Поезда с реактивным двигателем

Именно рельсовое полотно оказалось препятствием для роста скоростей железнодорожных составов. При высоких скоростях возникают такие большие динамические воздействия колеса на рельс, что рельсовое полотно не выдерживает. Поэтому основная задача железнодорожного транспорта состояла в переходе на более тяжелые рельсы. Когда, например, более тяжелые рельсы были уложены на участке железной дороги между Москвой и Ленинградом, удалось резко увеличить скорость движения поездов и установить национальный рекорд скорости 200 км/ч.

Однако в перспективе и тяжелые рельсы не решают проблемы. Растут скорости, увеличиваются динамические воздействия колеса на рельсы, и даже более тяжелые рельсы становятся недостаточно прочными. Кроме того, при высоких скоростях начинается пробуксовка колеса относительно рельса. Система "колесо – рельс" теряет способность удовлетворительно передавать тяговое усилие.

В 1967 году в Японии были проведены исследования максимально возможной скорости для суперэкспресса, состоящего из 12 вагонов, который начал курсировать на линии Токайдо. Эта скорость составила 370 км/ч. Дальнейшее увеличение силы, приложенной к колесу, уже не дает увеличения скорости, так как она вызывает только скольжение колеса относительно рельса.

Возникла идея освободить колесо от передачи тягового усилия путем применения установленного на крыше поезда реактивного двигателя (рисунок 9.3.). В этом случае колеса выполняют роль катков, бегущих по рельсам.

	Рисунок 9.3 – Поезд с реактивным двигателем

 

Оценим перспективность такого поезда по критериям прогрессивности. Поезд предполагалось эксплуатировать при скоростях до 300 км/ч. Такая скорость на железной дороге – серьезных успех, и критерий скорости у такого поезда значительно лучше, чем у обычных железнодорожных поездов. Поезд с реактивным двигателем проектировался для существующих железных дорог. Поэтому с критерием экономичности у него, казалось бы, все обстоит благополучно, так как не нужны большие затраты на строительство новых дорог.

Однако по существующим железным дорогам ходят обычные пассажирские и грузовые поезда, скорость которых намного ниже. Несоответствие между скоростями реактивных поездов и скоростями остальных поездов приведет к тому, что один поезд новой конструкции выбьет из графика десятки других, которые будут вынуждены стоять ни разъездах в ожидании, пока он промчится. В результате по критерию экономичности реактивный поезд не проходит.

Оценивая такой поезд по критерию безопасности, следует иметь в виду возможный динамический удар, возникающий при встрече двух поездов, каждый из которых несется друг другу навстречу по двум близко расположенным рельсам со скоростью 300 км/ч. Возникает также много других проблем. Однако и одного критерия экономичности достаточно, чтобы отказать этому поезду в перспективности.

Оценка поезда с реактивным двигателем по критериям прогрессивности показывает, что он не является принципиально новым видом транспорта, как об этом в свое время много писали.

Величайшее изобретение человека – колесо – стало препятствием для дальнейшего роста скорости. Возникла идея отказаться от колеса и заменить его воздушной подушкой.

Монорельсовая дорога

 

Рисунок 9.4 – Моно- рельсовая дорога

Монорельсовая дорога в семействе железных дорог – особая: вагоны такой дороги движутся по одному рельсу (рисунок 9.4). "Моно" означает "один", "единственный". И этот один рельс не лежит на земле, а закреплен на высоких опорах. Вагоны как бы плывут над землей. А так как им не мешают пешеходы, автомобили, путь их не пересекает другая дорога, то они могут двигаться со значительно большей скоростью, чем по обычной до-

роге. Это высокоскоростная дорога, которой принадлежит будущее.

Первая монорельсовая дорога на столбах с конной тягой была построена в 1820 году в подмосковном селе Мечкове для перевозки леса. В России это событие осталось незамеченным, а год спустя в Англии на монорельсовый путь был выдан патент. Одна из первых пассажирских монорельсовых дорог появилась в Гер­мании в 1901 году.

Рисунок 9.5 – Навесная монорельсовая дорога: 1 – салон вагона; 2 – ведущие колеса; 3 – направляющие боковые колеса; 4 – путевая балка; 5 – токопроводящее устройство

Современная монорельсовая дорога – это же­лезобетонная или металлическая балка (рельс), поднятая на эстакаду, и подвижной состав (ваго­ны) на тележках с пневматическими шинами. Различают навесные дороги (рисунок 9.5), где ва­гоны имеют нижнюю точку опоры и как бы сидят верхом на несущей балке, и подвесные системы (рисунок 9.6), где вагоны подвешивают­ся к тележкам, опирающимся на балку. Каждый из названных типов дорог имеет свои преимуще­ства и недостатки. Навесная дорога требует более сложной системы ходовых частей для обеспече­ния устойчивости вагонов. В плохих метеоусловиях монорельс (балка) покрывается льдом или снегом и система выходит из строя или требует

больших затрат по ее очистке. Но данная

дорога требует меньшую высоту опор эста-

кады (2-3 м) и, следовательно, меньшую

строительную стоимость. Для подвесных дорог требуются высокие опоры (4-5 м), но ходовые части вагонов значительно упрощаются.

Ввиду значительной стоимости и некоторых эксплуатационных неудобств (необходимость подъема пассажиров на эстакаду и спуска с неё, сложность обслуживания пути и подвижного со­става) монорельсовые дороги пока не получили повсеместного применения.

Этот вид железной дороги исключительно подходит для современного города с его плотной застройкой, многолюдьем и транспортными пробками. В Японии в 1955 году была организована исследовательская группа, которая занялась созданием сверхзвукового экспресса для монорельсовой дороги.

Рисунок 9.6 – Подвесная монорельсовая дорога типа "Софеж": 1 – балка; 2 – токосъемник; 3 – токопроводное устройство; 4 – ведущие колеса; 5 – двигатель; 6 – направляющие колеса; 7 – салон вагона

Интересно, что возглавил группу профес-

сор Кенойя Одзава – известный конструктор

самолетов. В 1970 году на точной копии тако-

го экспресса пробную поездку совершили по-

допытные животные. Они хорошо перенесли

путешествие. Япония пошла дальше других стран и в практических делах. В начале 70-х годов были построены монорельсовые дороги для пригородного и городского сообщений. Высокоскоростная 50-километровая монорельсовая дорога в 1987 году соединила г. Осака с аэропортом.