Струнный транспорт

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Проект трассы струнного транспорта Юницкого с колеей шириной 2 м, идущей по центру улицы Народного Ополчения от станции метро «Октябрьское Поле» до Детского парка чудес в Москве

Струнный транспорт Юницкого (СТЮ) — разновидность наземной (а точнее, надземной) транспортной системы, в которой лёгкие вагоны двигаются по рельсам, натянутым между опорами. Подвижной состав на электротяге может достигать скорости до 500 км/ч. Движение регулируется автоматизированной системой управления.

История проекта[править | править вики-текст]

Идею струнного транспорта выдвинул в 1977 году А. Э. Юницкий при совершенствовании эстакады для неракетной космической транспортной системы — общепланетного транспортного средства.

Экспериментальная реализации струнного транспорта началась в 2001 год году, когда был построен опытный участок грузовой транспортной системы СТЮ в городе Озёры Московской области. Проект полигона и технологию его возведения разработал А. Э. Юницкий, генеральный директор и генеральный конструктор ОАО «Научно-производственный комплекс Юницкого». Работы по проектированию полигона и его строительству финансировались предпринимателем Д. В. Терёхиным и губернатором Красноярского края А. И. Лебедем из личного губернаторского фонда. Был построен испытательный стенд, как часть будущего полномасштабного полигона СТЮ. Действующий стенд с лабораторно-испытательным комплексом в виде переоборудованного грузового автомобиля ЗИЛ-131 массой до 15 т (в качестве имитатора пассажирского юнибуса и грузового юникара) демонстрировался Правительству Российской Федерации. Испытательный стенд на данный момент является недействующим[1]: в 2009 г., через неделю после Госсовета России по инновациям на транспорте, он был полностью уничтожен (демонтирован и увезён в неизвестном направлении) неустановленными лицами. В Российской Федерации в ноябре 2008 г. по решению Комитета транспорта Государственной Думы Федерального Собрания струнный транспорт Юницкого был рекомендован к скорейшему внедрению в экономику страны[2]. Вопрос интеграции струнного транспорта в экономику России 23 ноября 2009 г. рассматривался на Комиссии Совета Федерации по естественным монополиям под руководством Н. И. Рыжкова с точки зрения решения транспортных проблем России, как в мегаполисах, так и в труднодоступных регионах Сибири и Дальнего Востока. В ноябре 2009 г. на заседании Президиума Госсовета России, посвящённом инновациям на транспорте, была получена поддержка Президента России Д. А. Медведева. Однако, несмотря на всё это, в Российской Федерации разработчик так и не смог найти возможность финансирования рабочих проектов.

В разное время планировалось строительство СТЮ в нескольких городах России, в Объединённых Арабских Эмиратах, Китае, Южной Корее, Саудовской Аравии, Канаде, Вьетнаме и др. странах, но из-за отсутствия финансирования это строительство откладывалось на неопределённое время, так как разработчик не имеет возможностей финансировать строительство адресных инфраструктурных проектов. В 2008 г. первую струнную дорогу планировалось построить в Хабаровске[3]. Однако специалисты МИИТ не рекомендовали проект СТЮ в Хабаровске для реализации[4].

Гранты ООН[править | править вики-текст]

Проект получил в 1998 году грант от ООН на выполнение работ по проекту № FS-RUS-98-S01 «Устойчивое развитие населённых пунктов и улучшение их коммуникационной инфраструктуры с использованием струнной транспортной системы»[5]. Руководитель проекта — академик А. Э. Юницкий, на тот момент времени — президент Регионального общественного фонда содействию развитию линейной транспортной системы, созданного в г. Москве для реализации струнных технологий. В 1999 году ООН-Хабитат совместно с ЮНИДО (организацией Объединённых Наций по промышленному развитию) планировали выделить 30 млн долларов США для финансирования проекта, однако деньги в Россию так и не поступили, так как эти работы были заблокированы Министерством науки Российской Федерации.

В 2004 году А. Э. Юницкий получил второй грант ООН по проекту № FS-RUS-02-S03 «Обеспечение устойчивого развития населённых пунктов и защита городской окружающей среды с использованием струнной транспортной системы». Проект по этому гранту прошёл международную экспертизу и СТЮ был рекомендован к реализации на международном рынке транспортной индустрии.[6]

Путевая структура[править | править вики-текст]

Один из основных компонентов струнной транспортной системы — струнный рельс (рельс-струна), или струнная балка (балка-струна), или струнная ферма (ферма-струна) особой конструкции. На конструкции рельсов, их креплений, технологию строительства и монтажа автором получены российские и зарубежные патенты (более 50). Рельс (балка, ферма), как правило, представляет собой пустотелый стальной (в перспективе — композитный) короб, внутри которого размещён пакет натянутых проволок-струн (или лент, нитей, прутьев и других протяжённых силовых элементов). Внутреннее пространство короба, не занятое струнами, заполняется минеральными или полимерными композициями. Усилие натяжения струн составляет от 10 до 1 500 тонн в зависимости от класса грузоподъёмности линии, длины пролётов, расчётных скоростных режимов движения и типа системы (навесная или подвесная).

Расстояние между основными (анкерными) опорами должно составлять от 1 до 5 км (по длине высокопрочной стальной проволоки, используемой для струн); расстояние между промежуточными поддерживающими опорами-стойками — от 25 до 100 м и более. Через 10—20 м и более струнные рельсы могут быть соединены поперечными перемычками для обеспечения постоянства колеи (для бирельсовых вариантов СТЮ, так как возможны и монорельсовые варианты как навесного, так и подвесного типов). За счёт использования двухребордных (двухгребневых) колёс подвижного состава и дополнительных удерживающих боковых роликов изменения колеи не являются критичными. Температурные изменения по длине рельса компенсируются избыточным предварительным натяжением струн (частично — предварительным натяжением корпуса рельса); продольных температурных деформаций при этом не возникает (возникают только поперечные перемещения, в пределах 1—3 мм в середине пролёта, что не критично).

При движении транспортного средства (рельсового автомобиля) на пролёте длиной 30 м вертикальный прогиб рельсов не превышает 30 мм для низкоскоростного СТЮ (расчётная относительная деформативность — не более 1/1000, как и у капитальных мостов) и 6 мм — для высокоскоростного СТЮ (расчётная относительная деформативность — не более 1/5000, что выше требований, предъявляемым к эстакадам для высокоскоростных железных дорог). Горизонтальный боковой прогиб рельсов при воздействии на путевую структуру и транспортное средство ураганного бокового ветра не превышает 2—3 мм на пролёте 30 м.

Строительное провисание струны в навесном СТЮ «зашито» внутри полости рельса (то есть головка рельса и струна в нём не являются параллельными друг другу). В подвесном же СТЮ головка рельса параллельна струне, то есть размещена с провисом на каждом пролёте, поэтому на каждой опоре подвесной рельс-струна размещён на специальном ложементе радиусом 100 м и более, в зависимости от расчётной скорости движения. Провисание струнного рельса между опорами в городском подвесном СТЮ используется для начального разгона подвижного состава на начальном участке пути между соседними остановками и, наоборот, для торможения — на конечном, что позволяет, в том числе, значительно снизить расход электрической энергии (до 3—5 раз). Для этого расстояние между опорами целесообразнее делать равными расстоянию между соседними остановками (500—1000 м), совмещая пассажирские станции «второго уровня» с анкерными опорами такой городской трассы.

Стоимость прокладки пути двухпутной системы по оценкам разработчика (в зависимости от типа и класса системы и скорости передвижения) в условиях равнинной местности составит 0,7—3,5 млн $/км (в условиях городской застройки — на 20—30 % выше); полная стоимость СТЮ, с учётом стоимости подвижного состава и инфраструктуры — 0,9—6 млн $/км. Себестоимость перевозок, что является основной комплексной технико-экономической характеристикой любого вида транспорта, в этой системе «второго уровня» составит: 1 т груза — 0,5—0,7 $/100 км, одного пассажира — 0,7—1,2 $/100 км (всё в долларах по курсу и состоянию на начало 2013 года).

Подвижной состав[править | править вики-текст]

В качестве подвижного состава планируется использовать пассажирские (юнибусы), грузовые (юникары) и грузо-пассажирские рельсовые автомобили специальной конструкции, передвигающиеся (в разных вариантах системы) сверху или снизу по рельсам-струнам со скоростями в диапазоне от 50 до 500 км/ч, а в городе — до 150 км/ч. Рельсовые автомобили, при необходимости, могут собираться в поезда, где они будут связаны друг с другом механически либо электронной сцепкой (расстояние между отдельными рельсовыми автомобилями в таком поезде составит 100 м и более). Предельная скорость движения зависит от динамической жёсткости (обусловленной натяжением струны и изгибной жёсткостью рельса-струны) и строительной ровности головки рельса-струны на пролёте, а также от мощности двигателя и аэродинамических качеств корпуса рельсового автомобиля, которые подбираются под конкретную транспортную задачу из разработанных, апробированных и сертифицированных элементов, узлов и агрегатов.

Возможны следующие варианты привода в рельсовых автомобилях:

На сегодня разработано несколько десятков вариантов навесных и подвесных рельсовых автомобилей: пассажирских — вместимостью от 5 до 500 пассажиров и развиваемой скоростью от 50 до 450 км/ч, грузовых — грузоподъёмностью от 1 т до 10 000 т. Планируемая мощность электропривода — от 5 до 500 кВт и более. В юнибусах предусмотрено два режима торможения: служебное (ускорение до 1 м/c²[7], тормозной путь со скорости 300 км/ч — около 3,5 км) и экстренное (соответственно, 3,5 м/с²[8] и 0,9 км). Стоимость десятиместного скоростного пассажирского юнибуса ориентировочно составит в серийном производстве около 50 тыс. $, а низкоскоростного грузового юникара грузоподъемностью 10 т — около 5 тыс. $.

Варианты и типы системы[править | править вики-текст]

На сегодняшний день спроектированы два основных типа системы:

  • навесной, в котором рельсовые автомобили поставлены сверху на рельсы-струны (два рельса-струны, или балки-струны, или фермы-струны на один путь, натянутых с общим усилием 50—1500 т и более; расстояние между анкерами 1—5 км и более, между промежуточными опорами — 30—50 м и более (до 2 км при поддержке пути с помощью канатов и вант); скорость движения — до 500 км/ч;
  • подвесной, в котором рельсовые автомобили подвешены снизу к рельсам-струнам (один или два рельса-струны на один путь, натянутые с общим усилием 10—300 т и более; расстояние между анкерами 1—3 км и более; скорость движения — до 150 км/ч).

Также разработаны несколько вариантов (классов) системы струнного транспорта, в зависимости от грузоподъёмности и пассажировместимости рельсовых автомобилей:

  • сверхлёгкий — до 3 человек или до 0,5 т груза;
  • лёгкий — до 10 человек или до 2,5 т груза;
  • средний — до 25 человек или до 5 т груза;
  • тяжёлый — до 50 человек или до 10 т груза.
  • сверхтяжёлый — до 500 человек или до 10 000 т груза.

Заявленная провозная способность: от 10 000 пасс./сут. и 10 000 т/сут. — для сверхлёгкого, до 2 млн пасс./сут. и 2 млн т/сут. — для сверхтяжёлого. Провозная способность сверхтяжёлого СТЮ схожа с провозной способностью электропоезда и метрополитена.

Перспективы системы[править | править вики-текст]

В 2003—2009 годах было предложено[1] несколько десятков различных проектов строительства СТЮ в России (трассы в Амурской области, Ставрополе, Хабаровске, Ханты-Мансийске, Сочи, Калининграде, Санкт-Петербурге, Москве, «Нижний Новгород — Москва», «Санкт-Петербург — Москва», «Санкт-Петербург — Калининград», «Сургут — Ханты-Мансийск» и др.), ОАЭ, КНР, Саудовской Аравии, Индонезии, Австралии и др. странах.

В рамках прошедшего 24 ноября 2009 года заседания Президиума Государственного Совета РФ в Ульяновске Губернатор Ульяновской области С. Морозов сделал следующее заявление:

Мы в Ульяновской области приняли решение и создали буквально на этой неделе инновационный центр струнных технологий с полигоном сертификационных и демонстрационных трасс. В перспективе мы будем строить в Ульяновске городскую трассу подвесного струнного транспорта Юницкого.[9]

Преимущества системы[править | править вики-текст]

К основным преимуществам системы относятся:

  • Низкая материалоёмкость и стоимость всей транспортной инфраструктуры (в сравнении с другими конкурирующими транспортными системами «второго уровня», имеющими ту же производительность, — в 5—10 раз и более).
  • Отсутствие колоссальных топливных затрат на уборку снега и наледи для холодных стран, таких как Россия, Канада, Беларусь, Украина, Финляндия, Эстония и другие.
  • Долговечность пути и подвижного состава (соответственно, не менее 50 лет и 25 лет; для сравнения, асфальтные дороги в России требуют восстановления каждую весну).
  • В городах возможность занятия второго яруса над существующими автомобильными дорогами и, как следствие, уменьшение пробок, вплоть до полного их исчезновения.
  • На природе свободное передвижение диких и домашних животных.
  • Автомобильные и железные дороги, сельскохозяйственная техника, грунтовые и поверхностные (в том числе паводковые) воды не перекрываются.
  • Высокая экологичность системы (выбросы вредных веществ менее 0,1 г/пасс.-км).
  • Низкое энергопотребление при эксплуатации (в переводе на топливо: городские перевозки подвесным СТЮ — 0,2—0,3 л/100 пасс.-км, междугородные высокоскоростные перевозки при скорости 350 км/ч — 0,5—0,6 л/100 пасс.-км).
  • Низкий процент изъятия земель под трассу (в 50-100 раз меньше в сравнении с насыпями железных и автомобильных дорог).
  • Резкое снижение аварийности и смертности за счёт использования компьютеризированной системы управления и исключения человеческого фактора.
  • Безопасность высокоскоростного движения (благодаря «второму» уровню размещения и наличию противосходной системы), в том числе при терактах (например, падение одной или нескольких поддерживающих опор, скрепленных с рельсом-струной через специальный отстегивающийся механизм, не приведет к обрушению пролёта и к обрыву струнного рельса, а вызовет лишь дополнительную вертикальную деформацию пути).
  • Отсутствие значительных шумовых, вибрационных или электромагнитных воздействий на окружающую среду.

Недостатки системы[править | править вики-текст]

  • Отсутствие работающих промышленных участков системы и сертифицированных опытно-демонстрационных трасс.
  • Нет описания возможности перевозки опасных по своим размерам, пылящих/горячих и опасных грузов.
  • Не описаны конструкции стрелок (отсутствие «заклинивания» в нейтральном положении и др.).
  • Не разработаны системы охраны и информационной защиты (видеонаблюдение на станциях и ПС, электронные журналы поездок, обнаружение забытых вещей и др.)
  • Не описаны ремни и подушки безопасности.
  • Нет возможности использовать существующие пути (железнодорожные, автомобильные, общего пользования и др.).
  • Не описаны риски совершения террористических атак на открытые трассы

Критика системы[править | править вики-текст]

Часто СТЮ критикуют по следующим пунктам[10]:

  • Название «струнный» транспорт не совсем корректно, так как фактически ПС движется по рельсам, а струны лишь усиливают прочность конструкции (как, впрочем и «железная» дорога — также некорректное название, так как поезд движется не по железным, а по стальным рельсам);
  • СТЮ фактически представляет собой железнодорожный путь, подвешенный или располагающийся на предварительно напряжённой (растянутой) конструкции;
  • Движение ПС по СТЮ должно быть постоянным и непрерывным с интервалами движения для пассажирских модулей в 1000 м, а для грузовых — 50 м (в виде протяжённого эшелона с электронной сцепкой) — примерно как движение автомобилей на автомобильной дороге;
  • В случае аварии доступ к аварийному ПС проблематичен из-за высоты расположения СТЮ. Это же является препятствием для безопасной эвакуации пассажиров (этот недостаток присущ также любому другому виду транспорта эстакадного исполнения — монорельс, поезд на магнитной подушке и др.);
  • При обрыве струнного армирования (как и в традиционных мостах и в транспортных эстакадах) высока вероятность травмирования пассажиров и порчи груза из-за потери контакта с рельсом всеми движущими колёсами;
  • Ремонт пути (как и в любой другой транспортной эстакаде) осложнён высотой расположения СТЮ;
  • Так как непосредственно под СТЮ можно вести ограниченную хозяйственную деятельность, то объём выделяемых земель будет сравним с железнодорожным (хотя при железнодорожном строительстве почва под насыпью не только изымается, но и уничтожается и на ней больше ничего не произрастает);
  • Для перевозки одинакового количества груза СТЮ требуется большее число модулей, чем железнодорожных вагонов (как, впрочем, и большее количество автомобилей при автомобильных перевозках).

А также см. статью Дмитрия Верхотурова «Немного о струнном транспорте Юницкого»

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Биография на Официальном сайте разработчика А. Э. Юницкого
  2. Заключение на инновационную транспортную технологию «Струнный транспорт Юницкого» РАН ИПТ им. Соломенко. Текст статьи от 5 октября 2009 года.
  3. Б. Сиротин. Струна-конкурент // «Гудок» от 20.12.2006.
  4. Экспертное заключение МИИТ по проекту СТЮ в Хабаровске (вместе с апологией Юницкого).
  5. Итоговый отчет по проекту Центра ООН по населенным пунктам (Хабитат) FS-RUS-98-S01.
  6. Заключительный отчет по проекту Программы ООН по населенным пунктам FS-RUS-02-S03.
  7. Ниже, чем максимальное ускорение при торможении (-2,5 м/с²) в стандарте APM standard part 2 ASCE 21-98
  8. Ниже, чем ускорение при экстренном торможении (-3,5 м/с²) в стандарте APM standard part 2 ASCE 21-98
  9. Стенографический отчёт о заседании президиума Государственного совета по вопросу инновационного развития транспортного комплекса. Kremlin.ru (24 ноября 2009). Проверено 14 августа 2010. Архивировано из первоисточника 21 февраля 2012.
  10. Немного о «струнном транспорте» Юницкого

Ссылки[править | править вики-текст]