воскресенье, 22 февраля 2015 г.

Неизвестный отечественный монорельс (часть 5)


Несмотря на прекращение алма-атинского проекта, работы во ВНИИПИтранспрогресс продолжались, и во второй половине восьмидесятых годов на полигоне в Раменском теперь уже инженерно-научного центра ТЭМП (транспорт электромагнитный пассажирский) был завершен 600-метровый опытный участок монорельсовой дороги на магнитной подвеске с линейгым электродвигателем (фото справа). Вагон следующего поколения имел название ТП-05 и имел электромагнитное подвешивание с охватывающим балку экипажем. Первый успешный пуск нового вагона был осуществлен 25 февраля 1986 года.

В 1987 году вагон был снят в фантастическом короткометражном художественном фильме "С роботами не шутят" (телепрограмма "Этот фантастический мир", выпуск 12) по рассказу Чиландера "Суд". В этом фильме ТП-05 изображал высокоскоростной поезд будущего "Болид".


К этому времени Миннефтегазстрой, по утверждениям начальника отдела транспорта ГКНТ СССР Н.И. Шинкарева, охладел к проекту, и средства, выделяемые ГКНТ и Госпланом СССР, полностью не осваивались. Министерство гражданской авиации к разработке ТЭМП интереса не проявляло, т.к. не занималось наземным транспортом. МПС, как уже сказано выше, финансировало собственную программу маглева, рассчитанного на дальние пасссажирские перевозки, причем в 80-е годы серьезным конкурентом этим планам в МПС выступает проект рельсовой ВСМ "Москва-Юг" на 350 км/ч, разрабатываемый под руководством ВНИИЖТ.
Работы над новым вагоном были связаны в основном с заказом Минавтотранса Армянской СССР на 3,2-км высокоскоростную пригородную трассу Ереван-Абовян, строительство которой предполагалось начать в 1987 году и завершить к 1991 году. На этой трассе должны были эксплуатироваться 19-метровые 40-тонные вагоны на 65 пассажиров, развивающие скорость 250 км/час, рассматривалась также возможность использования двухвагонных сцепов. Вагон ТП-05 был уменьшенной версией будущего экспресса - длина его составляла 12 метров, а вес - 12 (по другим публикациям - 14) тонн, вместимость 16 человек. Однако после 1987 года сведений о строительстве трассы Ереван-Абовян не появляется.

После успешных испытаний работа нашла поддержку и у муниципальных властей столицы - 13 ноября 1990 года исполком Моссовета принял решение "об организации работ по созданию скоростного экологически чистого транспорта с линейным электродвигателем".

К 1992 году НИиПИ Генплана Москвы разработал проекты двух линий. Первый маршрут - аэропорт Шереметьево - Тушинский спортивный аэродром - зона отдыха "Серебряный Бор" - детский парк (на то время проектный) - Дом Правительства на Красной Пресне. Второй маршрут должен был связать районы Чертаново, Ясенево и Бутово. По проекту величина эстакады должна была быть 5-6 метров. Среднетехническая скорость на первом маршруте должна была быть 100 километров в час, на втором - 40. Таким образом, конструкционная скорость должна была быть где-то под 200.

Вагон ТП-05 в фантастическом фильме "С роботами не шутят".

Судя по опубликованным данным, маглев для Москвы должен был быть также построен на основе конструктивной схемы ТП-05. В период 1990-1993 года ТЭМП совместно с КБ Яковлева разрабатывает проект вагона В-250 на 250 км/ч и 64 места, изготовлены макеты и натурный образец фрагмента вагона.


По сообщениям прессы, был использован линейный электродвигатель оригинальной конструкции, дающей "большой выигрыш в устойчивости вагона". В днище вагон размещены электромагниты подвеса и стабилизации. Высота левитации - 10 мм, максимальная - 15 мм. Система управления подвесом учитывает возможные дефекты при монтаже пути, вагон оснащен бортовым компьютером. Стоимость линии, по заявлениям разработчиков, должна была быть в 3 раза дешевле стоимости метрополитена.

По данным испытаний ТП-05, уровень шума на расстоянии 25 метров был равен 60-65 дб, что на 10 дб ниже, чем у трамвая. Для защиты пассажиров от электромагнитного поля предусматривались экраны. На 600-м участке достигалась скорость 30 км/час.


В 1992 году на работах по данной теме стали сказываться экономические трудности, связанные с разрывом экономических связей между республиками бывшего Союза. По мнению корреспондента журнала "Техника - Молодежи" А. Бородулина, "реализация подобного проекта прошла бы, пожалуй, легче в застойные времена, чем в перестроечные".

К 1999 году новой информации о реализации данного проекта не поступало.

Самолёт садится на рельсы


В восьмидесятых годах учеными Физико - энергетического института АН Латвийской ССР был создан весьма оригинальный проект монорельса на магнитной подушке для перевозок со скоростью 500 километров в час.

Вагон предполагалось создать на базе уже проверенного в эксплуатации фюзеляжа транспортного самолета Ил-18. Длина такого вагона, по проекту вмещавшего 100 пассажиров, составляла 36 метров, ширина 3,5 метра, высота 3, 85 метра, а масса - 40 тонн. Под полом вагона размещались криостаты со сверхпроводящими магнитами, которые соединялись с кузовом через рессорное подвешивание (т.к. при скорости 500 километров в час возмущения от пути невозможно гасить только за счет зазора в магнитной подвеске, принятого равным 22 миллиметра). Преобразователи частоты управлялись бортовым компьютером.

Во время стоянки и перемещения в депо и на экипировочные участки вагон должен был двигаться на колесах по рельсам с колеей 3 метра, при движении на перегоне колеса убирались. На эти колеса экипаж также должен был "приземляться" при аварии системы магнитной подвески.

Была построена экспериментальная модель с вагоном массой 3,2 килограмма. В 90-е годы сведений о продолжении работ по данному проекту не поступало.

Монорельс нового типа


Более полутора веков монорельсовые дороги делились на два типа: подвесные (вагон под балкой) и навесные (вагон на балке). Но вот в 1989 году на "украинской ВДНХ" появилась модель - копия проектной монорельсовой дороги в масштабе 1:5, вагоны по отношению к балке располагались там не сверху, и не снизу, а ... сбоку.

Автором этой оригинальной системы был инженер Евгений Иванович Попов, а финансировалась разработка Киевским центром НТТМ "Прогресс".

Собственно, идея боковой подвески давно витала в воздухе и в прямом и в переносном смысле. Еще в шестидесятых годах в промышленности нашли распространение однобалочные мостовые краны, у которых тележка подвешивалась сбоку балки. Тем не менее до Попова никто не предлагал перенести эту схему на пассажирский монорельс.


Боковая подвеска вагона дает целый ряд существенных преимуществ:
а) для двухпутного движения можно использовать одну балку;
б) на значительной части пути балка может быть выполнена в виде стенки из железобетонных панелей или монолитного железобетона.
в) благодаря устойчивости вагона при боковой подвеске можно снизить вес ходовых частей.

Другая особенность системы Попова - сбалансированная подвеска вагонов на восьми катках, что позволяет выполнять путь в вертикальной плоскости не из кривых балок, а из прямых, составленных под углом.

Поезд монорельса Попова должен был состоять из десяти двухэтажных вагонов с общим числом посадочных мест 960. Конструкционная скорость - 120 километров в час. Стоимость строительства по расчетам выходила в 20 (!) раз дешевле, чем у метро, а при цене билета 5 копеек в ценовом масштабе 1989 года срок окупаемости должен был составить около 4 лет.

Сведений о проектировании конкретных трасс для данной системы монорельса в прессе не появлялось.

Магнитолёты песчаных карьеров


Подвеска на постоянных магнитах привлекала создателей монорельсов с начала 20 столетия. В США даже существовали планы постройки дорог протяженностью до 5000 км., но они так и не были осуществлены.

Объективных причин было две. Во-первых, такая подвеска только кажется простой. "Очевидная" ее схема - магнит отталкивается от магнита - не позволяла долгое время создать трассу длиной более 20-30 метров. Это связано с тем, что для получения нормальной грузоподъемности из постоянных магнитов необходимо было создавать большие плоские платформы, которые должны были отталкиваться на зазоре до 12 мм. Реализация этих требований приводила к очень высоким требованиям к путевой структуре и, как следствие, дорогой трассе. Другой причиной была высокая стоимость постоянных магнитов.

Однако со временем промышленность освоила выпуск магнитов из магнитотвердых ферритов, стоимость которых при массовом изготовлении стала ниже стоимости асфальтового покрытия. С другой стороны, принципиально новый вид подвески, предложенный Александром Искандеровым, в котором плоскости магнитов располагались не горизонтально, а вертикально, оказалось гораздо проще реализовать, чем традиционные схемы. Кроме того, в новой схеме подвески при слишком большом вертикальном смешении тележки (например, при колебаниях на неровностях пути), возникает сила, возвращающая экипаж обратно на путь.
Система оказалась настолько дешевой, что ее сразу же попытались использовать... в карьерном транспорте как альтернативу конвейерам. Действительно, у монорельсового поезда нет истираемой и рвущейся ленты,быстро изнашивающегося в запыленном воздухе привода, да и усилие на перемещение груза несоизмеримо ниже. В 1987 году была построена опытная установка (см. фото) с протяженностью пути 250 м и массой опытного состава 6 тонн. В течении 3-х лет этот состав практически непрерывно со скоростью до 3 м/с проходил ресурсные испытания. За это время были разработаны также проекты аналогичных систем для ряда карьеров (перевозка щебня, песка и т.п.). Были созданы два проекта пассажирской монорельсовой дороги - для ВДНХ и для зоопарка в Ташкенте. К сожалению, эти проекты были остановлены с началом промышленного кризиса. Реально достигнутая на практике грузоподъемность системы составляет 400 кг. на погонный метр трассы.

В 1990-91 год такая транспортная система также была построена для НПО "Интеграл" в Минске, для перевозки пластин кремния между технологическими участками производственного цеха - здесь было важно то, что установка практически не создает пыли.

Грузовой магнитный монорельс состоял из 40 станций с вертикальными бесконтактными подъемниками (тоже на магн.подв.) между которыми по инерции перемещались 10 транспортных тележек. Приводом тележек служили линейные двигатели статоры которых размещались на каждой станции и на длинных перегонах. На станциях линейные двигатели могли остановить тележку с точностью до 1 мм или подтолкнуть ее дальше.
В этой системе нет токосъемов и приводных колес, поэтому она получилась не только непылящей но и очень надежной. Интересно, что разpаботки и первые испытания этой системы проводились одновременно с японcкими конкурентами, которые в то время так и не смогли сделать надежный магнитный подвес и заменили его полиуретановыми колесами...

Еще один промышленный магнитоплан на постоянных магнитах был применен для перевозки грузов на московском заводе "Радиоприбор". Особенностью его конструкции является применение системы подвешивания вертикального типа. Рабочие полюсные грани магнитов в системе вертикального типа расположены в вертикальных плоскостях, и при их сдвиге в вертикальных направлениях в определенных пределах, возникает подъемная сила, равная сумме сил, препятствующих сдвигу магнитов. В поперечном направлении на систему действует горизщонтальная сила, равная разности сил притяжения левой и правой частей подвеса. В данной системе зазор между полюсами магниов остается при вертикальных колебаниях практически постоянным, что позволяет сделать зазр меньшим и лучше использовать материал постоянных магнитов.

И вновь продолжается бой

В 90-х годах, несмотря на общий спад в промышленности, на НЭВЗ продолжались разработки магнитоплана. Особенностью создаваемой системы было то, что устройства тяги и подвеса экипажа располагались под козырьком путевой балки, чтобы снизить влияние снега и гололеда. У аналогичных зарубежных конструкций, например, HSST, путевой элемент линейного двигателя располагался сверху балки, а поскольку зазор между ним и индуктором должен быть очень малым, то небольшое скопление снега или наледь могли просто привести к аварии. Расположение же подвески и двигателя "под крылышком" балки позволяло сделать сверху зазор между балкой и экипажем в разумных пределах большим.


ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ