СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СКОРОСТНОГО ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКОГО ПОЕЗДА ПО ОДНОПУТНОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ
METHOD AND DEVICE FOR HIGH-SPEED OPERATION OF PASSENGER TRAIN ON SINGLE-TRACK RAILWAY

Изобретение относится к области передвижения пассажирских поездов на короткие и длинные дистанции.
Известны скоростные поезда, осуществляющие свое передвижение по железной дороге двухрельсового типа, размещенной на шпалах, находящихся в каменной отсыпке.
Также известны скоростные поезда, двигающиеся с воздушным зазором относительно полотна, который обеспечивается силовым взаимодействием магнитных (электромагнитных) систем путевого полотна и поезда.
Известные способы имеют общий и существенный недостаток:
оказание сильного давления на опорные узлы полотна, а при больших скоростях испытывающих еще и динамические перегрузки колебательного и резонансного характера. Все это требует больших затрат для обеспечения безопасности скоростного движения и дополнительных инженерно-технических новшеств, усложняющих конструкцию полотна и поезда и уменьшающих их надежность.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является техническое решение - проект Аэро-Трэйн университета Тохоку, Япония (http//www.molodejno.ru), при котором поезд - летательный аппарат с крыльями, имеющий управление по трем плоскостям, двигается вдоль широкого направляющего желоба, не касаясь его поверхностей, достигает крейсерской скорости в 500 км/час посредством винтов тягового двигателя. Подъемную силу транспорта создают укороченные крылья по принципу экраноплана, а роль опорной поверхности для крыльев выполняет желоб, внутри которого на небольшой высоте над его нижней частью и двигается летающий поезд - самолет. Данное решение усложнено необходимостью постоянного компьютерного регулирования курса движения транспорта и его положения относительно боковых поверхностей желоба и высоты полета, что снижает в целом надежность и безопасность транспорта. Кроме того, винты тяговых двигателей в процессе движения как и в самолетах будут создавать повышенные шумы как для пассажиров, так и для жителей прилегающих к дороге населенных пунктов. При этом давление веса летающего поезда будет полностью передаваться на опоры желоба, так как крылья транспорта создают давление на воздух внутри желоба на нижнюю его часть.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение скоростного комфортабельного и безопасного пассажирского движения на короткие и длинные дистанции по однопутной дороге в одном и другом направлении с частичным отрывом веса поезда от полотна путепровода.
В результате использования предлагаемого изобретения уменьшается давление на опорные узлы полотна при больших скоростях испытывающих динамические перегрузки колебательного и резонансного характера, уменьшаются затраты для обеспечения безопасности скоростного движения без дополнительных инженерно-технических новшеств, усложняющих конструкцию полотна и поезда и уменьшающих их надежность.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге, включающем передвижение подвижного состава по железной дороге, передвижение поезда осуществляют по однопутевому полотну, размещенному на опорах, а давление на несущие опоры и полотно определяют от 5-ти до 15-ти процентов от веса состава при крейсерской скорости поезда в 350-400 км/час, крылья вагонов поезда создают при скоростном набегающем воздушном потоке подъемную силу, тем самым перемещают давление веса поезда с несущих опорных узлов дороги посредством крыльев на воздух, при этом полотно разветвляют на два или более рукавов в местах короткой остановки или стоянки поезда, причем такие стоянки производят через каждые 100-200-300 км пути в населенных пунктах, и обеспечивают сквозное передвижение в одном и другом направлении одновременно по однопутной дороге.
Результат достигается также тем, что в устройстве скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге, содержащем подвижной состав с вагонами, каждый вагон поезда снабжен крыльями, встроенными в корпус вагонов, создающими при скоростном набегающем воздушном потоке подъемную силу, тем самым перемещающим давление веса поезда с несущих опорных узлов дороги на воздух, при этом крылья выполнены с такими параметрами, что при крейсерской скорости поезда в 350-400 км/час давление на несущие опоры и полотно составляют от 5-ти до 15-ти процентов от веса состава, причем крылья поезда размещают на вагонах, по меньшей мере одно крыло на вагон.
В другом варианте устройства скоростного передвижения крылья установлены на боковых поверхностях каждого вагона по всей его длине.
В другом варианте устройства скоростного передвижения крылья размещены над крышей вагона.
В предлагаемом подвижном составе размеры и форма несущих крыльев вагонов выбирают по принципу наименьшей затратности их изготовления, надежности конструкции, простоты и дизайна.
Для исключения этих и других сопутствующих недостатков предлагается следующий способ скоростного передвижения поезда по однопутной железной дороге.
Поезд движется по однопутевому полотну. Полотно разветвляется на два или более рукавов в местах короткой остановки или стоянки поезда, причем такие стоянки производятся через каждые 100-200-300 км пути, в населенных пунктах. Этим обеспечивается способность однопутной дороги осуществлять сквозное передвижение в одном и другом направлении одновременно.
Поезд снабжен крыльями, встроенными в корпус вагонов, таких параметров, что при крейсерской скорости поезда в 350-400 км/час давление на несущие опоры и полотно составляют от 5-ти до 15-ти процентов от веса состава, при этом подвижные части поезда также испытывают существенно более низкие силовые и динамические нагрузки.
Устройство поезда таково, что каждый вагон подвижного состава снабжен крыльями, создающими при скоростном набегающем воздушном потоке подъемную силу, тем самым перемещающим давление веса поезда с несущих опорных узлов дороги на воздух.
При этом часть веса неизменно остается на опорах дороги и полотне, как обеспечивающее сцепление с дорогой для осуществления движения приводом через колесные пары.
Такое устройство дороги и поезда позволит повысить надежность узлов дороги и поезда, их долговечность и обезопасить людей и фауну от возможной встречи со скоростным составом, а также снизить издержки на строительство и обслуживание дороги.
Крылья поезда могут размещаться как на боковых поверхностях вагонов, так и над вагонами. Размеры несущих крыльев рассчитываются исходя из средней крейсерской скорости поезда, его средней загрузки пассажирами и необходимого силового сцепления колесных пар с дорогой.
Данный способ и устройство дороги и поезда позволит значительно увеличить скоростное сообщение между различными населенными пунктами, начиная с удаленности от 100 км, выступив как безальтернативное скоростное транспортное средство, имеющее остановки через почти каждые 100 км пути. При скорости вдвое меньшей скорости самолета остановки как у обычного пассажирского поезда.
Назначение данного устройства - перевозка пассажиров с высокой скоростью на малые и большие расстояния, с обеспечением всех необходимых условий комфорта и безопасности.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг.1, 2, 3 и 4.
На фиг.1 представлена общая схема устройства скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге.
На фиг.2 - крылья размещены на крыше вагона.
На фиг.3 - поперечное сечение устройства с крыльями на боковых поверхностях вагонов: а) - крылья размещены выше уровня полотна, б) - крылья размещены на уровне полотна.
На фиг.4 - вид сверху на путевое полотно с двумя рукавами (ответвлениями), одним входом путепровода и двумя выходами путепровода.
Устройство скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге содержит путевое полотно 1, опоры полотна 2, поезд 3, несущие крылья вагонов 4, вагоны 5, ответвления путевого полотна для остановок поезда (рукава) на чертеже не показано.
Устройство скоростного передвижения пассажирского поезда по однопутной железной дороге работает следующим образом.
Поезд, находясь на станции в одном из рукавов (ответвлений) 6 основной дороги, принимает в свои вагоны 5 пассажиров. После герметизации дверей состав начинает разгон в одном из двух (или более) направлений однопутной железной дороги 1. Дорога имеет разгонный участок, по длине которого прочность опор и полотна существенно больше, чем на основном скоростном участке дороги. Разгонный участок (он же участок замедления или торможения) занимает ту часть, которая необходима для выхода на крейсерскую скорость состава: 350-400 км/час.
После выхода на крейсерскую скорость поезд 3 с пассажирами осуществляет движение в большей части с опорой на крылья 4 по полотну 1, находящемуся на опорах 2, до следующего по ходу участка замедления, по достижении которого постепенно производит полную остановку в одном из ответвлений (рукавов) путевого полотна дороги.
На платформе станции производится высадка пассажиров и посадка новых, после чего, пропустив встречный поезд (если это будет предусмотрено расписанием), подвижной состав продолжит свое движение к следующему пункту остановки.