Плетнев С.В. Магнитное поле: свойства, применение

Подождите немного. Документ загружается.

Проект монорельса Мытищинского завода, 1963 год

В проекте Мытищинского завода была взята за основу так называемая

система аэрометро, впервые реализованная во Франции фирмой Сафеже. В

этой системе использовались балки коробчатого сечения, что снимало пробле-

му защиты дорожек качения и контактных рельсов от снежных заносов, дождя

и обледенения.

Московские монорельсы этого периода в технической литературе упоми-

наются только как проекты, и можно подумать, будто все эти разработки

оставались на бумаге. Но это не так...

Монорельсовый вагон "КБ", 1967г

На юбилейной экспозиции ВДНХ, подводящей итоги полувекового разви-

тия послереволюционной России, среди других достижений техники внимание

посетителей привлекал необычный обтекаемый вагон. Это была головная сек-

ция трехсекционного скоростного монорельсового поезда для будущей линии

Автозаводская — Нагатино.

На этой двухпутной линии длиной 8,5 км. было запроектировано три

станции: Автозаводская, Нагатино и Коломенское, за ст. Коломенское должна

была быть построена однопутная ветка 700 м до депо. Максимальные уклоны

на линии — 50 тысячных, горизонтальные радиусы кривых — 400, 600 и 1500

м, вертикальные — 3000 м и 5000 м. Расстояние от низа вагона до поверхности

земли должно было составлять 4,5-9 м. в зависмости от профиля местности.

Станцию "Автозаводская" было решено сделать подземной, совмещенной с

421

одноименной станцией метро, и на протяжении 0,85 км. путь монорельса

должен был быть подземный от Автозаводской до Москва — реки.

Участок "Автозаводская — Нагатино" находился на направлении поселка

Ленино, который становился районом массовой застройки. Ожидалось, что в

перспективе пассажиропоток может освоить только метрополитен. Поэтому

сразу же рассматривался и второй вариант — продление метро от Автозавод-

ской до Нагатино с доведением до Ленино, а монорельс должен был соединить

Нагатино с ж.д. станцией Коломенское. Протяженность дороги должна была

составить 5,2 км., а станция Нагатино проектировалась в двух вариантах -

надземной и подземной.

Эстакада по проекту представляла собой балки коробчатой конструкции,

с расположением дорожек качения и контактных рельсов внутри балок. Балки

предполагалось делать в нескольких вариантах — железобетонные и стальные,

пролет 30 м. Опоры — железобетонные Т-образные (на одной опоре одновре-

менно два пути), на участках с повышенным расстоянием от земли — П-образ-

ные, на однопутном участке — Г-образные.

Унификация стальных и железобетонных балок в принципе позволяла

первоначально строить путь с минимальными затратами, используя железобе-

тонные балки, а затем, после того как линия окупится и по мере выхода из строя

железобетонных балок заменять их более легкими и долговечными стальными

(одновременно снижалась нагрузка на опоры).

Трехсекционный электропоезд монорельса имел общую длину 41,5 м.,

ширину 2,5 м и высоту 2,8 м. Все секции моторные, соединялись автосцепкой

и имели переходы. Средняя секция отличалась от головных отсутствием каби-

ны. Сиденья в вагоне располагались продольно, как в вагонах метро. Число

мест в каждом вагоне одинаковое, всего мест в поезде -- 132 для сидения и

345 - - общее, т.е. вагон был рассчитан на большой пассажиропоток. Вес

пустого вагона 14 т, с пассажирами — 22 т, в часы пик допускалась перегрузка

до 25 т.

Общий вид монорельсового поезда "КБ" (с синьки чертежа)

Если проект Мытищинского завода 1963 года был максимально близок к

уже испытанным фирмой Сафеже аналогичным техническим решениям аэро-

метро, то монорельс КБ, наоборот, был попыткой создать свою оригинальную

конструкцию при сохранении того же принципа подвешивания. Каждый вагон

422

Головной вагон "КБ" (с синьки чертежа)

имел по две моторные тележки на пневматиках (по 4 опорных 1140 мм и 4

направляющих 680 мм), давление 13-14 кг/см .

База опорных колес 1350 мм, направляющих 2070 мм. Рессорное подве-

шивание кузова — гидропневматическое, размещалось в центре тележки. Ва-

гоны были оборудованы электрогидропневматической системой стабилизации

во всех плоскостях, система стабилизации дублирована.

На каждой тележке наклонно располагались по два двигателя по 110

кВт. Вес тележки — 3,75 т, минимальный радиус проходимых кривых — 50 м.

Токосъем — от контактных рельсов, электроаппараты размещались в коробе

Тележка монорельса "КБ"

между тележками, что, хотя и усложняло обслуживание, но зато обеспечивало

высокую безопасность пассажиров в случае загорания.

Кузов выполнен несущим, из алюминиевых сплавов — лист Д16АТ, про-

фили В95АТ, поковки АК6 и АК8, лист АМг6. Внутренняя отделка вагона была

сделана по типу салонов пассажирских самолетов того времени - - широко

использовались поролон, стеклопластик, пенопласт, заменители кожи. Пол

423

вагона был покрыт армированным пеноматериалом марки ПХВ-1 с поверх-

ностным слоем релина. Для звуко- и теплоизоляции использовался пенопласт

и стекловолокно толщиной примерно от 20 до 30 мм.

Отечественный вагон имел лучшие характеристики по сравнению с наи-

более близким аналогом того времени — вагоном Сафеже (Франция), вариант

2 для Парижского монорельса; в частности, удельный вес на 1 м. длины был в

1,35 раза меньше. А вес на одного пассажира у отечественного монорельса был

Кузов вагона "КБ"

всего 122 кг по сравнению со 149 кг у вагона фирмы Сафеже.

Автор этого монорельсового вагона, к сожалению, неизвестен, т.к. проек-

тировщик и изготовитель монорельса в литературном источнике 1969 года

везде обозначен аббревиатурой "КБ". На единственном известном снимке,

опубликованном в журнале "Юный техник", виден только номер — "245"...

Использованные источники:

"Пассажирские монорельсовые дороги", В.В. Чиркин, О.С. Петренко, А.С.

Михайлов, Ю.М. Галонен. М., "Машиностроение", 1969г., 240с.

ВЕРХОМ НА СТАТОРЕ И ЭНТУЗИАЗМЕ

История отечественного монорельса с линейным асинхронным двигате-

лем (ЛАД) началась с первомайской демонстрации. Группа сотрудников Ки-

евского политехнического института сделала ЛАД для праздничного стенда,

мощностью всего 15 Вт. Затем изготовили 1,5 - - киловаттный двигатель,

который возил вагончик на опытной 80 — метровой эстакаде.

Работали поначалу на голом энтузиазме. Постепенно к ученым присоеди-

нились инженеры с завода имени Дзержинского. Выкраивая время, за счет

обеденных перерывов, сна и отдыха, сделали двигатель на 5 кВт. В 1966 году

был создан вагон на 4 пассажиров с линейным двигателем 10 кВт. Это и

позволило получить от правительства Украины средства на строительство

кольцевой дороги длиной 525 метров для Выставки передового опыта в Киеве.

424

Эта дорога была построена в 1967 году. Ее авторы —

сотрудники КПИ А. Шаповаленко, К. Быков, А. Вишникин

и с. Ребров. Следует отметить также большой непосредст-

венный вклад директора завода Г. Ижели.

Дорога представляла собой кольцевой путь 0,55 км на

очень легкой эстакаде из двутавровых металлических

балок. Высота подвеса для обеспечения свободного проез-

да транспорта была относительно большой — 6...9 метров.

Небольшие вагоны (вместимостью всего 8 человек) разви-

вали скорость до 40-50 км/ч. Был использован двигатель

оригинальной конструкции, в котором статор был жестко

связан с рельсом с помощью нажимных роликов, и упруго

— с корпусом вагона. Кроме того, сам статор был выпол-

нен гибким на шарнирах для прохождения

крутых кривых. Такая конструкция позво-

ляла существенно снизить вес ЛАД при том

же тяговом усилии, по сравнению с приме-

нявшимся за рубежом жестким креплением

статора к вагону. Общий ее вид Вы можете

посмотреть на рисунке слева внизу.

Фактически этот парковый монорельс

являлся стендом-макетом для отработки

конструкции монорельсовых дорог. Успеш-

ный опыт его эксплуатации позволил создавать более мощные конструкции. К

1970 году была на экпериментальном участке пути в Коммунарске была созда-

на и испытана тележка с двигателем 40 кВт для вагона на 44-60 пассажиров.

Было решено построить в Киеве монорельсовую трассу от станции метро

"Гидропарк" до моста им. Патона, по которой должен был курсировать вагон

на 120 пассажиров с максимальной скоростью 120 км/ч. В свою очередь, эта

Общий вид тележки с линейным двигателем киевского монорельса

425

линия также должна была, помимо основного назначения, служить исследова-

тельским полигоном для создания сверхскоростных междугородних линий. В

том же 1970 году была также спроектирована линия "Березняки — Гидропарк"

длиной 3,5 км. Однако в семидесятых годах работы над данными проектами

были остановлены.

Использованные источники:

В. Степанов. Дело пойдет на ЛАД! "Техника — молодежи", 3, 1970.

От паровоза до "ЛАДовоза". "Техника — молодежи", 10, 1971.

Рисунок Н. Рожнова.

ПОЛЕТ НАД ПОТОКОМ МАШИН

В 1977 году была выбрана трасса для монорельса,

который должен был стать первым в СССР поездом на

магнитной подушке. Протяженность трассы должна

была составить 11 км, она должна была связать центр

столицы Казахстана с ее новыми микрорайонами. Раз-

работка делалась под эгидой казахского отделения ин-

ститута Промтрансниипроект (управляющий отделени-

ем В. Петухов), автор проекта Н. Карасев, главный ин-

женер проекта М. Лесовиченко (на снимке внизу — у

действующего макета монорельса).

Движение поездов скоростной пассажирской

транспортной системы или СПТС, как она официально

называлась, предполагалось осуществлять по эстакаде

высотой 5-6 метров, по которой прокладывалось двух-

колейное полотно с бегущим магнитным полем, шири-

на полотна около 7 метров. Опоры с двухметровым основанием было решено

установить на разделительных полосах проезжей части улиц.

Поезд СПТС должен был состоять из нескольких вагонов. По проекту

управление поездом автоматизированное, на долю водителей оставалось лишь

контролировать по приборам работу систем.

В конце 70-ых годов на полигоне института ВНИИПИтранепрогресс в

Раменском, в рамках проекта СПТС в г.Алма-

Ате, совместно с инженерами и рабочими

завода "Газстроймаш" был построен и испы-

тан на экспериментальной трассе опытный

экземпляр вагона на магнитном подвесе

(фото справа).

Вместимость вагона составляла 35 чело-

век, длина вагона составляла 9 метров, а вес —

8 тонн, зазор подвешивания был принят 20 мм.

426

К сожалению, трасса СПТС в Алма-Ате так и не была построена.

ОТ МОСКВЫ ДО ЧЕРНОГО МОРЯ

Вообще в семидесятые годы работы по созданию монорельса на магнит-

ной подвеске велись целым рядом организаций, существовал даже координа-

ционный план работ по развитию такого вида транспорта. Планом было пред-

усмотрено создание макетных образцов и строительство опытного полигона

для их испытаний.

Во ВНИИЖТ была создана большая лаборатория. Силами ВНИИЖТ были

разработаны технические условия на скоростной междугородний магнитоплан

для направления Москва-Юг. Его скорость должна была составлять 400 кило-

метров в час, поезд должен был состоять из 10 вагонов весом 40т и вмещающих

по 75 пассажиров. Зазор магнитного подвеса должен был составлять 25-30 мм.

При интервале движения в 6 минут суточная провозная способность должна

была достигнуть 100000 пассажиров. В качестве пути предполагалось исполь-

зовать железобетонную эстакаду. ВНИИЖТ и ВНИИ электромеханики разра-

ботали проект такого поезда.

Аналогичные работы вел Ростовский ИИЖТ и ряд других организаций в

системе МПС. В Днепропетровском и Ленинградском институтаж железнодо-

рожного транспорта также велись работы по созданию магнитоплана с подве-

шиванием на постоянных магнитах — в связи с созданием новых материалов

с высокими магнитными характеристиками к этому направлению возник прак-

тический интерес; был построен опытный макет.

В 70-80 годах большой объем работы был выполнен по договорам с

ВЭЛНИИ (Новочеркасск) — головной организацией по линии Минэлектротех-

прома в рамках финансирования Государственной научно-техническая про-

граммы развития новых видов транспорта. В программе участвовал ряд вузов:

ЛПИ (по подвешиванию и линейным двигателям), создатели ранее упомяну-

того киевского монорельса из Киевского политехнического ин-та и з-да им.

Дзержинского, Днепропетровское отделение АН УССР — разрабатывали кри-

остат и СЭМ для ЭДП, Ереванский политехнический построил полигон для

испытаний магнетоплана вдоль реки Раздан

(который прекратил работу в связи с собы-

тиями в НКАО в конце 80-х). Был задейство-

ван целый ряд организаций в Белоруссии,

Латвии, а в Омске построен полигон для ис-

пытания систем токосъема при высоких ско-

ростях).

Магнитоплан ВЭЛНИИ на опытном

участке; вариант ходовой части без кузова.

В конце 70-х начале 80-х практически

все кафедры МИИТ участвовали в програм-

мах работы по магнитопланам. Причём ус-

427

пешные работы продолжались и при перекрытом финансировании.

Использованные источники:

С.А. Адасинский. Городской транспорт будущего. М., "Наука", 1979г

БЕЗ ШУМА И ПЫЛИ, ПО ВНОВЬ УТВЕРЖДЕННОМУ ПЛАНУ

Во второй половине восьмидесятых годов на полигоне инженерно-науч-

ного центра ТЭМП (транспорт электромагнитный пассажирский) был постро-

ен опытный участок монорельсовой дороги на магнитной подвеске с линейным

электродвигателем (фото справа).

После успешных испытаний работа нашла поддержку у муниципальных

властей столицы — 13 ноября 1990 года исполком Моссовета принял решение

"об организации работ по созданию скоростного экологически чистого транс-

порта с линейным электродвигателем".

К 1992 году НИиПИ Генплана Москвы разработал проекты двух линий.

Первый маршрут — аэропорт Шере-

метьево - - Тушинский спортивный

аэродром — зона отдыха "Серебря-

ный Бор" - - детский парк (на то

время проектный) - - Дом Прави-

тельства на Красной Пресне. Второй

маршрут должен был связать райо-

ны Чертаново, Ясенево и Бутово. По

проекту величина эстакады должна

была быть 5-6 метров. Среднетехническая скорость на первом маршруте долж-

на была быть 100 километров в час, на втором — 40. Таким образом, конструк-

ционная скорость должна была быть где-то под 200.

Вагон опытной трассы в Раменском представлял собой укороченный ва-

риант головной секции проектного поезда из двух - - трех секций, каждая

вместимостью порядка 60 сидячих мест (рисунок слева).

Опытный вагон, судя по фотографии, вмещал порядка 15 человек.

По сообщениям прессы, был использован линейный электродвигатель

оригинальной конструции, дающей

"большой выигрыш в устойчивости ваго-

на". В днище вагон размещены электро-

магниты подвеса и стабилизации. Высо-

та левитации — 10 мм. Система управле-

ния подвесом учитывает возможные де-

фекты при монтаже пути, вагон оснащен

бортовым компьютером. Стоимость

линии, по расчетам, должна была быть в 3

раза дешевле стоимости метрополитена.

428

По данным испытаний опытного вагона, 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.

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 поступа-

ло.

Использованные источники:

Александр Бородулин. Магнитные страдания. "Техника - - Молодежи",

1-2, 1992.

САМОЛЕТ САДИТСЯ НА РЕЛЬСЫ

В восьмидесятых годах учеными Физико-энергетического института АН

Латвийской ССР был создан весьма оригинальный проект монорельса на маг-

нитной 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 со-

единялись с кузовом через рессорное подве-

шивание (т.к. при скорости 500 километров

в час возмущения от пути невозможно га-

сить только за счет зазора в магнитной под-

веске, принятого равным 22 миллиметра).

Преобразователи частоты управлялись бор-

товым компьютером.

Во время стоянки и перемещения в

депо и на экипировочные участки вагон

должен был двигаться на колесах по рель-

429

сам с колеей 3 метра, при движении на перегоне колеса убирались. На эти

колеса экипаж также должен был "приземляться" при аварии системы магнит-

ной подвески.

Была построена эксперименталь-

ная модель с вагоном массой 3,2 кило-

грамма. В 90-е годы сведений о продол-

жении работ по данному проекту не по-

ступало.

Использованные источники:

З.К. Сика, И.И. Куркалов, Б.А. Пет-

ров. Электродинамическая левитация и

линейные синхронные двигатели

транспортных систем. Рига, "Знатне",

1988.

МОНОРЕЛЬС НОВОГО ТИПА

Более полутора веков монорельсовые дороги делились на два типа: под-

весные (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 Евгенй 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 подвеши-

валась сбоку балки. Тем не менее до Попова никто не предлагал перенести эту

схему на пассажирский монорельс.

Боковая подвеска вагона (см. рисунок) дает

целый ряд существенных преимуществ:

а) для двухпутного движения можно использо-

вать 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 -- сба-

лансированная подвеска вагонов на восьми катках,

что позволяет выполнять путь в вертикальной по-

430