RU2664091C1 - Аэропоезд и пути его движения - Google Patents
Аэропоезд и пути его движения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664091C1 RU2664091C1 RU2017120545A RU2017120545A RU2664091C1 RU 2664091 C1 RU2664091 C1 RU 2664091C1 RU 2017120545 A RU2017120545 A RU 2017120545A RU 2017120545 A RU2017120545 A RU 2017120545A RU 2664091 C1 RU2664091 C1 RU 2664091C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- locomotive
- air
- rail
- speed
- cars
- Prior art date
Links
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B1/00—General arrangement of stations, platforms, or sidings; Railway networks; Rail vehicle marshalling systems
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B13/00—Other railway systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B13/00—Other railway systems
- B61B13/08—Sliding or levitation systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B15/00—Combinations of railway systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
Изобретение относится к высокоскоростным транспортным средствам. Аэропоезд состоит из локомотива и соединенных с локомотивом грузопассажирских модулей – вагонов и выполнен с возможностью передвижения по железнодорожному пути и над ним. Локомотив и вагоны выполнены с крыльями и хвостовым оперением и с воздуховодами высокого давления с встроенными в воздуховод двухсторонними конфузорами, выполненными с возможностью управляемого изменения скорости выходящего воздуха. Пути движения аэропоезда содержат путевое строение с уложенными на нем шпалами и рельсами. Каждый путь содержит ограждение каждого рельса, выполненное из канатов с расположенными на них заземленными металлическими полосами. В результате создано высоскоростное транспортное средство, в котором большая грузоподъемность и высокая скорость сочетаются с простотой и безопасностью. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к новому виду высокоскоростных транспортных средств.
Известны железные дороги, где ширина колеи регламентирована два столетия назад, но скорость движения пассажирских поездов приближается к пределу технических возможностей, а скорость движения грузовых поездов недостаточна при современных требованиях к доставке грузов.
Известны железные дороги, расположенные на надземных эстакадах, на которых скорость движения так же недостаточна. Строительство и эксплуатация таких дорог дороже наземных.
Известны проекты аэропоездов с опорой на монорельс или с подвеской к нему. К недостатком этих проектов можно отнести то, что они не предполагают перевозку грузов, сравнимых по тоннажу с железнодорожным транспортом. К другим недостаткам можно отнести то, что балки монорельсов работают на изгиб. Это определяет: небольшое расстояние между пролетами опор балки, большой вертикальный размер балок, а значит неэкономичность.
Известен проект Airtrain авторы Elvest I Lehl и Glen W Zumwalt, предлагающий передвижение пассажирского модуля по монорельсу и над ним в режиме полета. Недостаток данного проекта состоит в том, что монорельс должен быть рассчитан на вес пассажирского модуля в средней точке пролета с учетом динамического коэффициента усилия 1,3-1,4, при возможном выходе модуля из режима полета. При этом монорельс будет работать на изгиб с присущими этой системе нагружения недостатками, указанными выше. Проект не гарантирует безопасность при возможном разрушении монорельса: усталость металла, удар молнии, при опускании пассажирского модуля на монорельс на остановке, заполнение монорельса снегом, гололед и т.п. По этой же причине невозможно применить этот проект для многовагонных перевозок грузов, сравнимых по тоннажу с грузовым железнодорожным поездом.
Известен проект пассажирского поезда MagLev. Для его использования требуется сооружение специальных весьма дорогостоящих путей и эстакад, что экономически не обосновано для перевозок пассажиров на дальние расстояния в сотни и тысячи километров, а тем более для грузовых перевозок.
Известно транспортное средство - самолет.
Недостаток самолетов - ограниченная его размерами и мощностью двигателей грузоподъемность.
Цель изобретения - создание аэропоезда большой грузоподъемности в сочетании с простотой и безопасностью, предназначенного для доставки грузов и людей с большой скоростью на дальние расстояния.
Цель достигается тем, что по обе стороны направления движения аэропоезда (далее АЭРП) и вдоль пути следования проложены железнодорожные рельсы 10, опирающиеся на шпалы 11, уложенные на наземное путевое строение 1 (Фиг. 3). Расстояние между рельсами по ширине превосходит существующее и определено расстоянием между колесами грузового самолета, являющееся новым стандартом.
По шпалам проложены греющие кабели для удаления снега и гололеда. (На Фиг. 3 не показаны). По обе стороны рельса 10 на расстоянии от него натянуты с двух сторон ограждающие канаты 13 и закреплены непрерывные металлические полосы 14 (Фиг. 3). Рельс и полосы заземлены.
АЭРП состоит из локомотива и грузопассажирских модулей. Элемент АЭРП - грузопассажирский модуль представлен на Фиг. 1. На Фиг. 1 обозначены: грузопассажирский модуль (вагон) 1, выполненный в виде корпуса самолета с крыльями 2 и хвостовым оперением 3, содержит грузовые тележки модуля 4, колеса грузовой тележки 5 для движения по рельсам.
Грузовая тележка 4 содержит продольные электромагниты 6, расположенные вблизи рельса 10, продольная ось которых совпадает с продольной осью рельса, служащего для них якорем. Грузовая тележка 4 содержит боковые электромагниты 15 (Фиг. 2), расположенные вблизи металлических полос 14, служащих для боковых электромагнитов якорем. Грузовая тележка и боковые электромагниты содержат обтекатели встречного воздуха для снижения аэродинамического сопротивления. (не показаны).
Грузовые модули соединены между собой и с локомотивом сцепными устройствами 7, аналогичными существующим железнодорожным (Фиг. 1), допускающими повороты в горизонтальной и вертикальной плоскости с пропущенными через них натяжными канатами 8, для предотвращения (страховки) от несанкционированного разъединения вагонов. В локомотиве концы натяжных канатов 8 (Фиг. 4) заключены в металлическую втулку 17, входящую в электромагнит 16 как его сердечник. При поворотах и подъемах электромагнит 16 работает как электромагнитная пружина, обеспечивая стяжку вагонов АЭРП. На подходе к станции рельсы могут содержать стрелочный перевод, что позволяет перевести поезд на участок разгрузки-погрузки и переформирования, освобождая основную магистраль для прохода другого поезда.
Крылья вагонов и локомотива могут быть выполнены с изменяющейся геометрией крыла, иметь элементы механизации крыла, управление которыми и хвостовым оперением ведется из локомотива.
Локомотив и вагоны по верху крыш по всей длине содержат воздуховоды высокого давления 9 (Фиг. 1) с встроенными в воздуховод по всей длине двухсторонними конфузорами 18 (Фиг. 5) для подачи воздуха на обе стороны крыши, выполненными с возможностью управляемого изменения величины открытия и закрытия (не показаны).
Локомотив и вагоны содержат компрессоры высокого давления и интеркулеры для подачи сжатого воздуха в воздуховоды высокого давления 9.
На крышах вагонов и локомотива установлены панели солнечных батарей для питания, в том числе устройств бесперебойного питания, для зарядки силовых конденсаторов, питающих электромагниты при торможении АЭРП в режиме экстренного торможения (не показаны).
На грузовых тележках и на локомотиве расположены страховочные устройства, предназначенные для контроля и предотвращения недопустимого отклонения колес АЭРП от рельс, для чего могут быть использованы, например, лазерные дальномеры (не показаны).
Локомотивом может быть самолет, электровоз с крыльями и хвостовым оперением, как у вагонов с питанием от контактной сети, расположенной между рельсами пути движения АЭРП, с токосъемником внизу или тепловоз. В качестве двигателей локомотива возможно использовать винты-пропеллеры, приводимые асинхронными двигателями с частотным управлением, что позволяет регулировать скорость вращения винтов для обеспечения форсированного режима при разгоне и «взлете» АЭРП и скорость вращения в установившемся режиме движения. В этом случае электродвигатели питаются от электрогенератора, приводимого, например, газотурбинным двигателем, работающим на органическом топливе, например на сжиженном газе.
Использование для движения АЭРП винтов, приводимых асинхронными двигателями, по сравнению с реактивными двигателями обеспечивает малошумность. Не лимитируется длина пробега АЭРП при электропитании его от контактной сети. После загрузки на станции АЭРП начинает движение и набирает скорость. Начинают работать компрессоры, подающие сжатый воздух в воздуховоды высокого давления 9. По мере набора скорости на крылья вагонов и локомотива начинают действовать подъемные силы крыла самолета. Открываются конфузоры 18 и происходит обдув сжатым воздухом с регулируемой скоростью крыш вагонов и локомотива. Выходящий из конфузоров 18 с большой скоростью воздух «прилипает» к поверхности крыш - Эффект Коанда, обеспечивается понижение давления атмосферного воздуха - Закон Бернулли - на крышах по сравнению с его давлением под днищем вагонов и локомотива. Разность давлений создает аэродинамическую подъемную силу, действующую на вагоны и локомотив аналогично крыльям самолета. Суммарная аэродинамическая подъемная сила крыльев и корпуса вагона обеспечивает грузоподъемность АЭРП. Воздух, «прилипший» к поверхности локомотива и вагонов, понижает трение встречного воздуха и снижает величину аэродинамического сопротивления.
Скорость АЭРП увеличивается и достигает скорости, при которой АЭРП «взлетает» на небольшую высоту над путями движения и далее следует как самолет, «левитируя» над ними. Разрываются контакты между рельсом и колесами, срабатывают контактные реле и подается заданная величина напряжения на электромагниты. При этом возникает магнитная связь между колесами и рельсом и между боковыми электромагнитами и боковыми металлическими полосами. Величина токов электромагнитов контролируется системой автоматического управления (САУ). В движении величина токов электромагнитов минимальна и используется системой автоматического управления совместно с датчиками положения колес от лазерных дальномеров для обеспечения устойчивого положения АЭРП относительно пути движения при возможных отклонениях от заданных параметров под действием внешних воздействий на АЭРП. На поворотах и на подъемах сердечник 1 натяжных канатов выдвигается из электромагнита (Фиг. 4), ток электромагнита увеличивается системой автоматического управления, способствуя возврату сердечника в исходное положение, стягиванию вагонов канатами.
Для обеспечения торможения АЭРП, в том числе и для экстренного торможения в режиме «стоп-крана», на электромагниты подается ток большой величины, магнитная связь АЭРП и путей движения увеличивается, что приводит к торможению АЭРП и опусканию колес на рельсы.
Торможение АЭРП выполняется также и с использованием известных способов реверса тяги двигателей, систем механизации крыла.
Если крылья вагонов выполнены с изменяющейся геометрией крыла, возможна дальнейшая транспортировка вагона как автоприцепа.
Если крылья локомотива и вагонов расположены над фюзеляжем как, например, у самолета ИЛ-76, то расстояние между железнодорожным полотном и водоотводными каналами с двух сторон можно использовать как автодороги, что позволяет совместить их при сооружении железнодорожных мостов.
Использование изобретения позволит обеспечить безопасную перевозку грузов, сравнимых по тоннажу с железной дорогой и людей на дальние расстояния со скоростью самолета. Обеспечивается безопасность по сравнению с самолетами, так как при любой нештатной ситуации АЭРП просто опускается на рельсы и тормозится. В качестве ограждающих канатов предпочтительнее использовать связку из полимерных канатов, для предотвращения коррозии. АЭРП допускает преодоление поворотов в режиме полета над рельсами и «на колесах», с временным ослаблением тросовой стяжки вагонов и локомотива. АЭРП допускает преодоление препятствий по высоте, за счет возможности поворота сцепных устройств вагонов в вертикальной плоскости.
Существенным преимуществом АЭРП перед существующим железнодорожным транспортом является ширина колеи, большая, чем у железнодорожных вагонов, что позволяет сделать вагоны «широкофюзеляжными» и более грузоподъемными.
Предмет изобретения
1. Аэропоезд, состоящий из локомотива и соединенных с локомотивом грузопассажирских модулей (вагонов), выполненный с возможностью передвижения по железнодорожному пути и над ним, отличающийся тем, что локомотив и вагоны выполнены с крыльями и хвостовым оперением и с воздуховодами высокого давления с встроенным в воздуховод двухсторонним конфузором, выполненным с возможностью управляемого изменения скорости выходящего воздуха.
2. Аэропоезд по п. 1, содержащий грузовые тележки вагонов и локомотива, отличающиеся тем, что они содержат электромагниты впереди и сзади колес с совпадением продольных осей электромагнитов с продольной осью рельса и непосредственно над ним и содержат боковые электромагниты, расположенные вблизи боковых металлических полос ограждения рельса.
3. Аэропоезд по п. 1, отличающйеся тем, что локомотив и вагоны содержат страховочные устройства, предназначенные для контроля и препятствия недопустимому отклонению колес по высоте от рельса и от боковых металлических полос в режиме полета.
4. Пути движения аэропоезда, содержащие путевое строение с уложенными на нем шпалами и рельсами, отличающиеся тем, что каждый путь содержат ограждение каждого рельса, выполненное из канатов с расположенными на них заземленными металлическими полосами.
Claims (3)
1. Аэропоезд, состоящий из локомотива и соединенных с локомотивом грузопассажирских модулей – вагонов, выполненный с возможностью передвижения по железнодорожному пути и над ним, отличающийся тем, что локомотив и вагоны выполнены с крыльями и хвостовым оперением и с воздуховодами высокого давления с встроенными в воздуховод двухсторонними конфузорами, выполненными с возможностью управляемого изменения скорости выходящего воздуха.
2. Аэропоезд по п.1, отличающийся тем, что содержит несущие тележки вагонов и локомотива, при этом тележки содержат электромагниты впереди и сзади колес с совпадением продольных осей электромагнитов с продольной осью рельса и непосредственно над ним, а также боковые электромагниты, расположенные вблизи боковых металлических полос ограждения рельса.
3. Пути движения аэропоезда, содержащие путевое строение с уложенным на нем шпалами и рельсами, отличающиеся тем, что каждый путь содержит ограждение каждого рельса, выполненное из канатов с расположенными на них заземленными металлическими полосами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120545A RU2664091C1 (ru) | 2017-10-02 | 2017-10-02 | Аэропоезд и пути его движения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017120545A RU2664091C1 (ru) | 2017-10-02 | 2017-10-02 | Аэропоезд и пути его движения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664091C1 true RU2664091C1 (ru) | 2018-08-15 |
Family
ID=63177319
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017120545A RU2664091C1 (ru) | 2017-10-02 | 2017-10-02 | Аэропоезд и пути его движения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664091C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692345C1 (ru) * | 2018-10-02 | 2019-06-24 | Дахир Курманбиевич Семенов | Аэропоезд с питанием от троллея (варианты) |
RU2752040C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-07-22 | Вячеслав Васильевич Селин | Устройство магнитной системы левитации для повышения грузоподъёмности |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3233556A (en) * | 1964-09-29 | 1966-02-08 | Eldon O Mcdonald | Overhead monorail car |
WO1988005393A1 (en) * | 1987-01-27 | 1988-07-28 | Bell George S | Transportation system |
RU2501684C2 (ru) * | 2011-04-15 | 2013-12-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Способ и устройство скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге |
RU2548648C2 (ru) * | 2010-10-15 | 2015-04-20 | Яошэн ЧЖАН | Рельсовое транспортное средство с аэродинамической поверхностью |
WO2016136880A1 (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 一賢 三好 | 飛行体および高速交通システム |
-
2017
- 2017-10-02 RU RU2017120545A patent/RU2664091C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3233556A (en) * | 1964-09-29 | 1966-02-08 | Eldon O Mcdonald | Overhead monorail car |
WO1988005393A1 (en) * | 1987-01-27 | 1988-07-28 | Bell George S | Transportation system |
RU2548648C2 (ru) * | 2010-10-15 | 2015-04-20 | Яошэн ЧЖАН | Рельсовое транспортное средство с аэродинамической поверхностью |
RU2501684C2 (ru) * | 2011-04-15 | 2013-12-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Способ и устройство скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге |
WO2016136880A1 (ja) * | 2015-02-26 | 2016-09-01 | 一賢 三好 | 飛行体および高速交通システム |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692345C1 (ru) * | 2018-10-02 | 2019-06-24 | Дахир Курманбиевич Семенов | Аэропоезд с питанием от троллея (варианты) |
RU2752040C1 (ru) * | 2020-12-01 | 2021-07-22 | Вячеслав Васильевич Селин | Устройство магнитной системы левитации для повышения грузоподъёмности |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Holmer | Faster than a speeding bullet train | |
US7992501B2 (en) | Transportation system | |
US4841871A (en) | Modular transportation system with aerodynamic lift augmented traction vehicles | |
US8015925B2 (en) | Air bus transportation system | |
US20180178813A1 (en) | Elevated Transportation System | |
US20060162609A1 (en) | Interstate highway train system | |
US11685548B2 (en) | Hybrid transportation | |
Sawada | Development of magnetically levitated high speed transport system in Japan | |
US20040244633A1 (en) | Cats-constrained airplane transportation system | |
RU2664091C1 (ru) | Аэропоезд и пути его движения | |
CN107054682B (zh) | 一种轨道牵引飞行器系统 | |
WO2022119473A1 (ru) | Устройство магнитной системы левитации для повышения грузоподъемности | |
WO2022000439A1 (zh) | 一种多轨道变轨系统及其变轨方法、可变轨车辆 | |
RU2549728C2 (ru) | Способ перевозки пассажиров и грузов по воздуху и система для перевозки пассажиров и грузов по воздуху | |
CN112498400B (zh) | 一种无人驾驶多式联运钢轨车及多式联运复合轨道系统 | |
CN201703378U (zh) | 超高速铁路 | |
JP2673512B2 (ja) | 飛行車両装置 | |
WO2022187455A1 (en) | Rail transportation system | |
US20210253139A1 (en) | Electric aerial sky tram | |
US11485491B1 (en) | Tethered aircraft mass transportation | |
US11505222B2 (en) | Rail transportation system | |
RU2109647C1 (ru) | Сверхскоростная транспортная система с электропоездом "уральская ракета" | |
US20230406373A1 (en) | Rail transportation system | |
RU2205761C1 (ru) | Модульная транспортная система и способ ее эксплуатации | |
CN101879903A (zh) | 超高速铁路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201003 |