ПРОЕКТ 68.

Струнная Транспортная Система Юницкого.

Юницкий А.Э.

1. Определение СТЮ.

 

Струнный транспорт Юницкого (СТЮ) – это новейшая транспортная система «второго уровня», имеющая мировую новизну и международную патентную защиту, которая состоит из оригинальной рельсо-струнной путевой структуры и специального подвижного состава – одиночных самоходных рельсовых  втомобилей на стальных колесах (юнибусов). СТЮ представлен двумя принципиально разными транспортными системами.

 

 

1.1. Двухрельсовый СТЮ.

Путевая структура представляет собой два рельса-струны, натянутых с общим усилием 100-600 тонн между анкерными опорами, с расстояниями между ними 1-3 км и более, и опирающихся на промежуточные опоры-стойки с образованием пролетов длиной 30-40 м и более. Поперечные размеры рельса-струны близки к поперечным размерам железнодорожного рельса, а по расходу металла он менее материалоемок, чем традиционный рельс. Проектное натяжение струн зависит от расчетной массы юнибуса и расчетной скорости его движения, а также – от принятой длины пролетов.

Рельс-струна (рис. 1) проектируется таким образом, чтобы обеспечить величину вертикальных радиусов кривизны рельса под движущимся колесом юнибуса не менее 1000 м при скорости движения до 100 км/час, 10 000 м – до 350 км/час и 20 000 м – до 500 км/час, на всем протяжении трассы СТЮ независимо от погодно-климатических условий. Поэтому колеса юнибусов не будут «прыгать» ни в середине пролета, ни над опорой во всем диапазоне расчетных скоростей движения.

Рис. 1. Вариант конструкции рельса-струны для пролета 30 м.

Трассы двухрельсового СТЮ могут быть однопутными, двухпутными и многопутными, а также – пассажирскими, грузовыми или грузопассажирскими (рис. 2). Подвижной состав – это одиночные самоходные рельсовые автомобили –юнибусы (рис. 3), – передвигающиеся сверху по рельсам-струнам на стальных колесах со скоростью от 50 до 500 км/час, в зависимости от допустимой скорости движения по построенной трассе СТЮ.

Рис. 2. Трасса двухпутного двухрельсового СТЮ в городе.

Рис. 3. Высокоскоростной юнибус.

Допустимая скорость движения на трассе СТЮ зависит от жесткости и ровности рельсо-струнной путевой структуры (она специально проектируется под необходимую массу и расчетную скость движения юнибуса), мощности двигателя и аэродинамических качеств корпуса юнибуса (он специально проектируется под расчетную скорость движения). По топливной (энергетической) эффективности превосходит в 1,5-2 раза железную дорогу и в 3-5 раз – автомобиль.

 

1.2. МоноСТЮ (однорельсовый СТЮ)

Путевая структура представляет собой один рельс-струну (рис. 4), натянутый с усилием 50-200 тонн между анкерными опорами (в качестве анкерных опор могут быть использованы специально спроектированные здания) без промежуточного опирания, либо с опиранием на промежуточные опоры, для движения моно-юнибуса (рис. 5). Опоры могут быть расположены на расстоянии 100-3000 м друг от друга. Анкерные опоры (здания) путевых структур, располагаемые последовательно в необходимом направлении, дают возможность создавать магистрали СТЮ неограниченной протяженности с необходимыми поворотами. Изменение направления трассы производится на анкерных опорах, где также удобно располагать пассажирские станции (рис. 6) и грузовые терминалы. Благодаря чрезвычайно низкой материалоемкости рельсо-струнной путевой структуры из материала, например, одного железнодорожного рельса Р75 можно построить 2 двухпутные трассы моноСТЮ такой же длины, что и этот рельс, причем с длинами пролетов не 0,6-0,8 м (расстояние между шпалами), а 1-2 км и более.

Рис. 4. Вариант конструкции монорельса-струны для пролета 2 км

Рис. 5. 40-ка местный моно-юнибус

Рис. 6. Здание-станция моноСТЮ

Рельс-струна размещен между смежными опорами с провисом 0,5-50 м, в зависимости от длины пролета, массы рельса-струны и натяжения струн. Подвижной состав – это одиночные самоходные рельсовые автомобили (моно-юнибусы), подвешенные на стальных колесах снизу к рельсу-струне и передвигающиеся со скоростью от 50 до 150 км/час. Строительный провис путевой структуры моноСТЮ на каждом большом пролете позволяет на первой половине пути использовать гравитацию для разгона юнибусов до 50-150 км/час, а на второй половине – для их торможения. Поэтому моноСТЮ имеет в городском цикле движения (с учетом остановок через каждые 0,5-2 км) беспрецедентно низкую мощность привода и, соответственно, низкий расход топлива электрической энергии) при обеспечении высоких расчетных скоростей движения. По топливной (энергетической) эффективности моноСТЮ не имеет себе равных среди известных и перспективных транспортных систем. Например, при скорости движения 100 км/час в городском цикле, удельный расход энергии (топлива) составит: 0,6-0,8 кВт×часов электрической энергии на 100 пассажиро-километров, или 0,15-0,2 литра горючего на 100 пассажиро-километров.  Трассы моноСТЮ могут быть однопутными, двухпутными и многопутными, атакже – пассажирскими, грузовыми или грузопассажирскими.

 

2. Основные признаки новизны СТЮ

2.1. Конструктивная новизна СТЮ

Конструктивная новизна СТЮ заключается в оригинальной конструкции предварительно напряженной рельсо-струнной эстакады. Возможно создание практически идеально ровного и жесткого рельсового пути без применения обязательного для традиционных видов рельсового транспорта железнодорожного полотна со шпальной решеткой и щебеночной призмой (в наземном варианте) или жесткой несущей продольной балки или фермы, установленной на опоры (в эстакадном варианте прокладки традиционных рельсовых трасс).

 

2.2. Техническая новизна СТЮ

Техническая новизна СТЮ содержится в применении легких рельсовых автомобилей, не требующих сложных рессорных и амортизирующих устройств, а также значительных стабилизационных масс для гашения ударов от путевых неровностей, что типично для традиционного рельсового транспорта. Легкие юнибусы СТЮ оснащены противосходной системой и будут устойчивы на рельсо-струнном пути даже при сверхвысоких для наземного транспорта скоростях движения. Рельсо-струнные пролетные строения СТЮ, являющиеся разновидностью висячих и вантовых мостов, по жесткости, ровности, прочности, надежности и долговечности удовлетворяют нормативным требованиям, предъявляемым в России, США и странах ЕС к эстакадам монорельсовой дороги, высокоскоростной железной дороги и поезда на магнитном подвесе.

 

2.3. Организационная новизна СТЮ

Организационная новизна СТЮ состоит в отказе от традиционной эшелонной организации движения рельсовых транспортных модулей по жесткому расписанию, в связи с тем, что при низкой потребной энерговооруженности легких юнибусов появляется реальная возможность сделать каждый модуль самоходным. При этом сохраняется и даже повышается провозная способность магистралей СТЮ по сравнению с традиционными видами транспорта с длинными составами из вагонов и мощными локомотивами, перевозящими за один раз сотни пассажиров, но из-за своей громоздкости не способными с высокой частотой следовать друг за другом. Использование современных систем управления движением позволяет также отказаться от ручного управления юнибусами и полностью перейти на процесс транспортировки по принципу «горизонтального лифта», где режимом выбора конечного пункта и начала движения управляет сам пассажир. Скоростным же режимом движения, при соблюдении заложенных ходовых параметров и требований к обеспечению безопасности, управляет автоматизированный центральный пост транспортной системы СТЮ.

 

3. Главные преимущества СТЮ

Главные преимущества СТЮ перед традиционными видами транспорта является следствием новизны применяемых технологий и технических решений и проявляются по перечисленным ниже направлениям. Эти преимущества столь значительны, что позволяют отнести СТЮ к прорывным транспортным технологиям.

 

3.1. Снижение материалоемкости при строительстве.

При наличии сверхровного рельсо-струнного пути для достижения высоких

скоростей движения отсутствует необходимость устанавливать на юнибусы сложные рессорные и амортизирующие устройства и искусственно утяжелять их для создания необходимой устойчивости, как это делается на железной дороге. При применении оригинальной рельсо-струнной путевой структуры СТЮ не возникает традиционная необходимость создавать материалоемкие и дорогостоящие земляные насыпи, путевые полотна, мосты, путепроводы, эстакады или продольные несущие балки и фермы на опорах.

Отказ от эшелонированного движения юнибусов дает дополнительные возможности по облегчению рельсо-струнной путевой структуры при сохранении необходимой ровности и жесткости рельсо-струнного пути. Отсутствие необходимости накапливания пассажиров для посадки в поезда, позволяет значительно уменьшить длину перронов, а также площади вокзалов и станций при сохранении провозной способности транспортной системы и высокого уровня комфортности транспортных услуг.

 

3.2. Повышение долговечности путевой структуры и юнибусов

Кардинальное снижение ударных нагрузок на сверхровном бесстыковом рельсострунном пути и снижение в 5-10 раз контактных напряжений в паре «колесо –рельс» благодаря улучшению стандартов взаимодействия стального колеса и рельса в сравнении с железной дорогой, позволяют значительно повысить срок жизни рельса-струны и ходовой части рельсовых автомобилей в сравнении с подвижным составом железных дорог.

Отсутствие сложной подвески значительно упрощает конструкцию юнибусов, уменьшает массу, в том числе неподрессоренную, и продлевает срок их эксплуатации. Автоматическое управление юнибусами позволяет им работать в пределах рекомендуемых нагрузок, что при отсутствии столкновений и прочих обычных аварий значительно продлевает срок их службы.

3.3. Снижение энергопотребления при эксплуатации.

На сверхровном рельсо-струнном пути СТЮ с улучшенными характеристиками взаимодействия стального колеса и рельса значительно снижаются затраты энергии на преодоление трения качения колес: в сравнении с резиновым автомобильным колесом – в 5-10 раз на низких скоростях движения, в 10-20 раз – на высоких скоростях, в 20-50 раз – на сверхвысоких; в сравнении с коническим железнодорожным колесом – в 1,5-2 раза.

Коэффициент аэродинамического сопротивления высокоскоростного юнибуса, оптимизированный экспериментально путем многократных продувок в аэродинамической трубе, снижен до 0,007-0,08, что, например, в 4-5 раз лучше аэродинамики спортивного автомобиля марки «Порше». Разгон легких и имеющих уникальную аэродинамику юнибусов до высоких крейсерских скоростей и дальнейшее поддержание этих скоростей требует значительно меньших мощностей двигателя (в 3-4 раза) и, соответственно, меньших энергозатрат на единицу транспортной услуги. Такие показатели в принципе недостижимы в автомобильном транспорте, какими бы сложными и дорогостоящими рекуператорами энергии, водородными двигателями и топливными элементами не снабжали бы автомобиль.

 

4. Инвестиционные преимущества СТЮ.

Главные преимущества СТЮ, которые возникают из основных признаков конструктивной и технологической новизны, являются основой для определения инвестиционных преимуществ СТЮ, которые, в свою очередь, и являются предметом рассмотрения при принятии решений о применении СТЮ в качестве базовой современной транспортной технологии для решения большинства транспортных задач.

 

4.1. Потребительские свойства.

Высокая доступность транспортных услуг (нет препятствий для прокладки магистралей СТЮ), всепогодность и высокая устойчивость к экстремальным природным проявлениям, минимальное время ожидания юнибусов (прибывают по вызову, а не по расписанию), высокая комфортабельность поездок по сверхровному рельсострунному пути с более высокой скоростью и без лишних остановок и, наконец, низкая себестоимость проезда, значительно облегчают завоевание СТЮ большой доли рынка транспортных услуг. Этот рынок транспортных услуг «второго уровня» будет дополнительным к существующему рынку «первого уровня», аналогично, например, тому, как сотовая связь создала дополнительный рынок, а не заменила существующий рынок проводной телефонной связи.

 

4.2. Инвестиционная стоимость

Значительное снижение материалоемкости рельсо-струнной путевой структуры и юнибусов, упрощение их конструкции и уменьшение площадей станций СТЮ, без снижения провозной способности транспортной системы, значительно снижают инвестиционные затраты на создание магистралей СТЮ в сравнении с традиционными транспортными системами.

 

4.3. Эксплутационные издержки.

Низкий уровень энергопотребления юнибусами, значительное снижение издержек на содержание путевой структуры, особенно в зимний период времени, и сокращение эксплутационного персонала полностью автоматизированной транспортной системы, при большей долговечности ее магистралей, позволяют значительно снизить себестоимость транспортных услуг СТЮ по сравнению с традиционными видами транспорта. Это, в свою очередь, значительно сокращает сроки окупаемости транспортных проектов с применением технологий СТЮ.

 

4.4. Экологическое воздействие.

Отсутствие необходимости занимать широкие полосы земли для создания путевой структуры и производить объемные земляные работы, возможность без сноса прокладывать магистрали в городской застройке, на пересеченной местности и в лесу, низкие энергетические затраты на силовой привод, минимальное шумовое и прочие воздействия на окружающую среду создают все условия для значительного снижения экологических затрат на вхождение в любой транспортный проект с применением технологий СТЮ.

 

"Фонд Байбакова". Все права защищены. Разработка и продвижение сайта - Kadis tech.