Поезда на воздушной подушке

Серокой> "Дамы по краям железной дороги (© х/ф "Чудаки")" будут все в пыли.
Да ладно, пыль будет лишь первые несколько раз. Откуда дальше она будет браться в безумных количествах-то?

А кроме пыли через миллиметровые зазоры между подушкой и рельсом ничего не вылетит. Более того, зазор может быть фигурным, Г-образным, снижая расход воздуха до такого, когда ничего ниоткуда не вылетает.

Кстати, нет никакой необходимости делать поезд только на воздушной подушке. Несколько роликов могут (по желанию машиниста) замечательно же катиться по этому пути - это ответ и на щели под рельсом, и на шум в пределах города, и т.п. вопросы.
Нагрузка на них будет меньше потому что их можно делать больше, ведь они только для подстраховки и малого хода, они будут держать меньшую нагрузку. Диаметр их поэтому тоже может быть мал: им нормально работать лишь километров до 20-30 в час, дальше их разгружает подушка.

Расход энергии на подушку кажется ничтожным: на протяжении всего поезда воздух сочится через те самые миллиметры и выходит лишь сзади-спереди, то есть, по отношению к длине поезда это настолько малые потери, что можно даже не делать гибких подушек.

Никакого износа пути, никаких вибраций, гигантские возможные скорости (как на магнитном подвесе - сколько горючего не жалко) и всё это - на УЖЕ существующей огромной инфраструктуре без каких-либо переделок и при минимальной цене как состава, так и пути. Без потери совместимости с предыдущим поколением! Без каких-либо серьёзных вложений в НИОКР.
С ничтожными техническими рисками для проекта - уж что-что а нагнетатели делать научились. Технология, дающая хайтечный результат по цене кустарной.

Я по-прежнему считаю идею абсолютно гениальной.

Разубедите меня.

Татарин> Расход энергии на подушку кажется ничтожным: на протяжении всего поезда воздух сочится через те самые миллиметры и выходит лишь сзади-спереди,

И спереди-сзади могут быть такие же миллиметры. Собственно, должны быть такие же или не сильно больше.

Татарин> и всё это - на УЖЕ существующей огромной инфраструктуре без каких-либо переделок

Это ты про что?! Как это - на УЖЕ существующей?!

Или ты про бурдаковский концепт???

Mishka> А потом придёт крестьянин и отрутит гайки на грузала наср@т в желоб. Или бутылку кинет, или ... Может и животное забраться. Первая проблема (чего там насчёт дураков и дорог? ).

Желоб - плохой вариант.
Но на самом деле гно даже в желобе просто либо выметет приближающимся поездом, либо залепит ему лоб.

На обычных рельсах тоже может камешек оказаться, или кошка дохлая - но как-то не слышно, чтобы из-за этого поезда с рельс сходили, правда?

Mishka> Вторая проблема состоит в том, что движительна надо. Если на воздушной подушке, то, как правило винты воздушные (или другой аналогичный).

1. Можно и винты. Не самый худший движитель, особенно для больших скоростей, проблема разве что в шуме. Но от высокоскоростного поезда и так шума хватает.
2. Можно использовать вполне себе колёсный. По кр. мере для разгона.
3. См. выше - вполне возможен и гибрид с воздушным вывешиванием и магнитным движителем.

Тут надо всё аккуратно просчитывать и сравнивать. Вариантов-то много.

Mishka> В горку с поездом будут большие проблемы. Как и с горки. Да с торможением будут всегда проблемы.

Да, уклоны желательно иметь поменьше. Полагаю, что для поездов на магнитной подушке - такая же ситуация. Однако они существуют

Я повторюсь, что в первую очередь поезда на воздушной должны конкурировать с "магнитными", по-моему.

Mishka> При этом, если жёлоб использовать, то его надо делать очень прочным везде.

Удельная нагрузка на путь - меньше, чем на рельс. Эдак порядка на два минимум:)

Татарин> Разубедите меня.

Тормозить как? Тут в связи с новой работой учу много про поезда, системы управления работой. Торможение один из основных вопросов.

Fakir> Или ты про бурдаковский концепт???
Да. В смысле - про саму идею гонять поезд на воздушной подушке по обычной ЖД.

Fakir> Желоб - плохой вариант.
Согласен.

Fakir> Но на самом деле гно даже в желобе просто либо выметет приближающимся поездом, либо залепит ему лоб.

Тут вопрос интересный. Скажем, на машине при определённой скорости комаров, мошек и бабочек отбрасывает от лобового стекла. Но по достижении некоего порога, просто размазывает по стеклу. Мне кажеться, что тут будет так же.

Fakir> На обычных рельсах тоже может камешек оказаться, или кошка дохлая - но как-то не слышно, чтобы из-за этого поезда с рельс сходили, правда?

Если юбка, то проблемы у юбки будут. Если это только не броня 50 мм толщиной.

Fakir> 1. Можно и винты. Не самый худший движитель, особенно для больших скоростей, проблема разве что в шуме. Но от высокоскоростного поезда и так шума хватает.

Ы? Это какие винты надо, чтобы махину в 15 вагонов по много тонн каждый, надо разогнать до скорости, скажем, в 300 км/ч?

Fakir> 2. Можно использовать вполне себе колёсный. По кр. мере для разгона.

Тогда износ желобов, обеспечение необходимого трения, обслуга колёс.

Fakir> Да, уклоны желательно иметь поменьше. Полагаю, что для поездов на магнитной подушке - такая же ситуация. Однако они существуют

У них торможение "магнитное". Говорят, что очень эффективное. Вот в горки не знаю как. Но их строят на эстакадах специальных. И это им большой минус по финансированию.

Fakir> Удельная нагрузка на путь - меньше, чем на рельс. Эдак порядка на два минимум:)

Я про торможение и остановку в любом месте.

Mishka> Тормозить как? Тут в связи с новой работой учу много про поезда, системы управления работой. Торможение один из основных вопросов.
Если легонько и/или на большой скорости, то аэродинамически, а если по-быстрому, то прямо так - опускаясь роликами. Самолёты же тормозят, а у них колёс поменьше будет, даже в пересчете на массу.

При этом принципиально существует возможность, немыслимая для обычной ЖД: увеличить нагрузку на ролики до силы бОльшей, чем mg. Подушка может работать и в обратную сторону, на разряжение.
При этом поезд будет иметь мЕньшую массу, чем обычный, так что и тормозить ему с любой точки зрения легче.

Татарин> Да. В смысле - про саму идею гонять поезд на воздушной подушке по обычной ЖД.

Блин, вот она точно сложнее, чем гонять по специальным дорогам

Уже просто потому, что отношение щелей ко всему "несущему" объёму - больше, а необходимое давление под башмаком - минимум на порядок больше. На круг - перспективы не радужные.

Автору концепции не грех было бы всё просчитать честно и вывалить цифирь - благо можно опереться как раз на воздушное вывешивание деталей в некоторых обрабатывающих центрах, как раз оч. близкая аналогия.
Но что-то кажется мне, что результат по расходу воздуха будет безрадостным...

И про давление не забывай. Компрессор нужен будет до куда более суровых величин, чем у "классической" подушки. Я не уверен даже, что на такие давления есть винтовые компрессора. А поршневые - у них и экономичность похужей, ЕМНИС, и весовая отдача...

Разубедил?

Mishka> Тут вопрос интересный. Скажем, на машине при определённой скорости комаров, мошек и бабочек отбрасывает от лобового стекла. Но по достижении некоего порога, просто размазывает по стеклу. Мне кажеться, что тут будет так же.

Да пофиг в общем, на магнитных справляются же.

Mishka> Если юбка, то проблемы у юбки будут. Если это только не броня 50 мм толщиной.

Да не факт, что юбка вообще нужна, ну а спереди можно чего и учудить... Например - щель чуть побольше, и выходящим воздухом мусор будет просто отметать нафиг с дороги.

Mishka> Ы? Это какие винты надо, чтобы махину в 15 вагонов по много тонн каждый, надо разогнать до скорости, скажем, в 300 км/ч?

Ну а какие винты разгоняли Ан-10 во много тонн до 600 км/ч? Ничего особо уж экстраординарного.
А вагоны по-любому проектировать, конечно, надо будет уже много тщательнее, чем нынешние - ближе к авиационным технологиям, борясь за каждый килограмм. Потому что первее движителей это выльется в параметры компрессоров.

Fakir>> 2. Можно использовать вполне себе колёсный. По кр. мере для разгона.
Mishka> Тогда износ желобов, обеспечение необходимого трения, обслуга колёс.

Ну дался тебе этот износ. Фото с ребром видел? Ну представь, что это самая обычная рельса, на которую опираются самые обычные колёса. Полагаешь, износ будет больше, чем на обычной скоростной ж/д?

Mishka> У них торможение "магнитное". Говорят, что очень эффективное.

Мог быть. Опять-таки воздушка может иметь и магнитный привод, хотя экономику это скорее всего подрежет крепко.

Mishka> Вот в горки не знаю как. Но их строят на эстакадах специальных. И это им большой минус по финансированию.

Воздушкам тоже желательны эстакады и минимальные уклоны. Зато сам путь у них - дешевле, чем у магниток.

Mishka> Я про торможение и остановку в любом месте.

А так уж оно надо?
Не говоря о том, что в случае винтов можно дать реверс + аэродинамические тормоза, а в случае линейного привода - тем более всё понятно.

Fakir> Автору концепции не грех было бы всё просчитать честно и вывалить цифирь - благо можно опереться как раз на воздушное вывешивание деталей в некоторых обрабатывающих центрах, как раз оч. близкая аналогия.
1532мм на 20м - обычный вагон, площадь - около 30м2. При массе вагона 15 тонн (у нас нет тяжеленных колпар и ЖДшных требованиям по передаче усилий через сцепку, зато у нас есть право использовать алюминий и пластики/композиты) избыточное давление 0.04атм. Периметр - 40м ("зад" и "перед" для поезда можно опустить).
То есть, можно ожидать требуемой мощности компрессора 150-300кВт/вагон при зазоре 5мм и 60-120кВт при зазоре 2мм (что есть тоже вполне реальная цифиря).

Татарин> Если легонько и/или на большой скорости, то аэродинамически, а если по-быстрому, то прямо так - опускаясь роликами. Самолёты же тормозят, а у них колёс поменьше будет, даже в пересчете на массу.

А нет там легонько. Поезд на 160 вагонов легонько тормозит километр(ы). Экстренное — песочком посыают, да и то бывает рельсы сносят, колёса подковывают. А всякие runaway trains — кошмар железнодорожников. И выплаты большие. А резиновые колёсики сносятся быстро (даже у самолётов они быстро снашиваются). Ну и в персчёт на колесо — очень близко. У вагона из обычно 8. У того же боинга 747 18, у Арбуза — 22, у Ан-225 — смотри ниже:




Татарин> При этом принципиально существует возможность, немыслимая для обычной ЖД: увеличить нагрузку на ролики до силы бОльшей, чем mg. Подушка может работать и в обратную сторону, на разряжение.

Я понимаю. Но тогда рельсам точно пипец. Там же получаются офигенные точечные нагрузки.

Татарин> При этом поезд будет иметь мЕньшую массу, чем обычный, так что и тормозить ему с любой точки зрения легче.

За счёт колес?

Татарин> 1532мм на 20м - обычный вагон, площадь - около 30м2.

Чегооо?! 30 квадратов - откуда?!
1532 мм - откуда?!
Ты же не можешь на весь обычный путь качественно опереться, у автора ж была идея опираться на рельсы!

Mishka> А нет там легонько. Поезд на 160 вагонов легонько тормозит километр(ы).
А ты не путай. ) Татарин ж специально сказал об облегчении конструкции по самолётной технологии.
Кстати, пример интересный - помните вагон-лабораторию СВЛ? Головной вагон электрички ЭР22 с двигателями от Як-40? Так вот, вагон весил 45 тонн, а Як-40 - лишь 16.

Татарин>> При этом принципиально существует возможность, немыслимая для обычной ЖД: увеличить нагрузку на ролики до силы бОльшей, чем mg. Подушка может работать и в обратную сторону, на разряжение.
Mishka> Я понимаю. Но тогда рельсам точно пипец. Там же получаются офигенные точечные нагрузки.

Да не обязательно. Сила больше, зато циклов нагружения намнооого меньше.

Вот едет обычный поезд (1 шт.) - так за один проход по рельсе проминаются добрые сотни колёс.

Mishka> А нет там легонько. Поезд на 160 вагонов легонько тормозит километр(ы).
Это грузовые. По 8000т на состав - дык, конечно, некоторая инерция будет заметна.
А у нас - пассажирские (окромя людей и почты скоростных грузов и нету почти).
Пусть даже 20т вагон, 12 вагонов в составе, 240 тонн всего.
Дальше: обычный вагон - 4 оси. А мы можем сделать хоть 10 колёс с каждой стороны - нам ведь не столь важно трение, езда на колёсах - режим вспомогательный, а не рабочий. Вот и получается по тонне массы на колесо, а не по 10 (что как бы даёт разницу). Можно и песочком посыпать, если очень уж надо будет, но не будет оно надо - меньше нагрузки.

Mishka> У того же боинга 747 18,
400 с фигом тонн. Больше чем 20 тонн на колесо - конечно, определённый износ предполагается.
А у нас на порядок с лишним меньше. А можно и ещё меньше сделать - прямо колодками о рельс тормозить. Колодок много, площадь контакта большая, нагрузка распределена.

Татарин>> При этом поезд будет иметь мЕньшую массу, чем обычный, так что и тормозить ему с любой точки зрения легче.
Mishka> За счёт колес?
Ну да.

Fakir> Да пофиг в общем, на магнитных справляются же.

Дык, справляются с теми же гусями известно как. Пушка, стреляющая гусями в самолёты была позаимствована у железнодорожников. Ну и маглевы всякие — они на специальной эстакаде приподняты, чтобы проблем не было. Это и есть самая дорогая часть маглева.

Fakir> Ну а какие винты разгоняли Ан-10 во много тонн до 600 км/ч? Ничего особо уж экстраординарного.

Хм, т.е. ты хочешь их как разместить? На крыльях, как у Ана? Или вертикально? Тогда точно не будет дешевле маглева. Ну и поезд будет тяжелее. Там минимум 10 вагонов надо. Что уже даст веса под 200 тонн. Ну ещё 120 человек со скарбом на вагон. Ещё тонн 100 даст.

Fakir> А вагоны по-любому проектировать, конечно, надо будет уже много тщательнее, чем нынешние - ближе к авиационным технологиям, борясь за каждый килограмм. Потому что первее движителей это выльется в параметры компрессоров.

Если жолоб, то там площадь большая. Легче жить.

Fakir> Ну дался тебе этот износ. Фото с ребром видел? Ну представь, что это самая обычная рельса, на которую опираются самые обычные колёса. Полагаешь, износ будет больше, чем на обычной скоростной ж/д?

Да не мне он дался. А железнодорожникам. Если просто железяки, то меньше. Если резина, то больше. А как железяками обеспечить трение, если давление будет маленьким? Вот Татарин говорит про самолёты. Вы оба представляете, сколько в среднем служит шина у самолёта?

Fakir> Мог быть. Опять-таки воздушка может иметь и магнитный привод, хотя экономику это скорее всего подрежет крепко.

Дык, братишка, как же так, елы палы?

Fakir> Воздушкам тоже желательны эстакады и минимальные уклоны. Зато сам путь у них - дешевле, чем у магниток.

Ты имеешь ввиду "рельсы" или "передвижение" под путём?

Fakir> А так уж оно надо?

Ага, требование государства. Безопасность и всё такое. В случае необходимости остановиться (ЕМНИП, не более 5 или 10 минут для грузовых) и стоять. Ну, или в ловушку ехать. Иначе катострофа и выплаты.

Fakir> Не говоря о том, что в случае винтов можно дать реверс + аэродинамические тормоза, а в случае линейного привода - тем более всё понятно.

А у кораблей бывает винты срезает при полном назад, если вперёд скорость большая. У них тормозные щитки.

Fakir> Ты же не можешь на весь обычный путь качественно опереться, у автора ж была идея опираться на рельсы!
Не уверен, но если так, то это проблемы автора.

Почему я не могу опереться качественно на весь путь? Всё, что мне нужно - отсутствие значимых щелей между рельсом и насыпью. Даже если на каком-то направлении пути этому не соответствуют, обеспечить это легко.

Татарин> отсутствие значимых щелей между рельсом и насыпью.
Меня это как раз и смущает. Какое давление подушки? Балласт выдуть может, мне почему-то кажется.

Mishka> Да не мне он дался. А железнодорожникам. Если просто железяки, то меньше. Если резина, то больше. А как железяками обеспечить трение, если давление будет маленьким? Вот Татарин говорит про самолёты. Вы оба представляете, сколько в среднем служит шина у самолёта?
Да. А также я представляю, на каком расстоянии с каких скоростей нужно погасить скорость у какой массы. То, что для поезда - экстренное торможение и не должно вообще случаться при нормальной работе, для самолёта - рабочий режим, по 5 раз на дню. Ну и нагрузки на колесо, всё ж, не те.

Татарин>> отсутствие значимых щелей между рельсом и насыпью.
Серокой> Меня это как раз и смущает. Какое давление подушки? Балласт выдуть может, мне почему-то кажется.
Если 20т/30м2 = 0.6т/м2, 0.05 атмосферы. В щёках - до 1 атм Слабо выдуть булыжник с насыпи?

Татарин> Расход энергии на подушку кажется ничтожным: ...
А при наборе достаточно большой скорости и специальной форменосовой части и вообще нулевой
Татарин> Я по-прежнему считаю идею абсолютно гениальной.
Татарин> Разубедите меня.

Зачем? Все верно

Татарин> Если 20т/30м2 = 0.6т/м2, 0.05 атмосферы. В щёках - до 1 атм Слабо выдуть булыжник с насыпи?

Да не, в балласте щебёнка, щеками выдувается. ) Кому-то повезло, при царе в качестве балласта был песок.
Впрочем, если подушка слабее щёк в 20 раз, остаётся вопрос курсовой устойчивости на больших скоростях.

Татарин> для самолёта - рабочий режим, по 5 раз на дню. Ну и нагрузки на колесо, всё ж, не те.

У Боинга 747 или А-380? Загнул. Разгибай. Ну и шины меняют у них достаточно часто. Знаю про 777 — в среднем около 6 месяцев при одной двух посадках в день и отсутствии плохих условий, когда шины блокируются. Т.е. 2 км за посадку, две посадки в день, 180 дней — меньше 800 км. И слой резины там не просто офигенный, а ОФИГЕННЫЙ! Ну и реверс движком есть. Если бы только на шинах, то и одной посадки бы хватало. Это я не говорю про торможение с 300 км/ч или выше. У многих лайнеров посадочная в районе 200 км/ч или ниже.

Серокой> остаётся вопрос курсовой устойчивости на больших скоростях.
Так в этом-то и прелесть, что у нас уже есть рельсы, проложеные с почти милиметровой точностью. "Подушка" может быть Г-образной направляющей. Пару-тройку сантиметров вниз можно сделать без проблем, у ЖД-колёс там реборды, так что никакой потери совместимости.
Кстати, при таком Г-образном зазоре, да ещё и общей ширине уплотнения в почти 10см (5 на головке + 5 вниз) расход воздуха уменьшается радикально, то есть мы выходим на умопомрачительную цифру в первые десятки киловатт на вагон. Даже аэродинамические потери у обычных "медленных" поездов выше.

Татарин> Если 20т/30м2 = 0.6т/м2, 0.05 атмосферы. В щёках - до 1 атм Слабо выдуть булыжник с насыпи?

Вот не надо. Площадь булыжника больше, чем у Серокоя струйка выйдет. А вот обеспечить такую струю в 0.05 атмосферы — вполне и выдуть может. У меня дома есть такая машинка для дутья листьев. Так камешки в диаметре 3-5 (щебень) см сдувает только так. Моторчик там с центробежной крыльчаткой в диметре около 12 см. И труба такая же идёт, а в конце такая щель меньше см шириной и около 12 см длиной. Говорят, что скорость там типа 190 миль в час на срезе. Сразу скажу, что давление не мерял.