Гибкий поезд
FLEXIBLE TRAIN

Изобретение относится к транспорту.
Известен гибкий поезд, содержащий кабины машинистов, жесткие купейные и тамбурные секции, соединенные между собой замкнутыми гибкими порталами, и ходовую часть в виде шарнирно связанных рам, установленных на вагонных тележках [1]. Конструкция равномерно распределяет нагрузку на вагонные тележки, уменьшает продольные колебания секций и улучшает прохождение крутых поворотов. Недостатками известного поезда являются наличие шарнирно связанных рам и тележек, трение опирающихся на них секций, большая высота.
Известен пассажирский поезд на колесном ходу с электромагнитами снизу рам вагонных тележек и электромагнитной тягой от линейного электродвигателя, размещенного между рельсами [2]. Его недостатками являются сложность установки и малая протяженность электромагнитов, удаление их от центра тяжести вагона и передача силы тяги через упругую систему вагонной тележки, сопротивление тележек воздушному потоку.
Известны также пассажирские поезда на колесном ходу с равномерным расположением вагонных тележек [3] и с улучшенными тамбурными секциями [4].
За прототип принят гибкий поезд [1], ближайший аналог - поезд [2]. Технический результат предлагаемого изобретения состоит в улучшении ходовых качеств, в упрощении конструкции и обслуживания.
Указанная цель достигается тем, что в гибком пассажирском поезде кабины машиниста, жесткие купейные и тамбурные секции, соединенные между собой замкнутыми упругими порталами, имеют на днищах магниты и равноудаленные колесные пары. Путепровод образован электромагнитными обмотками линейного двигателя и направляющими рельсами.
На фиг. 1 изображен пассажирский поезд на криволинейном участке пути, общий вид; на фиг. 2 - пассажирский поезд, вид сбоку на центральную часть; на фиг. 3 - вид снизу на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 2, плацкартный вариант; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 2, вариант с сидячими местами.
Гибкий пассажирский поезд 1 состоит из кабин машиниста спереди и сзади состава; жестких секций 2, выполненных по размерам купе, и тамбурных секций 3, соединенных между собой замкнутыми гибкими порталами 4 (фиг. 1-3).
Ходовая часть поезда выполнена в виде электромагнитов 5, установленных на днищах секций и кабин, а между ними равноудаленных, свободно вращающихся и подрессоренных колесных пар 6 (фиг. 2, 5, 6). Колесные пары расположены на равных расстояниях и по одному из вариантов установлены под кабинами машинистов и каждой третьей секцией, включая тамбурные. Во избежание намагничивания колесные пары изготовлены из немагнитных материалов, например хромоникелевых сталей или титановых сплавов.
Путепровод образован электромагнитными обмотками 7 линейного двигателя, снаружи которых расположены направляющие рельсы 8 для колесных пар (фиг. 1, 2, 5, 6). Система размещена в железобетонном желобе 9 по всей длине трассы.
В поезде плацкартного типа купейные секции сформированы в группы с продольными проходами 10, чередующимися относительно сторон экипажа после каждой тамбурной секции 3 (фиг. 4). Тамбурные секции со стороны прохода 10 имеют выходные двери 11 и с противоположной к ним стороны туалетный узел 12. Купейные секции оборудованы двухъярусными полками и столиком (фиг. 5).
Поезд с сидячими местами имеет центральный проход 10 по всей длине салона (фиг. 6) и тамбуры с выходами на обе стороны. В обоих вариантах тамбурная секция может быть выполнена заодно целое с купейной секцией для повышения жесткости из расчета скопления людей на выход.
Гибкие порталы выполняются из композиционных материалов, по одному из вариантов, в виде ленты на основе стеклоткани, армированной нитевидными кристаллами диоксида титана и нитрида алюминия. Ширина гибкой части портала без участков, закрепленных в секциях, составляет порядка шестой части ширины секции. Лента крепится заклепками к металлическому пояску по периметру секции. В местах разъединения секций, необходимых для эвакуации неисправной секции в ремонтный цех, лента имеет окантовку угловым профилем, стягиваемым с аналогичным профилем секции изнутри салона посредством эксцентриковых зажимов.
Движение поезда осуществляется следующим образом. При включении электромагнитов 5 секций состава между ними и обмотками 7 линейного двигателя возникает электромагнитное поле, создающее подъемную и тяговую силы. Поезд поднимается на высоту, на которой его вес за вычетом силы сжатия колесных рессор уравновешивается подъемной силой поля. Дополнительную подъемную силу вызывает экранный эффект от набегающего на большой скорости воздушного потока между днищем поезда и путепроводом. Вращающиеся колеса 6 сохраняют контакт с рельсами 8 и направляют поезд по оси путепровода. Они позволяют поезду проходить повороты пути на большой скорости, чему способствует и малое угловое смещение секций. Это невозможно осуществить в современных поездах на магнитном подвесе типа «Трансрапид» (ФРГ), «Маглев» (Япония).
Колесные пары повышают надежность движения поезда при колебаниях силы тока или при внезапном отключении электропитания. В последнем случае они позволяют эвакуировать состав тепловозом на запасной путь. Для ремонта какой-либо секции поезда участок состава, включающий неисправную секцию, отсоединяется от соседних групп в местах разъемных порталов. Участок, требующий ремонта, направляется буксирным средством в депо, а состав формируется в поезд из исправных секций.
Конструкция поезда упрощает магнитную систему подвеса, уменьшает расход электроэнергии, уменьшает габариты, улучшает ходовые качества, обслуживание и ремонт состава.
Источники информации
1. А.с. СССР №975480, МПК B61D 1/00. Гибкий поезд. 1982. Прототип.
2. Патент US 8505463 В2, МПК B60L 13/03. Колесный вариант высокоскоростной железнодорожной системы. 2013.
3. Патент ЕР 0642964 А1, МПК B61D 13/10. Двухэтажный сочлененный поезд. 1995.
4. Патент CN 2875897Y, МПК B61D 1/06. Улучшенный спальный вагон. 2007.