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) — концепция наземной (а точнее, надземной) транспортной системы, в которой лёгкие вагоны двигаются по рельсам, натянутым между опорами[1]. До настоящего времени не реализована и подвергается критике по многим аспектам[2][3].

Конструкция[править | править вики-текст]

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[4], тормозной путь со скорости 300 км/ч — около 3,5 км) и экстренное (соответственно, 3,5 м/с²[5] 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.

Преимущества и недостатки[править | править вики-текст]

Преимущества

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.
  • Низкие потери на трение (нет потерь на неровности дороги и трение в шинах) и, как следствие, 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).
  • Высокая экологичность системы (выбросы вредных веществ менее 0,1 г/пасс.-км).
  • Возможность полной автоматизации, отказ от водителей и вагоновожатых.
  • 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
  • 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[6]:

  • 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).

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 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[7]: 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[8]. 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[9]. Однако специалисты МИИТ не рекомендовали проект СТЮ в Хабаровске для реализации[10].

В 2003—2009 годах было предложено[7] 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.[11]

В 2014 году разработана программа развития группы компаний RSW-systems на ближайшие 3 года. Программа разбита на 15 этапов.[12] Начато народное акционирование инновации по Британскому праву на выгодных для инвестора условиях.[13]

В 2015 году выделена земля[где?] под строительство полигона струнных технологий[14]

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»[15]. 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.[16]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Станислав Зигуненко. Бегущие по проводам: По опорам ЛЭП помчатся грузовики (рус.). Популярная механика (Декабрь 2002). Проверено 16 февраля 2015.
  2. Немного о «струнном транспорте» Юницкого
  3. Константин Болотов. В чём главный недостаток Струнного Транспорта Юницкого? (рус.). Мембрана (29 июля 2002). Проверено 16 февраля 2015.
  4. Ниже, чем максимальное ускорение при торможении (-2,5 м/с²) в стандарте APM standard part 2 ASCE 21-98
  5. Ниже, чем ускорение при экстренном торможении (-3,5 м/с²) в стандарте APM standard part 2 ASCE 21-98
  6. Немного о «струнном транспорте» Юницкого
  7. 1 2 Биография на Официальном сайте разработчика А. Э. Юницкого
  8. Заключение на инновационную транспортную технологию «Струнный транспорт Юницкого» РАН ИПТ им. Соломенко. Текст статьи от 5 октября 2009 года.
  9. Б. Сиротин. Струна-конкурент // «Гудок» от 20.12.2006.
  10. Экспертное заключение МИИТ по проекту СТЮ в Хабаровске (вместе с апологией Юницкого).
  11. 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.
  12. Программа развития группы компаний RSW-systems. RSW-systems (5 марта 2014 г.).
  13. Видеообращение А.Э. Юницкого - генерального директора, генерального конструктора RSW systems (25 февраля 2014 г.).
  14. Стройка SkyWay начинается!. TWITTER (26 января 2015 г.).
  15. Итоговый отчет по проекту Центра ООН по населенным пунктам (Хабитат) FS-RUS-98-S01.
  16. Заключительный отчет по проекту Программы ООН по населенным пунктам FS-RUS-02-S03.

Ссылки[править | править вики-текст]