушной подушке благодаря линейному двигателю, состоящему из двух частей, одна из которых установлена на вагоне и представляет собой развернутую (линейную) обмотку двигателя «ротор», а другая установлена на транспортном пути и представляет собой аналогичную обмотку «статор». Вагоны имеют гибкие ограждения воздушной подушки и центробежные компрессоры для ее формирования под их днищем.Various high speed transport systems for moving air cushion vehicles are known. For example, a rail-type air cushion vehicle (RF patent No.2003531, CL.
Данную транспортную систему эксплуатируют следующим образом: по длине пути подают переменное напряжение одновременно на стационарную обмотку пути и обмотку линейного двигателя, установленного на вагоне, создавая между ними как стационарное, так и перемещающееся магнитное поле, увлекающее за собой вагоны поезда, а для уменьшения коэффициента трения вагонов о транспортное полотно под ними с помощью, установленных в каждом вагоне компрессоров, создают воздушную подушку, на которой вывешивают и перемещают вагоны.This transport system is operated as follows: along the length of the path, an alternating voltage is applied to the stationary winding of the track and the winding of the linear motor mounted on the car, creating between them a stationary and moving magnetic field that carries train cars along, and to reduce the coefficient of friction cars on the transport bed under them with the help of compressors installed in each car, create an air cushion on which the cars are hung and moved.
Однако данная транспортная система обладает значительной массой, сложна и неэкономична для решения современных задач по созданию высокоскоростных магистральных транспортных систем, поскольку в рассматриваемом аналоге исполнительные устройства, линейный двигатель и компрессор не обладают многофункциональностью (каждое работает только для своих нужд). Необходимо отметить, что все современные поезда с линейным двигателем обладают значительно большей массой по сравнению с традиционными, т.к. под их днищем по всей длине вагона располагается медная обмотка с магнитопроводом линейного ротора. Кроме этого, наличие линейного двигателя требует (как и в традиционных поездах) применения скользящей контактной сети (пантографа), разработка которого для скоростных систем является значительной проблемой, а работа компрессоров для создания воздушной подушки на подобном тяжелом транспортном средстве приводит к существенным затратам энергии, дополнительно усложняет конструкцию и снижает надежность работы транспортной системы. Кроме того, мощное магнитное поле будет создавать серьезную угрозу здоровью пассажиров.However, this transport system has a significant mass, is complex and uneconomical for solving modern problems of creating high-speed trunk transportation systems, since in the analogue under consideration, actuators, linear motor and compressor do not have multifunctionality (each works only for its own needs). It should be noted that all modern trains with a linear engine have a significantly larger mass compared to traditional ones, as under their bottom along the entire length of the car is a copper winding with a magnetic circuit of the linear rotor. In addition, the presence of a linear motor requires (as in traditional trains) the use of a sliding contact network (pantograph), the development of which for high-speed systems is a significant problem, and the operation of compressors to create an air cushion on such a heavy vehicle leads to significant energy costs, additionally complicates the design and reduces the reliability of the transport system. In addition, a powerful magnetic field will pose a serious threat to the health of passengers.
Известна также транспортная система «Аэротрейн» производства Франции (www.aerotrain. corn., www.aerotrain-wikipedia.com) с транспортным средством, развивающим скорости более 400 км/час. Данная транспортная система содержит транспортный путь с продольной направляющей, на котором установлено транспортное средство, содержащее в донной части корпуса ответную часть, снабженную устройствами, охватывающими вышеназванную направляющую, центрирующую транспортное средство во время движения. На транспортном средстве установлены компрессор и нагнетатель-воздухозаборник для создания воздушной подушки. Вес одного такого самодвижущегося вагона 60 тонн и для обеспечения высокой скорости, создания мощной воздушной подушки, преодоления значительного аэродинамического сопротивления и трения транспортного средства о направляющую в качестве двигательной установки применен установленный на транспортном средстве, турбореактивный двигатель на углеводородном топливе общей мощностью 2700 киловатт.Also known is the Aerotrain transport system manufactured in France (www.aerotrain. Corn., Www.aerotrain-wikipedia.com) with a vehicle developing speeds of more than 400 km / h. This transport system comprises a transport path with a longitudinal guide, on which a vehicle is installed, comprising a mating part in the bottom of the hull, equipped with devices covering the above-mentioned guide, centering the vehicle during movement. A compressor and a supercharger-air intake are installed on the vehicle to create an air cushion. The weight of one such self-moving car is 60 tons and to ensure high speed, create a powerful air cushion, overcome significant aerodynamic drag and friction of the vehicle against the guide rail, a vehicle mounted turbojet engine using hydrocarbon fuel with a total capacity of 2,700 kilowatts is used as a propulsion system.
Для перемещения транспортного средства данной транспортной системы используют две разные системы: воздушную подушку (высотой 3 мм) создают с помощью компрессоров и нагнетателей-воздухозаборников, расположенных в транспортном средстве, путем подачи воздушных потоков в специальные кольцевые полости с замкнутыми ограждениями, расположенными под дном транспортного средства, а разгон и торможение транспортного средства создают с помощью турбореактивного двигателя транспортного средства и газодинамических отражателей, установленных за его соплом.To move the vehicle of this transport system, two different systems are used: an air cushion (3 mm high) is created using compressors and superchargers-air intakes located in the vehicle by supplying air flows to special annular cavities with closed guards located under the bottom of the vehicle and acceleration and braking of the vehicle are created using the vehicle’s turbojet engine and gas-dynamic reflectors installed behind his nozzle.
Однако данная система не получила своего распространения из-за невысокой экономичности и плохой экологии, особенно при движении транспортного средства на малых скоростях в черте города.However, this system has not received its distribution due to low economy and poor ecology, especially when driving a vehicle at low speeds in the city.
Для устранения вышеназванных недостатков разработку новых транспортных систем целесообразно проводить в направлении создания безмоторных транспортных средств, установленных на путь, выполняющий роль двигателя, работающего только на экологически чистом топливе. Это методология проектирования вытекает из необходимости понимания важного обстоятельства, что магистральные транспортные системы являются изначально несвободными, так как ограничены в поперечном направлении, что делает нецелесообразным и потенциально нерентабельным использование индивидуальной двигательной установки для каждого такого «несвободного» транспортного средства.To eliminate the aforementioned shortcomings, it is advisable to develop new transport systems in the direction of creating non-motorized vehicles installed on a path that acts as an engine running only on environmentally friendly fuel. This design methodology follows from the need to understand the important circumstance that the main transportation systems are initially not free, as they are limited in the transverse direction, which makes it impractical and potentially unprofitable to use an individual propulsion system for each such “non-free” vehicle.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является устройство, описанное в патенте РФ на изобретение №2271290, B60V 1/00, B60V 3/04, 2005.03.10, содержащее опору с несущей поверхностью для перемещения по ней безмоторной платформы на воздушной подушке, выполненную в виде коробки, с перфорированной верхней плоскостью для выхода из нее воздуха, нагнетаемого во внутреннее пространство коробки. При этом отверстия в верхней плоскости коробки выполнены сообщающимися с внутренним пространством коробки, плоскость с одной стороны подвижного клапана сообщается с отверстием в верхней полости коробки, полость с другой стороны подвижного элемента клапана сообщается с атмосферой, не подверженной давлению воздушной подушки, а окна на боковой поверхности стенки корпуса клапана сообщаются с внутренним пространством коробки. При этом коробка выполнена из сообщающихся пустотелых модулей, с клапанами и жиклерами. В рассматриваемом устройстве горизонтальные поверхности клапанов являются чувствительными элементами, которые реагируют на повышение внешнего давления и установлены в плоскости коробки так, что своей верхней частью они механически связаны с горизонтальной плоскостью, а нижней - с днищем коробки. При этом коробка может быть выполнена в виде транспортного пути заданной конфигурации для перемещения по нему платформ на воздушной подушке с людьми и грузами.Closest to the claimed invention is the device described in the patent of the Russian Federation for invention No. 2271290,
Способ эксплуатации данного устройства заключается в том, что нагнетающие вентиляторы наполняют внутреннее пространство пустотелых модулей, так что подвижные верхние части их автоматических клапанов прижимаются к горизонтальной поверхности, а из жиклеров начинают истекать направленные вверх воздушные потоки. На несущую поверхность устанавливают безмоторную платформу и под ней формируют повышенное давление за счет затормаживания истекающих из жиклеров и направленных на донную часть платформы воздушных потоков. Чувствительные элементы клапана воспринимают повышенное давление, противодействуя усилиям пружин клапанов, и автоматически открываются, выпуская струи воздуха в пределах контура донной части платформы, что дополнительно повышает давление под днищем, создавая воздушную подушку. Движение платформы в заданном направлении осуществляется за счет разности давления в носовой и хвостовой донных частей, возникающих при наклоне платформы оператором в сторону направления движения за счет изменения центра масс системы платформа-оператор, обеспечивающего выброс воздушной массы из-под платформы.The method of operation of this device is that the blowing fans fill the interior of the hollow modules, so that the movable upper parts of their automatic valves are pressed against a horizontal surface, and upward air flows begin to flow out of the jets. An engineless platform is installed on the bearing surface and an increased pressure is formed under it due to the inhibition of the air flows flowing from the nozzles and directed to the bottom of the platform. The sensitive elements of the valve absorb increased pressure, counteracting the efforts of the valve springs, and automatically open, releasing air jets within the contour of the bottom of the platform, which additionally increases the pressure under the bottom, creating an air cushion. The movement of the platform in a given direction is due to the pressure difference in the bow and tail bottoms that occur when the operator tilts the platform in the direction of movement due to a change in the center of mass of the platform-operator system, which ensures the release of air mass from under the platform.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
1. Высокие газодинамические потери, приводящие к снижению грузоподъемности и скорости за счет воздействия на транспортное средство малоэнергетичными воздушными потоками, поскольку воздушные тракты загромождены системой клапанов и жиклеров, приводящих к затормаживанию потоков в жиклерах, а также в клапанах от соударения потоков при выходе из противоположных окон корпуса клапана. При наклоне платформы оператором для перемещения рассматриваемого транспортного средства и без того ослабленные воздушные потоки, выходящие из под его донной поверхности, не концентрируются, а напротив, распыляются, что приводит к рассредоточению и уменьшению и составляющих реактивных сил и дополнительному ослаблению воздушной подушки.1. High gas-dynamic losses, leading to a decrease in carrying capacity and speed due to the impact on the vehicle of low-energy air flows, since the air ducts are cluttered with a system of valves and jets, which slows down the flows in the nozzles, as well as in the valves from the impact of the flows when leaving the opposite windows valve body. When the operator tilts the platform to move the vehicle in question, the already weakened air flows coming from under its bottom surface are not concentrated, but, on the contrary, are sprayed, which leads to dispersal and decrease of the components of the reactive forces and additional weakening of the air cushion.
2. Высокие энергозатраты, связанные с постоянным расходом воздуха и его пополнением по всему пути, выполненному в виде протяженной полости-коробки с жиклерами, для обеспечения стабильных параметров воздушного потока.2. High energy costs associated with a constant flow of air and its replenishment along the entire path, made in the form of an extended cavity-box with jets, to ensure stable parameters of the air flow.
3. Низкая надежность всей транспортной системы в условиях воздействия неблагоприятных факторов внешней среды, поскольку устройства подачи воздушных потоков и клапаны выполнены на принципах перемещения прецизионных элементов в малом пространстве, не допускающем загрязнения, обмерзания и коррозии рабочих поверхностей. Кроме этого, воздух, забираемый из атмосферы и пропускаемый через вышеназванные клапаны, требует фильтрации, поскольку элементы клапанов также не допускают не только твердых, но любых жидких компонентов, которые могут образовывать в зазорах подвижных элементов наслоения и заторы, приводящие к залипанию клапанов и потере давления.3. Low reliability of the entire transport system under the influence of adverse environmental factors, since the air supply devices and valves are made on the principles of moving precision elements in a small space that does not allow contamination, freezing and corrosion of working surfaces. In addition, air drawn from the atmosphere and passed through the above-mentioned valves requires filtration, since the valve elements also prevent not only solid, but any liquid components that can form layers and blockages in the gaps of the moving elements, which will cause the valves to stick and cause pressure loss .
4. Низкое быстродействие исполнительных устройств создания тяги, поскольку в прототипе управление транспортным средством производят путем изменения центра масс системы платформа - оператор, за счет наклона платформы с высокой инерционностью, что не позволяет их применять для реальных скоростных транспортных систем.4. The low speed of the actuators for creating traction, because in the prototype the vehicle is controlled by changing the center of mass of the platform - operator system, due to the tilt of the platform with high inertia, which does not allow them to be used for real high-speed transport systems.
5. Сложность герметизации пути, выполненного в виде единой полости - коробки на всем его протяжении.5. The complexity of sealing the path, made in the form of a single cavity - boxes on its entire extent.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является: повышение грузоподъемности транспортной системы с одновременным повышением скорости перемещения транспортного средства, снижением энергозатрат и повышением надежности ее эксплуатации при неблагоприятных факторах внешнего воздействия.The task to which the invention is directed is: increasing the carrying capacity of the transport system while increasing the speed of the vehicle, reducing energy consumption and improving the reliability of its operation under adverse environmental factors.
Техническим результатом, достигаемым от реализации изобретения, является: создания воздушной подушки, обеспечивающей высокую грузоподъемность, получение высоких реактивных сил для обеспечения высокой скорости перемещения транспортного средства, повышения быстродействия, повышение надежности работы устройств при воздействии внешних неблагоприятных факторов.The technical result achieved by the implementation of the invention is: the creation of an air cushion, providing high load capacity, obtaining high reactive forces to ensure high speed of the vehicle, increasing speed, improving the reliability of the devices when exposed to external adverse factors.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что транспортная система, включающая транспортный путь, установленное на пути с возможностью продольного перемещения на воздушной подушке транспортное средство и размещенные в пути с возможностью силового воздействия на корпус транспортного средства генераторы воздушных потоков, имеет выполненные вдоль транспортного пути последовательно расположенные, по крайней мере, в один ряд сужающиеся к своему выходу каналы, в которых размещены выходные части генераторов воздушного потока, а в корпусе транспортного средства выполнены последовательно расположенные, по крайней мере, в один ряд, проточные дугообразные каналы, выходы которых выведены на внешнюю поверхность транспортного средства и ориентированы в сторону, противоположную направлению его движения, при этом входы дугообразных каналов расположены в донной части транспортного средства, которое установлено на пути так, что его дугообразные каналы воздушно связаны с сужающимися каналами пути с образованием проточных трактов для скоростного воздушного потока путем расположения входов проточных дугообразных каналов транспортного средства напротив выходов сужающихся каналов пути, при этом генераторы воздушного потока выполнены с возможностью переключения преимущественно по схеме «бегущая волна» группой и создания воздушных потоков перед транспортным средством, причем протяженность группы не менее длины ряда входов проточных дугообразных каналов транспортного средства, в донной части корпуса которого размещены элементы для обеспечения постоянной центровки транспортного средства относительно пути.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the transport system, including the transport path installed on the path with the possibility of longitudinal movement of an air cushion vehicle and placed in the path with the possibility of force acting on the vehicle body air flow generators, has along the transport path, at least one row of channels consecutively tapering towards their exit in which the generator’s output parts are located ditch of the air flow, and flowing arcuate channels are arranged sequentially located at least in one row in the vehicle body, the outlets of which are brought out onto the outer surface of the vehicle and oriented in the direction opposite to its direction of movement, while the entrances of the arcuate channels are located in the bottom of the vehicle, which is installed on the way so that its arcuate channels are air-connected with the narrowing channels of the path with the formation of flow paths for high-speed about the air flow by arranging the entrances of the flowing arcuate channels of the vehicle opposite the exits of the narrowing channel of the path, while the air flow generators are configured to switch mainly according to the “traveling wave” pattern of the group and create air flows in front of the vehicle, and the length of the group is not less than the length of the row of entrances flowing arcuate channels of the vehicle, in the bottom of the body of which there are elements to ensure constant alignment of the conveyor The leg means relative to the track.
При этом проточные дугообразные каналы могут быть размещены в продольной плоскости симметрии корпуса транспортного средства.In this case, flowing arcuate channels can be placed in the longitudinal plane of symmetry of the vehicle body.
Кроме того, проточные дугообразные каналы могут быть размещены в нижней части корпуса транспортного средства по обе стороны от его продольной плоскости симметрии.In addition, flowing arcuate channels can be placed in the lower part of the vehicle body on both sides of its longitudinal plane of symmetry.
При этом проточные дугообразные каналы транспортного средства образованы двумя парами стенок, причем одна пара стенок выполнена профилированной.In this case, the flowing arcuate channels of the vehicle are formed by two pairs of walls, with one pair of walls made profiled.
Кроме того, на выходе проточных дугообразных каналов транспортного средства размещены устройства поворота воздушного потока.In addition, at the exit of the flowing arcuate channels of the vehicle placed device rotation of the air flow.
При этом проточные дугообразные каналы транспортного средства выполнены сужающимися к своему выходу.In this case, flowing arcuate channels of the vehicle are made tapering to its exit.
Кроме того, сужающиеся каналы пути выполнены изогнутыми, а продольные оси их выходов ориентированы под малым углом к поверхности пути в сторону направления движения транспортного средства.In addition, the narrowing path channels are made curved, and the longitudinal axis of their exits are oriented at a small angle to the surface of the path in the direction of the direction of movement of the vehicle.
При этом в донной части транспортного средства установлены шасси.At the same time, a chassis is installed in the bottom of the vehicle.
Кроме того, сужающиеся каналы пути перед своим выходом разделены на два или более рукава.In addition, the narrowing channels of the path before its exit are divided into two or more arms.
В способе эксплуатации транспортной системы, заключающемся в том, что формируют направленные из пути локальные воздушные потоки, производят ими силовое воздействие на донную часть корпуса транспортного средства, создают под ним зону повышенного давления и перемещают транспортное средство по направляющему пути, воздушные потоки, действующие на транспортное средство, создают непосредственно генераторами воздушных потоков вдоль транспортного пути, по крайней мере в один ряд, направляют их в сужающиеся каналы пути, разгоняют и направляют под углом к линии направления движения транспортного средства в сторону его движения, при этом одновременно с созданием зоны повышенного давления под транспортным средством, часть воздушных потоков направляют на входы проточных дугообразных каналов транспортного средства, через которые их пропускают, разворачивают и выбрасывают на внешнюю поверхность транспортного средства в сторону, противоположную направлению его движения, для создания силы тяги, причем перед транспортным средством создают дополнительные воздушные потоки, в том числе последовательно, при этом все потоки переключают преимущественно в режиме «бегущая волна» группой, а количество потоков в группе изменяют пропорционально скорости движения транспортного средства, кроме того, в процессе движения транспортного средства один и тот же поток направляют поочередно на донную часть корпуса транспортного средства и на входы проточных каналов, а для торможения транспортного средства воздушные потоки на выходе из проточных дугообразных каналов отклоняют в сторону движения транспортного средства.In the method of operating the transport system, which consists in the formation of local air flows directed from the path, they exert a force on the bottom of the vehicle body, create an increased pressure zone under it and move the vehicle along the guide path, the air flows acting on the transport means, create directly by generators of air flows along the transport path, at least in one row, direct them into the narrowing channels of the path, accelerate and direct at an angle to the direction of the vehicle in the direction of its movement, while simultaneously with the creation of a zone of increased pressure under the vehicle, part of the air flows are directed to the inlets of the flowing arcuate channels of the vehicle through which they are passed, deployed and thrown onto the outer surface of the vehicle in the direction opposite to the direction of its movement, to create traction, and in front of the vehicle create additional air currents, including number sequentially, while all flows are switched mainly in the "traveling wave" mode by the group, and the number of flows in the group is changed proportionally to the vehicle speed, in addition, during the movement of the vehicle, the same stream is sent alternately to the bottom of the vehicle body and to the inputs of the flow channels, and for braking the vehicle, the air flows at the exit from the flowing arcuate channels are deflected in the direction of movement of the vehicle.
При этом воздействие потоком поочередно на донную часть корпуса транспортного средства и на входы проточных каналов производят с периодом чередования, кратным времени прохождения каждого участка донной поверхности и участка входов проточных каналов транспортного средства над группой действующих потоков.In this case, the flow influences alternately on the bottom of the vehicle body and on the inlet of the flow channels with an alternating period that is a multiple of the passage time of each section of the bottom surface and the section of the inlet channels of the vehicle over a group of active flows.
В данной транспортной системе путем создания высокоэнергетичных воздушных потоков непосредственно генераторами воздушного потока, установленными в транспортном пути и поочередного силового взаимодействия данными воздушными потоками с проточными дугообразными каналами транспортного средства, и его донной поверхностью, достигается возможность существенного увеличения скорости и грузоподъемности транспортного средства в широком диапазоне, в зависимости от мощности генераторов воздушного потока. Необходимо подчеркнуть, что любое повышение мощности двигателя традиционного транспортного средства приводит к естественному увеличению «неблагоприятных» для транспортного средства параметров, а именно массы, габаритов, расхода топлива, что ухудшает параметры грузоподъемности и скорости транспортного средства. В предлагаемом изобретении повышение мощности двигателя транспортного средства, который установлен на транспортном пути напрямую, лишь повышает его параметры грузоподъемности и скорости без существенного ухудшения массогабаритных параметров. При этом применение отработанных для внешних условий серийно выпускаемых промышленных генераторов воздушного потока повышает надежность работы всей транспортной системы, в том числе во время эксплуатации ее при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды, в частности осадков и намерзания льда. Дополнительным повышением надежности транспортного средства при его эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных факторов внешней среды является формирование перед ним группы воздушных потоков, которые наряду с техническими задачами выполняют функцию «расчистки» воздушного пространства для исключения столкновений с летающими представителями фауны, что в настоящее время является серьезной проблемой при движении традиционных скоростных систем у поверхности земли. Однако наиболее важным для эксплуатации скоростной транспортной системы, при неблагоприятных внешних воздействиях, особенно в северных районах, является обеспечение процесса самоочищения пути от снега и льда, что в предлагаемом изобретении выполняется автоматически, за счет формирования мощных воздушных потоков перед транспортным средством, обеспечивающим обдувание поверхности пути перед транспортным средством или на любом участке пути при включении с пульта управления в заданном районе пути генераторов воздушного потока (вентиляторов) в режиме «бегущая волна».In this transport system, by creating high-energy air streams directly by the air flow generators installed in the transport path and alternating force interaction of these air streams with flowing arcuate channels of the vehicle and its bottom surface, the possibility of a significant increase in the speed and carrying capacity of the vehicle in a wide range is achieved, depending on the power of the air flow generators. It must be emphasized that any increase in the engine power of a traditional vehicle leads to a natural increase in the parameters that are “unfavorable” for the vehicle, namely mass, dimensions, and fuel consumption, which worsens the vehicle’s load capacity and speed. In the present invention, increasing the engine power of the vehicle, which is installed directly on the transport path, only increases its load-carrying capacity and speed parameters without significant deterioration of overall dimensions. At the same time, the use of commercially available industrial air flow generators worked out for external conditions increases the reliability of the entire transport system, including during its operation under the influence of adverse environmental factors, in particular precipitation and freezing of ice. An additional increase in the reliability of the vehicle during its operation under the influence of adverse environmental factors is the formation of a group of air streams in front of it, which along with technical tasks perform the function of “clearing” the airspace to avoid collisions with flying representatives of the fauna, which is currently a serious problem when moving traditional high-speed systems at the surface of the earth. However, the most important for the operation of the high-speed transport system, under adverse external influences, especially in the northern regions, is to ensure the process of self-cleaning of the track from snow and ice, which in the present invention is performed automatically, due to the formation of powerful air flows in front of the vehicle, which blows the surface of the track in front of the vehicle or on any part of the track when turning on the air flow generators (valve Hur) in the "running wave" mode.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг.1 изображено продольное сечение предлагаемой транспортной системы;figure 1 shows a longitudinal section of the proposed transport system;
на фиг.2 - выноска А с увеличенным сечением элемента реверса тяги (газовых рулей) в нейтральном положении;figure 2 - callout And with an enlarged section of the element reverse thrust (gas rudders) in the neutral position;
на фиг.3 - выноска А с увеличенным сечением элемента реверса тяги в рабочем положении;figure 3 - callout And with an enlarged section of the element of the reverse thrust in the working position;
на фиг.4 - вид Б сверху на транспортную систему для варианта с центральным расположением проточных каналов;figure 4 is a top view B of the transport system for a variant with a central arrangement of flow channels;
на фиг.5 - вид Б сверху на транспортную систему для варианта с боковым расположением проточных каналов;figure 5 is a top view B of the transport system for a variant with a lateral arrangement of flow channels;
на фиг.6 - выноска В с увеличенным сечением элемента реверса тяги в рабочем положении;figure 6 - callout With an enlarged section of the element of reverse thrust in the working position;
на фиг.7 - сечение Г-Г;Fig.7 is a section GG;
на фиг.8 - сечение Г-Г для варианта с разделением каналов в пути на рукава;on Fig - section GG for the option with the separation of channels in the path on the sleeve;
на фиг.9 - сечение Д-Д;figure 9 is a cross section DD;
на фиг.10 - вид снизу на донную часть транспортного средства.figure 10 is a bottom view of the bottom of the vehicle.
Транспортная система содержит транспортный путь 1, представляющий собой эстакаду с жестким полотном, в центральной части которого выполнены сужающиеся в сторону своих выходов, выведенных на рабочую поверхность пути 1, каналы 2, в которых размещены выходные части генераторов воздушного потока (вентиляторов) 3. Каналы 2 распределены вдоль пути 1 с заданным шагом, по крайней мере, в один ряд с возможностью забора воздуха из атмосферы. На транспортном пути 1 установлено с возможностью продольного перемещения на воздушной подушке транспортное средство 4, вдоль корпуса которого выполнены последовательно расположенные, по крайней мере, в один ряд, проточные дугообразные каналы 5, а их выходы 6 выведены на внешнюю поверхность транспортного средства 4 и ориентированы в сторону, противоположную направлению его движения. При этом дугообразные каналы 5 могут быть размещены в продольной плоскости симметрии корпуса транспортного средства 4 (см. фиг.1 и 4). В донной части транспортного средства 4 (см. фиг.10) организована одна или несколько полостей 7, образованных гибкими ограждениями: внешним 8, и внутренним 9, прикрепленными к нижней части донной поверхности транспортного средства 4. Гибкие ограждения 8 и 9 предназначены для формирования области повышенного давления для создания воздушной подушки. При этом гибкое ограждение 8, предназначено для ограничения растекания воздушного потока за пределы транспортного средства 4 и удержания под ним зоны повышенного давления, а внутреннее ограждение 9 предназначено для ограничения перетекания воздушных потоков, предназначенных для создания воздушной подушки во входы проточных дугообразных каналов 5. В другом варианте выполнения проточные дугообразные каналы 5 могут быть размещены в нижней части корпуса транспортного средства 4 по обе стороны от его продольной плоскости симметрии (см. фиг.5, 7, 8), а выходы 6 проточных дугообразных каналов 5 расположены по обе стороны на внешних боковых поверхностях корпуса транспортного средства 4 и направлены в сторону, противоположную направлению его движения. При этом вышеназванные каналы 5 в любом варианте исполнения могут быть сформированы двумя парами стенок 10, образующими в сечении квадрат, прямоугольник, или ромб, причем одна пара противолежащих стенок выполнена профилированной, например, в виде лопаток аэродинамического профиля. Кроме этого, на выходах 6 каналов 5 размещены элементы 11 для обеспечения реверса тяги (см. фиг.2, 3, 6), представляющие собой, например, газовые рули-заслонки, выполненные с возможностью поворота на углы до 170 град для разворота воздушных потоков, истекающих из проточных дугообразных каналов 5. Входы 12 дугообразных каналов 5 расположены в донной части транспортного средства 4. Сужающиеся каналы 2 в пути 1 могут быть выполнены изогнутыми, а продольные оси 13 их выходов 14, выведенных на рабочую поверхность пути 1, ориентированы под углом L к поверхности пути 1 в сторону направления движения транспортного средства 4. Транспортное средство 4 установлено на пути так, что входы 12 проточных дугообразных каналов 5 расположены напротив выходов 14, расположенных в пути сужающихся каналов 2 и через воздушный зазор, образованный между транспортным средством 4 и транспортным путем 1 образуют скоростные воздушные тракты, выходы которых расположены на внешней поверхности транспортного средства 4 и являются выходами 6 сквозных дугообразных каналов 5. Для варианта с расположением проточных дугообразных каналов 5 в нижней части корпуса транспортного средства 4 по обе стороны от его продольной плоскости симметрии сужающиеся каналы 2 после установленных внутри них выходных частей генераторов воздушного потока 3 могут быть разделены на два или более рукава 15 (см. фиг.8). Проточные дугообразные каналы 5 могут так же быть выполнены сужающимися к своим выходам 6, что позволяет дополнительно разгонять воздушный поток и расширить диапазон скоростей транспортного средства 4. Осевые вентиляторы 3 выполнены с возможностью переключения группой по схеме «бегущая волна» и создания воздушных потоков перед транспортным средством 4, а протяженность группы «бегущей волны» не менее длины суммы входов 12, расположенных в ряд проточных дугообразных каналов 5 транспортного средства 4. В донной части корпуса транспортного средства 4 размещены элементы для обеспечения его постоянной центровки относительно пути 1, выполненные, например, в виде прижимных роликов 16 (см. фиг.9), охватывающих вертикальную направляющую 17 (выполненную, например, в виде монорельса), установленную вдоль пути 1, а для обеспечения движения транспортного средства в режиме минимального потребления энергии, на малых скоростях, а также для первоначального разгона транспортное средство 4 снабжено шасси 18, расположенными попарно в передней и задней части его дна. Для изготовления конструкции транспортного средства можно применить традиционные материалы и сплавы, в том числе алюминиевые и пластиковые композиции, а для изготовления пути и его полотна - стальные элементы и бетон.The transport system includes a
Эксплуатируется транспортная система следующим образом.The transport system is operated as follows.
Перед началом движения транспортное средство 4 устанавливают на путь 1 с помощью шасси 18. Для начала движения транспортного средства 4 по сигналу с пульта управления или автоматически с помощью системы управления включают группу генераторов 3, расположенных в зоне проекции донной части корпуса транспортного средства 4 на путь 1, регулируя их обороты, например, с помощью частотного регулятора. Локальные воздушные потоки после выхода из вентиляторов 3 направляют непосредственно под донную часть транспортного средства 4, где они растекаются, поступают в полость 7 и ограничиваются гибкими ограждениями 8 и 9, создавая застойные зоны повышенного давления, формирующие воздушную подушку, воздействующую на корпус транспортного средства 4 и приподнимающую его над поверхностью пути 1. При этом запускают так же один или несколько генераторов воздушных потоков 3 перед транспортным средством 4 для формирования «упреждающих» потоков. Одновременно с созданием воздушной подушки часть воздушных потоков направляют на входы 12 проточных дугообразных каналов 5 транспортного средства 4, пропускают в каналы 5, разворачивают и выбрасывают на внешнюю поверхность транспортного средства 4 под малым углом в сторону, противоположную направлению его движения, за счет чего создают силу тяги, с помощью которой перемещают транспортное средство 4 вдоль пути 1. Благодаря тому, что одна пара стенок 10 выполнена профилированной в виде лопаток аэродинамического профиля, газодинамические потери, возникающие при повороте потока по дугообразному каналу 5, сводятся к минимуму. В процессе движения транспортного средства 4 с помощью системы управления обеспечивают переключение вентиляторов 3 группой в режиме «бегущая волна», причем один и тот же поток за время прохождения транспортного средства 4 над группой включенных вентиляторов 3 направляют поочередно в полость 7 донной поверхности транспортного средства 4 и на входы 12 проточных каналов 5, с периодом чередования, кратным времени прохождения каждого участка донной поверхности (полости 7) и участка входов 12 (расположенных в ряд) проточных каналов 5. Это позволяет существенно снижать энергопотребление транспортной системы за счет цикличного формирования зоны повышенного давления и силы тяги и включения генераторов 3 группой в районе расположения транспортного средства 4. Для исключения влияния запаздывания выхода на режим генераторов 3 их включают перед транспортным средством 4 заранее, т.е. с упреждением так, что непосредственно перед транспортным средством 4 оказывается генератор 3, полностью вышедший на режим, причем количество включенных генераторов 3 перед транспортным средством 4 пропорционально скорости его движения и времени выхода на режим самих генераторов 3. На этапе движения транспортного средства 4 в городской среде, генераторы 3 могут включать не на полную мощность, для чего плавно регулируют их обороты, например с помощью частотного регулятора. В этом случае потоки воздуха направляют в основном в проточные каналы 5, создают силу тяги, за счет которой перемещают транспортное средство 4, хотя и с меньшими скоростями и с меньшим давлением в зоне торможения потоков под транспортным средством 4, но путем качения по поверхности транспортного пути 1 на шасси 18. На скоростном участке пути 1 и при наборе скорости транспортным средством 4 при создании приемлемой для его зависания над транспортным путем 1 воздушной подушки шасси 18 убирают. На этапе торможения транспортного средства 4 для гашения его высоких скоростей поворотом газовых рулей-заслонок 11 осуществляют реверс тяги, после чего выключают генераторы 3, а окончательное торможение до полной остановки транспортного средства 4 производят дополнительным механическим торможением прижимных роликов 16 о направляющую 17, а также торможением с помощью шасси 18. При этом необходимо подчеркнуть, что при движении транспортного средства 4 ролики 16 могут нагреваться, но их постоянный обдув протекающими воздушными потоками при создании воздушной подушки существенно снижает нагрев за счет конвективной теплоотдачи, а частичное перетекание потоков из зоны повышенного давления 7 во входы 12 дугообразных каналов 5 через гибкие ограждения 9 способствует увеличению вышеназванной конвекции и расхода воздуха в проточных дугообразных каналах 5 для увеличения реактивных сил, разгоняющих транспортное средство 4. Вышеназванные перетекания могут происходить и в обратном направлении, но и в этом случае они не будут являться газодинамическими потерями, т.к. будут использоваться для увеличения воздушной подушки под транспортным средством 4.Before starting the movement, the
Величина воздушной подушки, подъемной силы, грузоподъемности и скорости движения транспортного средства на пути удобно может регулироваться изменением расходных характеристик на выходе генераторов 3, а также скоростью переключения вентиляторов 3 в зависимости от скорости перемещения «бегущей волны», управляемых электронным способом, что позволяет достигать высокого быстродействия всей транспортной системы и упростить управление транспортным средством вплоть до автоматического.The value of the air cushion, lifting force, carrying capacity and vehicle speed along the way can conveniently be controlled by changing the flow characteristics at the output of the
Заявленная транспортная система может быть реализована промышленным способом с использованием известных материалов и агрегатов. Например, в качестве основных агрегатов могут быть применены серийно выпускаемые в промышленности, осевые вентиляторы, имеющие значительные зазоры между рабочим колесом и корпусом, и герметизированные в соответствии со стандартными требованиями по электробезопасности, предъявляемым к промышленным вентиляторам подобного типа, работающим на открытом воздухе и обеспечивающим требуемую защищенность от внешних неблагоприятных факторов. Для изготовления корпуса транспортного средства могут быть использованы композиционные материалы и легкие сплавы.The claimed transport system can be implemented industrially using known materials and assemblies. For example, axial fans, which have significant gaps between the impeller and the casing, and are sealed in accordance with standard electrical safety requirements for industrial type fans operating outdoors and providing the required protection from external adverse factors. For the manufacture of the vehicle body, composite materials and light alloys can be used.
Claims (11)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008136438/11A RU2373088C1 (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Transport system and method of its operation |
| EA201001079A EA016742B1 (en) | 2008-09-10 | 2009-06-30 | Transport system and a method for operating said system |
| PCT/RU2009/000321 WO2010030209A1 (en) | 2008-09-10 | 2009-06-30 | Transport system and a method for operating said system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008136438/11A RU2373088C1 (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Transport system and method of its operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2373088C1 true RU2373088C1 (en) | 2009-11-20 |
Family
ID=41477812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008136438/11A RU2373088C1 (en) | 2008-09-10 | 2008-09-10 | Transport system and method of its operation |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA016742B1 (en) |
| RU (1) | RU2373088C1 (en) |
| WO (1) | WO2010030209A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2463182C2 (en) * | 2010-04-06 | 2012-10-10 | Виктор Георгиевич Сергеев | Transport system (versions), airfoil train and guiding rail for it |
| RU2546733C1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Aerodynamic vehicle (versions) |
| WO2016105247A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Алексей Федорович ХОРОШЕВ | Urbamobile transportation system and method for the operation thereof |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103395418B (en) * | 2013-07-02 | 2016-07-06 | 北京航空航天大学 | A kind of superexpress train of both sides air inlet pneumatic suspension and electromagnetic propulsion |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1589386A (en) * | 1968-03-19 | 1970-03-31 | ||
| DE7017234U (en) * | 1970-05-08 | 1970-09-03 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | SLIDING DEVICE FOR AIR CUSHION RUNWAYS. |
| RU2096211C1 (en) * | 1996-03-19 | 1997-11-20 | Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Method of and device for building up vehicle traction |
| RU2113369C1 (en) * | 1997-03-17 | 1998-06-20 | Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Method of and device for building traction of vehicle |
-
2008
- 2008-09-10 RU RU2008136438/11A patent/RU2373088C1/en not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-06-30 WO PCT/RU2009/000321 patent/WO2010030209A1/en active Application Filing
- 2009-06-30 EA EA201001079A patent/EA016742B1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| . * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2463182C2 (en) * | 2010-04-06 | 2012-10-10 | Виктор Георгиевич Сергеев | Transport system (versions), airfoil train and guiding rail for it |
| RU2546733C1 (en) * | 2014-03-04 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Aerodynamic vehicle (versions) |
| WO2016105247A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Алексей Федорович ХОРОШЕВ | Urbamobile transportation system and method for the operation thereof |
| WO2016105249A1 (en) * | 2014-12-22 | 2016-06-30 | Алексей Федорович ХОРОШЕВ | Urbamobile transportation system and utilization method thereof |
| RU2601476C2 (en) * | 2014-12-22 | 2016-11-10 | Алексей Федорович Хорошев | Urban mobile transport system and method of its operation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010030209A1 (en) | 2010-03-18 |
| EA201001079A1 (en) | 2011-02-28 |
| EA016742B1 (en) | 2012-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5174349B2 (en) | Transportation system | |
| US10577085B2 (en) | Aerodynamic lift enhancing system for a flying automotive vehicle | |
| US3006288A (en) | System for high-speed transport | |
| US8371226B2 (en) | Air cushion or wheeled overhead guideway system | |
| CN101195348B (en) | Fluid motion device for accelerating and energy-saving | |
| US3190235A (en) | Vehicles associated to a guiding track | |
| RU2373088C1 (en) | Transport system and method of its operation | |
| CN102164812A (en) | Land vehicle provided with an internal air flow propulsion system | |
| CN101961974A (en) | Land, water and air multi-domain engine-driven carriage vehicle | |
| US20150307112A1 (en) | Suspension Transport System | |
| US5669308A (en) | Linear turbine propulsion system | |
| RU2296683C2 (en) | Linear pneumatic system for setting vehicles into motion | |
| US20040244633A1 (en) | Cats-constrained airplane transportation system | |
| US3508497A (en) | Underground high-speed transportation system | |
| WO2019179077A1 (en) | High-speed transportation device using partially-reduced-pressure tube | |
| US5253590A (en) | Ultra high-speed pneumatic transportation system | |
| US4175637A (en) | Surface effect vehicles and guideways therefor | |
| CN102765394A (en) | Low-air-pressure aerotrain | |
| RU115726U1 (en) | TRANSPORT SYSTEM | |
| RU2386547C1 (en) | Method to produce system of propulsion of universal aircraft and universal aicraft to this end | |
| US6389983B1 (en) | Control circuit for operation of pneumatically propelled vehicles | |
| US6076469A (en) | Control circuit for operation of pneumatically propelled vehicles | |
| US3527170A (en) | Suspended railway car aerodynamically supported | |
| US20060117983A1 (en) | Method for operating a track for a railborne vehicle, and corresponding track | |
| WO2003076224A2 (en) | Ducted channel wing, high-lift devices and vehicles therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150911 |