RU2714277C1 - Транспортная система, содержащая трубопровод и транспортное средство для перемещения внутри трубопровода - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к транспортным системам. Транспортная система содержит трубопровод и транспортное средство, содержащее обтекаемую оболочку с ведомыми колесами на шинах, внутритрубный колесный движитель динамического типа с установленными на упругих подвесках колесами и привод изменения угла наклона колес. Обтекаемая оболочка содержит ходовые тележки с колесами, установленные в нишах нижней части обтекаемой оболочки, и боковые консоли крыла с аэродинамическим профилем и концевыми колесами. Все колеса обладают эластичностью с упругим сопротивлением боковому уводу и опираются на внутреннюю поверхность трубопровода с центрированием обтекаемой оболочки относительно трубопровода. Колеса на ходовых тележках установлены как минимум в один ряд друг за другом. Ходовые тележки выполнены в виде рамы, представляющей собой рычажную подвеску с упругими и гасящими колебания элементами, установленную в обтекаемой оболочке на поперечной оси, качающейся на сферических подшипниках с регулируемым положением в продольных вертикальных плоскостях. Ходовая тележка, расположенная в носовой части транспортного средства, является поворотной. Трубопровод состоит из начального, скоростного и конечного участков, между которыми имеются переходные зоны. В результате обеспечивается надежность транспортных перевозок пассажиров и грузов по трубопроводам на высоких скоростях. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Транспортная система, содержащая трубопровод и транспортное средство для перемещения внутри трубопровода

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно, к средствам, обеспечивающим перемещение пассажирского и грузового колесного подвижного состава в путепроводе.

Известна система перемещения транспорта по трубопроводу, внутри которого установлены Т-образные рельсы. Транспортное средство, выполненное с возможностью перемещения внутри трубопровода, имеет подвижные крепления за Т-образные рельсы, которые контактируют с ними посредством колес (патент RU 67225, МПК F17D 5/00, опубл. 10.10.2007 г.).

Недостатком известного решения является сложность устройства сцепления с рельсами и конструкции размыкания рельса по месту развилки и управления перемещением транспортного средства по разветвленной сети трубопроводов, в силу которых невозможно перемещение транспортного средства на значительных скоростях по разветвленным трубопроводам.

Известна сверхскоростная транспортная система с электропоездом, содержащая рельсовый путь, контактный провод, вагоны, токоприемник, приводные ходовые тележки с электрическими и пневматическими тормозами, органы управления. Рельсовый путь расположен в железобетонном путепроводе закрытого типа, направлен под уклон в начале движения и на подъем в конце движения поезда, в качестве вагона используется фюзеляж самолета, обеспечивающий герметизацию салона при движении, на крыше вагона расположены ролики для взаимодействия со специальным рельсом, закрепленным вверху путепровода (патент RU 2109647, МПК В61В 13/10, опубл. 27.04.1998 г.).

Основными недостатками известной системы являются сложная система путей внутри путепровода, особенно по месту путевых развилок, где скорости будут незначительными, а также большие габариты и масса

подвижного состава и железобетонного путепровода, что существенно ограничивает возможности применения известной транспортной системы.

Наиболее близким по своей сущности является транспортное средство для перемещения внутри трубопровода (патент РФ №2668367, МПК В61В 13/08 В61В 13/10, опубл. 28.09.2018 г.), содержащее источник крутящего момента, корпус, на наружной поверхности которого наклонно к его продольной оси под некоторым углом, одинаковым для всех, установлены подпружиненные фрикционные ролики для взаимодействия с внутренней поверхностью трубопровода по винтовой линии, при этом подпружиненные фрикционные ролики установлены с возможностью свободного вращения вокруг своих осей, корпус соосно соединен с валом источника крутящего момента, а источник крутящего момента жестко связан с узлом, гасящим реактивный крутящий момент, фрикционные ролики оснащены приводом изменения угла их наклона. Транспортное средство имеет обтекаемую оболочку с ведомыми колесами на шинах, центрирующими оболочку для перемещения внутри трубопровода, а в носовой или хвостовой части оболочки закреплена опора с подшипниками, на которых коаксиально оси трубопровода установлен ротор внутритрубного движителя динамического типа, содержащий корпус с установленными на упругих подвесках фрикционными роликами и привод изменения угла наклона фрикционных роликов, причем фрикционные ролики выполнены эластичными с упругим сопротивлением боковому уводу, а корпус несущим, при этом ротор соединен посредством узла трансмиссии с источником крутящего момента, который оснащен регулятором частоты вращения и размещен в оболочке, содержащей также запас энергоресурсов, систему автоматизированного управления и пассажирский салон или грузовой отсек, кроме этого для перемещения по дорожному покрытию транспортное средство опирается на нижние ведомые колеса с установленными тяговым двигателем и рулевым механизмом, а также опирается на выпущенные ведомые колеса, отведенные от левого и правого бортов оболочки, увеличивающие колесную базу.

Известное транспортное средство имеет недостаточную поперечную устойчивость и управляемость, которые могут привести к движению транспортного средства по спирали и, соответственно, к перевороту.

Техническая проблема, решаемая изобретением, состоит в расширении арсенала колесных транспортных систем для перемещения пассажиров или грузов на скоростях до 900 км/ч и выше по трубопроводам.

Технический результат - обеспечение надежности транспортных перевозок на скоростях до 900 км/ч и выше по трубопроводам при давлении воздушной среды существенно ниже нормального атмосферного давления, или в вакууме, за счет придания транспортному средству поперечной устойчивости и управляемости.

Технический результат достигается транспортной системой, содержащей трубопровод и транспортное средство для перемещения внутри трубопровода, содержащее обтекаемую оболочку с ведомыми колесами на шинах, внутритрубный колесный движитель динамического типа с установленными на упругих подвесках колесами и привод изменения угла наклона колес, причем колеса выполнены эластичными с упругим сопротивлением боковому уводу, а также узел трансмиссии с источником крутящего момента, который оснащен регулятором частоты вращения и размещен в оболочке, содержащей также запас энергоресурсов, систему автоматизированного управления и пассажирский салон или грузовой отсек, кроме этого, для перемещения по дорожному покрытию транспортное средство опирается на нижние ведомые колеса с установленными тяговым двигателем и рулевым механизмом, а также опирается на ведомые колеса, отведенные от левого и правого борта оболочки, увеличивающие колесную базу. В отличие от прототипа обтекаемая оболочка содержит ходовые тележки с колесами, установленные в нишах нижней части обтекаемой оболочки, и боковые консоли крыла с аэродинамическим профилем и концевыми колесами, причем все колеса обладают эластичностью с упругим сопротивлением боковому уводу и опираются на внутреннюю поверхность трубопровода с центрированием обтекаемой оболочки относительно трубопровода, при этом колеса на ходовых тележках установлены как минимум в один ряд друг за другом, а ходовые тележки выполнены в виде рамы, представляющей собой рычажную подвеску с упругими и гасящими колебания элементами, установленную в обтекаемой оболочке на поперечной оси, качающейся на сферических подшипниках с регулируемым положением в продольных вертикальных плоскостях, и имеющей стабилизатор путевой устойчивости, причем ходовая тележка, расположенная в носовой части транспортного средства, является поворотной, а боковые консоли крыла с концевыми колесами расположены симметрично относительно вертикальной оси по меньшей мере в передней и задней частях обтекаемой оболочки, и как минимум передние боковые консоли крыла с концевыми колесами выполнены с поворотным механизмом и имеют усилители нормальной нагрузки концевых колес, при этом задание угла поворота боковых консолей крыла с концевыми колесами и величин нормальной нагрузки на усилителях концевых колес, а также угла поворота тележки, расположенной в носовой части, осуществляются регулятором на основе гироскопа или электронного гироскопа, входящего в состав системы автоматизированного управления транспортного средства, трубопровод состоит из начального, скоростного и конечного участков, между которыми имеются переходные зоны, причем внутренняя поверхность на начальном и конечном участках трубопровода в нормальном сечении имеет контур, близкий к расчетной окружности, и три колеи по местам прохождения колес обтекаемой оболочки, а на скоростном участке контур представляет собой овал, который пересекается с расчетной окружностью не менее, чем в трех точках, нижняя из которых лежит на вертикальной оси, проходящей через центр расчетной окружности, а две других расположены в центральных точках боковых участков, симметричных относительно вертикальной оси в местах прохождения концевых колес боковых консолей крыла, при этом в местах прохождения колес обтекаемой оболочки овал имеет колею относительно малой кривизны, а на границе колеи предусмотрено увеличение кривизны с плавным сопряжением с соседними участками овала, причем расстояние в радиальном направлении от точек расчетной окружности до точек овала не превышает пределы радиального перемещения колес на упругих подвесках внутритрубного колесного движителя динамического типа, а также радиальных зазоров для вращения лопастей в случае применения пропеллерного движителя. Согласно изобретению:

- обтекаемая оболочка содержит общую для всего транспортного средства раму, на которой установлены ходовые тележки с колесами;

- стабилизатор путевой устойчивости представляет собой кулису, состоящую из корпуса, качающегося на поперечной оси в обтекаемой оболочке, в котором имеется ползун со сферическим подшипником, причем ползун установлен на цапфе, закрепленной на концевой части рамы ходовой тележки;

- рама ходовых тележек с двумя и более колесами представляет собой упруго

- деформируемую двухопорную балку, которая с одной стороны соединена поперечной осью качения с оболочкой, а с другой стороны - со сферическим подшипником стабилизатора путевой устойчивости, вместе с тем, как минимум одно колесо установлено перед опорной осью качения, а остальные колеса установлены от места максимального прогиба упругой линии рамы и до конца пролета, с обеспечением того, что боковая реакция, возникающая во время движения транспортного средства на колесах при боковом уводе, вызывает деформацию рамы в горизонтальной плоскости в пределах упругости и, соответственно, угловую коррекцию большинства колес, ведущую к гашению бокового увода;

- рама ходовых тележек с любым числом колес имеет по месту расположения поперечной оси качения как минимум два сквозных окна для шпилек с распорными втулками для стяжки в поперечном направлении для усиления боковых силовых стенок ниши обтекаемой оболочки, причем размеры окон позволяют раме качаться в пределах, ограниченных установленными отбойниками на элементах гашения колебаний и колесным ограничителем амплитуды качения, установленным на общей для всего транспортного средства раме;

- ходовая тележка, расположенная в носовой части транспортного средства, оснащена рулевым механизмом, который представляет собой винтовой механизм с поперечной осью вращения и приводом от электродвигателя;

- участки трубопровода изготовлены на основе железобетонных трубных конструкций, установленных и закрепленных по торцам на фундаменте или опорах с возможностью компенсации тепловых и механических деформаций и люфтов, при этом одна из торцевых частей каждой трубы зафиксирована анкерами на фундаменте или опорах в горизонтальном направлении и хомутным соединением по вертикали, а другая ответная торцевая часть с обратной стороны по отношению к надвигающемуся транспортному средству способна перемещаться в аксиальном направлении в пределах предусмотренного при монтаже зазора, вместе с тем каждый анкер входит в углубление трубной конструкции, заполняемое после окончательной выверки соосности монтируемого трубопроводного участка демпфируемым материалом или бетонным раствором через специально доступное отверстие в опорной части трубной конструкции, причем анкер может быть капитально установлен наоборот в трубной конструкции, а углубление при этом может быть выполнено в фундаменте или опорах, а также осуществляется дополнительная фиксация трубных конструкций на фундаменте или опорах в поперечном направлении труб при помощи подбираемых по толщине закладных пластинок;

- каждая колея выполнена съемной из стального профиля, концы которого заправлены в пазы стальных колец, установленных на торцах трубных конструкций приваркой к стальной арматуре, которые замоноличены и уплотнены цементным раствором, а стык между трубами уплотнен, для чего на наружной цилиндрической поверхности стальных колец выполнена кольцевая канавка с гладкими торцами, в которую устанавливаются защитное разрезное кольцо или полукольца, поверх которых пространство между торцами канавки заполняется эластичным материалом, стянутым с внешней стороны хомутом.

Технический результат в отношении поперечной устойчивости транспортного средства достигается за счет прочности обтекаемой оболочки транспортного средства, выполненной в виде коробчатой конструкции с жестко установленными ходовыми тележками на эластичных колесах и боковыми консолями крыла с аэродинамическим профилем и концевыми эластичными колесами, в целом обеспечивающих центрацию оболочки относительно оси трубопровода, а также за счет применения рам ходовых тележек со стабилизатором путевой устойчивости, работающих на возврат отклоненной от номинального положения обтекаемой оболочки в силу возникновения боковой реакции в местах контакта эластичных колес с опорной внутренней поверхностью трубопровода, которая благодаря увеличивающейся кривизне на границе колеи прохождения колес обтекаемой оболочки увеличивает «возвратный» эффект от бокового увода колес обтекаемой оболочки, и, соответственно, способствует повышению устойчивости транспортного средства. Возвратный эффект особенно выражен на скоростном участке трубопроводной магистрали, имеющем увеличивающуюся кривизну профиля, которая определяется из условия возникновения таких значений реакций в местах контакта колес ходовых тележек и колес боковых консолей крыла, которых достаточно для обеспечения устойчивости транспортного средства на больших скоростях. Необходимо отметить, что влияние овального с плавными переходами профиля внутренней поверхности трубопровода на работу внутритрубного движителя динамического типа будет незначительно, так как тела качения этого движителя контактируют с внутренней поверхностью трубопровода по спиральной линии, при этом, чем больше шаг спирали, тем более плавной она становится. Выполнение колеи из металлических профилей значительно уменьшает сопротивление качению колес обтекаемой оболочки.

Технический результат в отношении управляемости транспортного средства достигается за счет применения поворотных боковых консолей крыла с концевыми колесами, усилителей нормальной нагрузки концевых колес, а также расположенной в носовой части транспортного средства поворотной ходовой тележки, регулирование которых осуществляется системой автоматизированного управления транспортного средства с использованием гироскопа или электронного гироскопа, именно возможность автоматического управления усилителем нормальной нагрузки на концевые колеса и их поворотом, при этом поворот ходовой тележки можно рассматривать как дублирующий вариант на случай выхода из строя основного.

Сущность изобретения поясняется графическими материалами:

Фиг. 1 - общий вид заявляемого транспортного средства;

Фиг. 2 - ходовая тележка, вид общий (указано как место А на фиг. 1);

Фиг. 3 - опора качения ходовой тележки (указано как место К на фиг. 2);

Фиг. 4 - конструкция стабилизатора путевой устойчивости (указано как место И на фиг. 2)

Фиг. 5 - профиль консоли крыла с концевым колесом, схема сил и моментов (указано как место Б на фиг. 1);

Фиг. 6 - вид в плане на переднюю консоль крыла с концевым колесом и рычажной подвеской с усилителем (указано как место В на фиг. 1);

Фиг. 7 - вид в плане на заднюю консоль крыла с концевым колесом и рычажной подвеской (указано как место Г на фиг. 1);

Фиг. 8 - нормальное сечение на начальном и конечном участках магистрального трубопровода (сечение Е-Е на фиг. 1);

Фиг. 9 - нормальное сечение на скоростном участке магистрального трубопровода (сечение Е-Е на фиг. 1);

Фиг. 10 - нижняя колея трубопровода (указано как место Ц на фиг. 8);

Фиг. 11 - конструкция и уплотнение по стыку трубопровода.

На фигурах обозначено:

1 - оболочка транспортного средства;

2 - общая для всего транспортного средства рама оболочки;

3 - входные двери;

4 - передняя консоль крыла;

5 - перегородка между пассажирским салоном и машинным отделением;

6 - задняя консоль крыла;

7 - воздухозаборники;

8 - внутритрубный движитель динамического типа;

9 - ходовая тележка передней подвески;

10 - ходовая тележка промежуточной подвески;

11 - ходовая тележка задней подвески;

12 - трубопровод;

13 - концевое колесо передней консоли крыла;

14 - концевое колесо задней консоли крыла;

15 - ниша ходовой тележки;

16 - рама ходовой тележки;

17 - ось ходовой тележки;

18 - подшипники сферические;

19 - корпус с регулируемой экцентрической проточкой по цилиндру для установки подшипника сферического;

20 - шайба регулировочная;

21 - колеса ходовой тележки;

22 - амортизаторы ходовых тележек;

23 - корпус стабилизатора путевой устойчивости маятникового типа;

24 - силовые шпильки оси ходовой тележки;

25 - силовая шпилька с осью стабилизатора путевой устойчивости;

26 - колесный ограничитель амплитуды качения ходовой тележки;

27 - сферический подшипник кулисы стабилизатора путевой устойчивости;

28 - заглушка кулисного механизма;

29 - эластичный кожух кулисы;

30 - цапфа с корпусом;

31 - отбойник амортизатора;

32 - пружина амортизатора;

33 - корпус для сборки упругих и гасящими колебания элементов и отбойников;

34 - цапфа поворота передней консоли крыла с концевым колесом;

35 - рычажная подвеска концевого колеса передней консоли 4;

36 - ось рычажной подвески;

37 - подпружиненный амортизатор концевого колеса;

38 - усилитель с упругим элементом на кронштейне;

39 - окна продувки колеса 13 и элементов подвески 37 и 38 передней консоли 4;

40 - рычажная подвеска концевого колеса задней консоли 6;

41 - ось рычажной подвески концевого колеса задней консоли 6;

42 - амортизатор с упругим элементом концевого колеса;

43 - окна продувки задней консоли 6;

44 - стальной профиль нижней колеи трубопровода 12;

45 - крепеж, состоящий из распорной втулки, шпильки и гайки, для фиксации профиля 44;

46 - стальной профиль боковой колеи трубопровода 12;

47 - крепеж, состоящий из распорной втулки, шпильки и гайки, для фиксации профиля 46;

48 и 49 - железобетонные трубные конструкции;

50 и 51 - стальные кольца на торцах железобетонных трубных конструкций 48 и 49;

52 - защитное кольцо разрезное или в виде полуколец;

53 - эластичное уплотнительное кольцо;

54 - хомут уплотнения стыков железобетонных трубных конструкций 48 и 49;

55 - анкер фиксации труб;

56 - демпфирующий материал или бетонный раствор;

57 - хомутное крепление труб;

58 - закладные пластины;

Д - диаметр трубопровода 12;

Ж - ось трубопровода 12;

Л и М - контуры элементов профиля внутренней поверхности начального и конечного участков трубопровода 12;

Н и П - контуры элементов профиля внутренней поверхности скоростного участка трубопровода 12;

О - ось поворота передней консоли крыла 4;

П - нижняя точка, лежащая на диаметре Д сечения трубопровода 12;

Р - точка пересечения вертикали с нижней образующей внутренней поверхности трубопровода 12;

С - контур нижней колеи;

Т и Ф - арматура осевой связки железобетонной трубной конструкции;

Ш - монтажный зазор;

Щ - отверстие для подачи демпфирующего материала или бетонного раствора 56 в углубление с анкером 55.

Обтекаемая оболочка 1 содержит общую для всего транспортного средства раму оболочки 2 с ходовыми тележками 9, 10, 11 в виде рамы 16 на колесах, установленные в нишах 15 нижней части обтекаемой оболочки 1, и боковые консоли крыла 4 и 6 с аэродинамическим профилем и концевыми колесами 13 и 14 соответственно, причем все колеса 13, 14 и 21 обтекаемой оболочки 1 обладают эластичностью с упругим сопротивлением боковому уводу и, опираясь на внутреннюю поверхность трубопровода 12, центрируют обтекаемую оболочку 1 относительно трубопровода 12, при этом колеса 21 на ходовых тележках 9, 10, 11 установлены как минимум в один ряд друг за другом, а рама 16 ходовых тележек, выполненная в виде рычажной подвески с упругими и гасящими колебания элементами, включающие в себя амортизаторы 22, рессоры в виде пружин 32 и отбойники 31, установлена в обтекаемой оболочке 1 на поперечной оси 17 с регулировочными шайбами 20, качающейся на сферических подшипниках качения 19, которые запрессованы в проточки, выполненные с экцентриситетом в корпусе 19, при этом рама 16 ходовых тележек имеет колесный ограничитель амплитуды качения 26 в продольной плоскости и маятниковый стабилизатор путевой устойчивости, состоящий из качающегося корпуса 23 на оси 25 в виде стянутой гайками шпильки 25 с распорной втулкой и регулировочными шайбами для регулировки совместно с шайбами 20 поперечного положения корпуса 23, и соответственно рамы 16 ходовых тележек 9, 10, 11. Положение корпуса 23 по углу ∠β определяется качением рамы 16 ходовых тележек. Ниши 15 ходовых тележек 9, 10 и 11 усилены по месту расположения оси 17 стяжкой шпилек 24 с распорными втулками, причем последние проходят через сквозные окна, выполненные в раме 16 ходовых тележек, при этом размеры окон позволяют рамам 16 ходовых тележек качаться в продольной плоскости в пределах, ограниченных установленными отбойниками 31 на элементах гашения колебаний и колесным ограничителем амплитуды качения 26.

Боковые консоли крыла 4 и 6 с концевыми колесами 13 и 14 соответственно расположены в передней и задней частях обтекаемой оболочки 1 симметрично относительной вертикальной продольной плоскости оболочки, и как минимум передние боковые консоли крыла с концевыми колесами установлены в оболочки на цапфе 34 и выполнены поворотными относительно оси О цапфы 34, причем профили консолей крыл установлены с наклоном хорды на угол ∠α₁, позволяющей получить обтекание потока без срыва и появления вибраций, а концевые колеса 13 и 14 имеют наклон на угол ∠α₂. Установлено, что поворот колеса вызывает появление боковой силы и соответственно увод по направлению этой силы ([1]: Гришкевич А.И. - Автомобили. Теория: Учебник для вузов. - Мн.: Выш. шк. 1986. - 208 с. - С. 135-150), возникающий при этом стабилизирующий момент M=e⋅R, в случае с концевым колесом 13 (см. Фиг. 5), устанавливает его в устойчивое положение, а сила F передается через обтекаемую оболочку 1 на переднюю ходовую тележку 9 и увеличивает сцепление ее колес с поверхностью нижней колеи 44. Точка приложение равнодействующей силы реакции R в пятне контакта концевого колеса 13 смещена от оси поворота О на величину Δ₁ и располагается под углом увода ∠δ. В предлагаемом варианте конструкции ось поворота О находится ниже оси Ж на величину Δ₂, связанную соотношением

Установка концевых колес 13 выполнена на рычажной подвеске 35, качающейся на оси 36, и соединенной с усилителем 38 нормальной нагрузки концевых колес 13, причем оси колес 13 соединены с подпружиненными амортизаторами 37 и лежат на или вблизи оси О, а усилители 38 установлены на кронштейнах с возможностью поворота при угловом отклонении рычагов 35. Усилители 38 работают от боротой гидро- или пневмо-системы, или выполнены электроприводными. Концевые колеса 14 установлены на рычажной подвеске 40, качающейся на оси 41, причем оси колес 14 соединены с подпружиненными амортизаторами 42. Охлаждение колес 13 и 14, амортизаторов 37 и 42, и усилителей 38 осуществляется от набегающего потока разреженного воздуха в трубопроводе 12, для отвода которого предусмотрены окна 39 и 43 в хвостовой части консолей 4 и 6 соответственно.

Задание углов поворота боковых консолей 4 и 6 с концевыми колесами 13 и 14, величин нормальной нагрузки на усилителях 28 концевых колес 13, осуществляются регулятором на основе гироскопа или электронного гироскопа, входящего в состав системы автоматизированного управления транспортного средства.

Для охлаждения силовой энергетической установки, передающей крутящий момент на ротор внутритрубного движителя динамического типа 8, на наружной части обтекаемой оболочки 1 предусмотрены воздухозаборники 7.

Внутренняя поверхность на начальном и конечном участках трубопровода 12 в нормальном сечении имеет контур, близкий к окружности и три колеи по местам прохождения колес 13, 14 и 21 обтекаемой оболочки 1, при этом каждая колея образована специальными стальными профилями 46 и 44 соответственно. Нижний профиль 44 выполнен съемным и крепится к железобетонной трубной конструкции крепежом 45, состоящим из шпилек с распорными втулками, стянутых по резьбе гайками. Аналогично боковые профиля 46 выполнены съемными и крепятся к железобетонной трубной конструкции крепежом 47, состоящим из шпилек с распорными втулками, стянутых по резьбе гайками. При этом практически вся верхняя полуокружность контура внутренней поверхности трубопровода и зон Л и М, за исключением участка сформированного профилями 44 и 46, лежат на диаметре Д.

Внутренняя поверхность на скоростном участке трубопроводной магистрали 12 в нормальном сечении имеет контур сильно отличающийся от окружности и три колеи по местам прохождения колес 13, 14 и 21 обтекаемой оболочки 1, при этом каждая колея образована также специальными стальными профилями 46 и 44 соответственно, имеющими на концах большую толщину, которая выводится при монтаже на переходном участке трубопровода 12 до толщины необходимой на начальном и конечном участках трубопровода 12. Нижний профиль 44 и боковые профиля 46 также выполнены съемными и крепятся к железобетонной трубной конструкции крепежом 45 и 47 соответственно.

При этом нижняя часть контура скоростного участка в пределах зон Н и П выполнена с кривизной, характеризуемой величиной Δ₃, которая определяется из условия возникновения таких значений реакций в местах контакта колес 21 ходовых тележек 9, 10, 11, и колес 13 и 14 боковых консолей крыла 4 и 6, которых достаточно для обеспечения поперечной устойчивости транспортного средства на больших скоростях. При этом практически вся верхняя полуокружность контура внутренней поверхности трубопровода, за исключением участка, сформированного профилями 46, и точка Р на поверхности С профиле 44 лежат на диаметре Д.

Следует отметить, что кривизна контура скоростного участка трубопровода 12, характеризуемая величиной Δ₃, не превышает пределы, необходимые для нормальной работы применяемых движителей пропеллерного или внутритрубного колесного динамического типа, причем у последнего тела качения устанавливаются под углом ∠θ к направлению движения транспортного средства и контактируют с внутренней поверхностью трубопровода по спиральной линии, за счет чего при большом шаге спиральной линии, характерной для скоростного участка, влияние неровностей в виде Δ₃ сглаживается.

При монтаже участков трубопровода 12, выполненного из железобетонных трубных конструкций или других материалов, обеспечивается монтажный зазор Ш по торцевым стыкам, позволяющей компенсировать тепловые расширения, механических деформаций и люфты, при этом одна торцевая часть каждой трубы, в том числе труб 48 и 49, зафиксирована анкерами 55 в горизонтальном направлении на фундаменте или опорах и хомутным соединением 57 по вертикали, а другая ответная торцевая часть со стороны надвигающегося транспортного средства способна перемещаться в аксиальном направлении в пределах зазора Ш, вместе с тем, каждый анкер 55 входит в углубление 56 трубной конструкции, заполняемое после окончательной выверки соосности монтируемого трубопроводного участка демпфируемым материалом или бетонным раствором через специально доступное отверстие Щ в опорной части трубной конструкции, причем анкер 55 может быть капитально установлен наоборот в трубной конструкции, а углубление при этом может быть выполнено в фундаменте или опорах. Дополнительно фиксация трубных конструкций на фундаменте или опорах осуществляется в поперечном направлении при помощи подбираемых по толщине закладных пластинок 58.

Для создания условий сильно разреженной воздушной атмосферы, в том числе почти вакуума, необходимо уплотнение теплового зазора. Для случая изготовления трубопроводов магистрали на основе железобетонных трубных конструкций на торцах труб 48 и 49 устанавливаются стальные кольца 50 и 51, крепящиеся приваркой к стальной арматуре Т и Ф, и уплотненные цементным раствором, при этом в стальных кольцах 50 и 51 предусмотрены пазы для заправки в них профилей 44 и 46. дл уплотнения стыков между трубами на наружной цилиндрической поверхности стальных колец 50 и 51 выполнена кольцевая канавка с гладкими торцами, в которую устанавливаются защитное разрезное кольцо или полукольца 52, поверх которых пространство между торцами канавки заполняется эластичным материалом 53, стянутым с внешней стороны хомутом 54.

Система перемещения транспорта в трубопроводной магистрали функционирует следующим образом. На начальном участке трубопровода транспортное средство начинает движение и плавно разгоняется до скорости, при которой обеспечивается устойчивое движение за счет возвратного эффекта от боковой реакции в местах контакта эластичных колес с опорной внутренней поверхностью трубопровода. Дальнейшее увеличение скорости транспортного средства происходит на промежуточном участке трубопровода 12 при переходе к скоростному участку, причем темп набора скорости и соответственно числа оборотов ротора движителя динамического типа выполняются по мере изменения профиля в нормальном сечении магистрального трубопровода. На скоростном участке трубопровода режим движения транспортного средства должны соответствовать номинальной и максимальной скорости передвижения. На промежуточном участке трубопровода 12 при переходе от скоростного участка к конечному участку трубопровода транспортное средство плавно замедляет движение до скорости, при которой обеспечивается устойчивое движение на конечном участке, и останавливается в конечной точке маршрута.

Claims (8)

1. Транспортная система, содержащая трубопровод и транспортное средство для перемещения внутри трубопровода, содержащее обтекаемую оболочку с ведомыми колесами на шинах, внутритрубный колесный движитель динамического типа с установленными на упругих подвесках колесами и привод изменения угла наклона колес, причем колеса выполнены эластичными с упругим сопротивлением боковому уводу, а также узел трансмиссии с источником крутящего момента, который оснащен регулятором частоты вращения и размещен в оболочке, содержащей также запас энергоресурсов, систему автоматизированного управления и пассажирский салон или грузовой отсек, кроме этого, для перемещения по дорожному покрытию транспортное средство опирается на нижние ведомые колеса с установленными тяговым двигателем и рулевым механизмом, а также опирается на ведомые колеса, отведенные от левого и правого борта оболочки, увеличивающие колесную базу, отличающаяся тем, что обтекаемая оболочка содержит ходовые тележки с колесами, установленные в нишах нижней части обтекаемой оболочки, и боковые консоли крыла с аэродинамическим профилем и концевыми колесами, причем все колеса обладают эластичностью с упругим сопротивлением боковому уводу и опираются на внутреннюю поверхность трубопровода с центрированием обтекаемой оболочки относительно трубопровода, при этом колеса на ходовых тележках установлены как минимум в один ряд друг за другом, а ходовые тележки выполнены в виде рамы, представляющей собой рычажную подвеску с упругими и гасящими колебания элементами, установленную в обтекаемой оболочке на поперечной оси, качающейся на сферических подшипниках с регулируемым положением в продольных вертикальных плоскостях, и имеющей стабилизатор путевой устойчивости, причем ходовая тележка, расположенная в носовой части транспортного средства, является поворотной, а боковые консоли крыла с концевыми колесами расположены симметрично относительно вертикальной оси по меньшей мере в передней и задней частях обтекаемой оболочки, и как минимум передние боковые консоли крыла с концевыми колесами выполнены с поворотным механизмом и имеют усилители нормальной нагрузки концевых колес, при этом задание угла поворота боковых консолей крыла с концевыми колесами и величин нормальной нагрузки на усилителях концевых колес, а также угла поворота тележки, расположенной в носовой части, осуществляются регулятором на основе гироскопа или электронного гироскопа, входящего в состав системы автоматизированного управления транспортного средства, трубопровод состоит из начального, скоростного и конечного участков, между которыми имеются переходные зоны, причем внутренняя поверхность на начальном и конечном участках трубопровода в нормальном сечении имеет контур, близкий к расчетной окружности, и три колеи по местам прохождения колес обтекаемой оболочки, а на скоростном участке контур представляет собой овал, который пересекается с расчетной окружностью не менее чем в трех точках, нижняя из которых лежит на вертикальной оси, проходящей через центр расчетной окружности, а две другие расположены в центральных точках боковых участков, симметричных относительно вертикальной оси в местах прохождения концевых колес боковых консолей крыла, при этом в местах прохождения колес обтекаемой оболочки овал имеет колею относительно малой кривизны, а на границе колеи предусмотрено увеличение кривизны с плавным сопряжением с соседними участками овала, причем расстояние в радиальном направлении от точек расчетной окружности до точек овала не превышает пределы радиального перемещения колес на упругих подвесках внутритрубного колесного движителя динамического типа, а также радиальных зазоров для вращения лопастей в случае применения пропеллерного движителя.

2. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что обтекаемая оболочка содержит общую для всего транспортного средства раму, на которой установлены ходовые тележки с колесами.

3. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что стабилизатор путевой устойчивости представляет собой кулису, состоящую из корпуса, качающегося на поперечной оси в обтекаемой оболочке, в котором имеется ползун со сферическим подшипником, причем ползун установлен на цапфе, закрепленной на концевой части рамы ходовой тележки.

4. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что рама ходовых тележек с двумя и более колесами представляет собой упругодеформируемую двухопорную балку, которая с одной стороны соединена поперечной осью качения с оболочкой, а с другой стороны - со сферическим подшипником стабилизатора путевой устойчивости, вместе с тем, как минимум одно колесо установлено перед опорной осью качения, а остальные колеса установлены от места максимального прогиба упругой линии рамы и до конца пролета, с обеспечением того, что боковая реакция, возникающая во время движения транспортного средства на колесах при боковом уводе, вызывает деформацию рамы в горизонтальной плоскости в пределах упругости и, соответственно, угловую коррекцию большинства колес, ведущую к гашению бокового увода.

5. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что рама ходовых тележек с любым числом колес имеет по месту расположения поперечной оси качения как минимум два сквозных окна для шпилек с распорными втулками для стяжки в поперечном направлении для усиления боковых силовых стенок ниши обтекаемой оболочки, причем размеры окон позволяют раме качаться в пределах, ограниченных установленными отбойниками на элементах гашения колебаний и колесным ограничителем амплитуды качения, установленным на общей для всего транспортного средства раме.

6. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что ходовая тележка, расположенная в носовой части транспортного средства, оснащена рулевым механизмом, который представляет собой винтовой механизм с поперечной осью вращения и приводом от электродвигателя.

7. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что участки трубопровода изготовлены на основе железобетонных трубных конструкций, установленных и закрепленных по торцам на фундаменте или опорах с возможностью компенсации тепловых и механических деформаций и люфтов, при этом одна из торцевых частей каждой трубы зафиксирована анкерами на фундаменте или опорах в горизонтальном направлении и хомутным соединением по вертикали, а другая ответная торцевая часть с обратной стороны по отношению к надвигающемуся транспортному средству способна перемещаться в аксиальном направлении в пределах предусмотренного при монтаже зазора, вместе с тем каждый анкер входит в углубление трубной конструкции, заполняемое после окончательной выверки соосности монтируемого трубопроводного участка демпфируемым материалом или бетонным раствором через специально доступное отверстие в опорной части трубной конструкции, причем анкер может быть капитально установлен наоборот в трубной конструкции, а углубление при этом может быть выполнено в фундаменте или опорах, а также осуществляется дополнительная фиксация трубных конструкций на фундаменте или опорах в поперечном направлении труб при помощи подбираемых по толщине закладных пластинок.

8. Транспортная система по п. 1, отличающаяся тем, что каждая колея выполнена съемной из стального профиля, концы которого заправлены в пазы стальных колец, установленных на торцах трубных конструкций приваркой к стальной арматуре, которые замоноличены и уплотнены цементным раствором, а стык между трубами уплотнен, для чего на наружной цилиндрической поверхности стальных колец выполнена кольцевая канавка с гладкими торцами, в которую устанавливаются защитное разрезное кольцо или полукольца, поверх которых пространство между торцами канавки заполняется эластичным материалом, стянутым с внешней стороны хомутом.

Images