Пандус для гоночных картов и гоночная трасса для картинга
Группа изобретений относится к области строительства спортивных и развлекательных сооружений, в частности крытых трасс для картинга и обеспечивает уменьшение площади крытого помещения для трассы и безопасное движение картов. Пандус для гоночных картов, соединяющий горизонтальные части трассы, расположенные на различных уровнях, представляет собой часть трассы, состоящую из трех плавно сопряженных между собой участков так, что продольная ось первого участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с вышележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе выпуклую переходную кривую, продольная ось второго участка в вертикальном разрезе наклонена к горизонту под углом 11-19°, продольная ось третьего участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с нижележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе вогнутую переходную кривую, радиус выпуклой переходной кривой составляет от 13 м до 15 м, радиус вогнутой переходной кривой составляет от 50 м до 52 м, продольная ось всех трех участков представляет собой в плане кривую с радиусом кривизны от 13 м до 21 м, а дорожное полотно пандуса имеет поперечный уклон от 1 до 3%. Гоночная трасса для картинга включает замкнутый дорожный путь, части которого расположены друг над другом на различном уровне относительно уровня земли. Трасса расположена в крытом помещении, каждая горизонтальная часть трассы, расположенная на одном уровне, имеет в плане форму петли, так что движение картов в противоположных направлениях происходит по смежным участкам поверхности уровня, поворотный участок петли и другие поворотные участки трассы расположены вблизи стен и конструкционных элементов здания, а неиспользуемыми участками уровня являются участки, занятые конструкционными элементами здания и необходимыми вспомогательными помещениями. Горизонтальные части трассы, расположенные на различных уровнях, соединены между собой пандусами, представляющими собой часть трассы, состоящую из трех плавно сопряженных между собой участков. Продольная ось первого участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с вышележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе выпуклую переходную кривую, продольная ось второго участка в вертикальном разрезе наклонена к горизонту под углом 11-19°, продольная ось третьего участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с нижележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе вогнутую переходную кривую, радиус кривизны выпуклой переходной кривой составляет от 13 м до 15 м, радиус вогнутой кривизны переходной кривой составляет от 50 м до 52 м, продольная ось всех трех участков представляет собой в плане кривую с радиусом кривизны от 13 м до 21 м, дорожное полотно пандуса имеет поперечный уклон от 1 до 3%, а по краям проезжей части трассы установлено ограждение безопасности. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области строительства спортивных и развлекательных сооружений.
Гонки на картах (картинг) представляют собой широко распространенные спортивные соревнования, а также популярный вид развлечения для непрофессионалов. Трассы для картинга должны иметь достаточную длину и позволять развивать значительную скорость. В связи с этим гоночные трассы занимают большую площадь и часто расположены под открытым небом. Возможность проведения гонок и комфорт для гонщиков и зрителей на таких трассах в значительной степени зависят от погодных условий. В связи с этим желательным является размещение трассы в крытом помещении.
Известно размещение спортивных сооружений в крытых помещениях. В частности, в документе US 5660595 описан портативный трек (велодром) для крытых помещений, который может использоваться для картинга. Этот трек представляет собой замкнутую трассу, состоящую из прямых участков и поворотов. Как прямые участки, так и повороты могут быть выполнены с поперечным наклоном, направленным внутрь трека. Недостатком такой трассы является значительная площадь помещения, в котором она расположена, при небольшой длине трассы. Этот недостаток связан с расположением трассы на одном уровне.
Известна трасса для картинга (US 6508716), расположенная на нескольких уровнях (этажах), размещенных друг над другом. Части трассы, расположенные на различных уровнях, соединяются между собой спиральными и наклонными переходными участками. Криволинейные части трассы имеют поперечный наклон от 10° до 45°. Дорожное полотно трассы снабжено ограждениями безопасности. Недостатком трассы является большая площадь, занимаемая трассой. Вследствие этого трасса предназначена для размещения под открытым небом.
Наиболее близкой к настоящему изобретению является гоночная трасса для моторных транспортных средств, описанная в US 5800272. Эта трасса представляет собой дорожный путь в виде замкнутой петли, которая имеет в плане конфигурацию в форме "восьмерки". Прямые части трассы расположены друг над другом на различных уровнях. Части трассы, соединяющие разные уровни, состоят из прямых участков, наклонных в продольном направлении, и поворотных участков, наклонных в поперечном направлении. Таким образом, транспортное средство при движении с одного уровня на другой проходит по отдельности прямые участки спуска (или подъема) и поворотные участки. Поворотные участки трассы имеют поперечный наклон от 10° до 40°.
Общими недостатками имеющихся решений являются нерациональное использование площади, которое требует больших капитальных затрат для расположения трасс в крытом помещении. Этот недостаток вызван наличием неиспользуемых внутренних площадок, ограниченных спиральными и поворотными участками трасс.
Другим общим недостатком имеющихся решений является неопределенность углов продольного наклона участков трасс, соединяющих различные уровни трассы. При малых углах продольного наклона участки подъема и спуска имеют большую длину и занимают значительные площади. При больших углах продольного наклона скорость движения транспортного средства на участках спуска резко возрастает, а на участках подъема - резко падает. Для безопасного движения транспортного средства по таким участкам необходимо согласование углов наклона, а также переходных кривых от горизонтальных участков к наклонным, с мощностью и конструкционными особенностями транспортного средства.
Недостатком известных решений являются также большая величина и широкий интервал (10-40°) углов поперечного наклона дорожного полотна на поворотных участках трасс. Поперечный наклон предусматривают для безопасного движения транспортного средства по поворотному участку трассы. Однако сооружение поворотного участка с наклоном требует значительных капитальных затрат и высокой точности выполнения работ для обеспечения плавности дорожного полотна. В связи с этим угол поперечного наклона желательно выбрать минимальным и согласованным с конструкционными особенностями транспортного средства.
Известна формула (SU 1620522), которая позволяет определить радиус кривизны поворотных участков трассы и угол поперечного наклона дорожного полотна в зависимости от скорости движения транспортного средства и допустимого отклонения равнодействующей нагрузок от нормали к поверхности. Эта формула, однако, не учитывает особенностей конструкции гоночных картов, поскольку предназначена для расчета параметров трассы для велосипедов, мотоциклов и т.д. Невозможность использования этой формулы связана также с тем, что она позволяет рассчитывать профиль поворотного участка, расположенного только в одном уровне (без продольного наклона).
Таким образом, целями изобретения являются:
- создание трассы для картинга, которая может быть расположена в крытом помещении и при максимальной длине занимает минимальную площадь;
- обеспечение безопасного движения картов по трассе и, таким образом, обеспечение безопасности гонщиков и зрителей;
- сокращение расходов на капитальное строительство крытых трасс для картинга.
Для достижения целей изобретения необходимо расположение трассы для картинга на более чем одном уровне относительно поверхности земли. Критическими для достижения целей изобретения являются:
- рациональное использование площади каждого уровня, так чтобы неиспользуемые участки площади были минимальны и их размер и расположение определялись расположением конструктивных элементов здания;
- минимальные размеры пандусов, соединяющих части трассы, расположенные на разных уровнях, и предназначенных для движения картов с одного уровня на другой.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими фигурами.
Фиг.1 - нижележащий уровень двухуровневой трассы для картинга.
Фиг.2 - вышележащий уровень двухуровневой трассы для картинга.
Фиг.3 - схема пандуса 1, предназначенного для движения картов с вышележащего уровня на нижележащий уровень трассы, и пандуса 2, предназначенного для движения картов с нижележащего на вышележащий уровень трассы.
Фиг.4. - вертикальный разрез пандуса 1 вдоль его осевой линии А-А (показана на фиг.3).
Фиг.5. - вертикальный разрез пандуса 2 вдоль его осевой линии Б-Б (показана на фиг.3).
Цели изобретения достигаются следующим образом.
Части трассы, расположенные на одном уровне и обозначенные как позиция 3 на фиг.1 и позиция 4 на фиг.2, имеют в плане форму петли, так что движение картов в противоположных направлениях происходит по смежным участкам поверхности уровня. Поворотные участки каждой петли, обозначенные как позиция 5 на фиг.1 и позиция 6 на фиг.2, а также другие поворотные участки трассы 7 расположены вблизи стен 8 и конструкционных элементов здания 9. Неиспользуемыми участками каждого уровня 10 являются участки, занятые конструкционными элементами 9 здания и необходимыми вспомогательными помещениями 11.
Пандусы 1 и 2, соединяющие горизонтальные части трассы, расположенные на различных уровнях и представляющие собой часть трассы, состоят из трех участков, плавно сопряженных между собой, которые отмечены на фиг.4 и фиг.5. Первый участок 12 обеспечивает плавное сопряжение пандуса с вышележащей горизонтальной частью трассы. Продольная ось первого участка 12 каждого пандуса представляет собой в вертикальном разрезе выпуклую переходную кривую, радиус кривизны которой составляет в среднем от 13 м до 15 м. Второй участок 13 каждого пандуса плавно сопряжен с первым участком 12. Продольная ось второго участка 13 в вертикальном разрезе наклонена к горизонту под углом 11-19°. Третий участок 14 каждого пандуса плавно сопряжен со вторым участком 13 и нижележащей горизонтальной частью трассы. Продольная ось третьего участка 14 представляет собой в вертикальном разрезе вогнутую переходную кривую, радиус кривизны которой составляет в среднем от 50 м до 52 м. Продольные оси 15 и 16 всех трех участков обоих пандусов (фиг.3) представляет собой в плане кривые с радиусом кривизны R1 и R2 от 13 м до 21 м, а дорожное полотно пандусов имеет поперечный уклон от 1 до 3%.
Расположение частей трассы на различных уровнях относительно земли позволяет существенно сократить площадь, занимаемую трассой. При необходимости увеличения длины трассы без изменения площади, занимаемой зданием, возможно размещение трассы на трех и более уровнях. Дополнительному сокращению площади и ее рациональному использованию служит расположение трассы в виде петли, ветви которой проходят в непосредственной близости друг от друга, так что движение картов в противоположных направлениях происходит по смежным участкам поверхности уровня, а поворотные участки трассы расположены вблизи стен и конструкционных элементов здания.
Для рационального использования площади здания оказалось необходимым выполнить пандусы, соединяющие различные уровни в виде криволинейных участков таким образом, чтобы пандусы были одновременно наклонены в продольном направлении и являлись поворотными участками. Анализ конструкции картов привел к выводу, что плавное сопряжение горизонтальных участков трассы и наклонных участков пандуса должно удовлетворять специальным условиям: выпуклые переходные кривые в вертикальном разрезе должны иметь радиус не менее 13 м, а вогнутые - не менее 50 м. В противном случае с учетом вертикальных ускорений при движении карт может нижними частями своего корпуса приходить в соприкосновении с дорожным покрытием. В результате такого соприкосновения возможно изменение траектории движения карта, возникает опасность его неконтролируемого движения и создается угроза безопасности водителя. С другой стороны, чем больше радиус выпуклых и вогнутых переходных кривых, тем большую площадь занимают пандусы. Наклон второго участка 13 пандусов составляет 11-19°. Эти величины выбраны, исходя из мощности карта и максимальной безопасной скорости его движения.
Натурные испытания пандусов показали, что при движении карта по криволинейному пандусу происходит "вывешивание" одного из передних колес карта, которое заключается в том, что это колесо теряет контакт с дорожным покрытием. Эта особенность конструкции картов приводит к тому, что в ходе движения по пандусу нарушается управляемость карта водителем. Это создает угрозу безопасности водителя вследствие неконтролируемого движения карта. Найдено, что для предотвращения "вывешивания" переднего колеса достаточно поперечного наклона дорожного полотна величиной 1-3%. Преимущественно поперечный наклон составляет 2%.
Для удобства наблюдения на ходом соревнований на неиспользуемых для прохождения трассы поверхностях уровня могут быть установлены трибуны для зрителей. Вдоль трассы могут быть установлены видеокамеры. Видеокамеры передают видеоизображение на мониторы, установленные в местах нахождения зрителей, а также во вспомогательных помещениях - в кафе-баре, в помещении для судей и т.д. Это позволяет наблюдать и контролировать ход гонок, а также в необходимых случаях оказывать экстренную помощь гонщикам.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующим примером.
Пример 1.
Двухуровневая трасса для картинга показана на фиг.1 и 2. Длина трассы составляет 352 м при общей площади одного уровня около 1000 м2 (включая вспомогательные помещения). Высота между уровнями составляет 4,8 м. Ширина трассы составляет от 3,5 до 5,3 м. Часть трассы, расположенная на каждом из уровней, представляет собой петлю с близким расположением ветвей петли. Неиспользуемые для прохождения трассы части уровня использованы для размещения вспомогательных помещений (пунктов общественного питания, медицинского пункта, раздевалок, туалетов, помещения для технического обслуживания картов и т.д.), на них также расположены опорные конструкции верхнего уровня трассы. Пандус 1, предназначенный для спуска картов с верхнего уровня на нижний, имеет радиус поворота в плане R1=13,5 м. Пандус 2, предназначенный для подъема картов с нижнего уровня на верхний, имеет радиус поворота в плане R2=20,1 м. Радиус выпуклых переходных кривых в продольном профиле пандусов составляет 14,7 м, а радиус вогнутых кривых - 51,6 м. Поперечный наклон пандусов составляет 2%, т.е. обеспечивается разность высот наружной и внутренней кромки дорожного полотна в 8,6 см при ширине 4,3 м. По краям проезжей части трассы установлено ограждение безопасности 17, способное поглощать энергию удара карта.
1. Пандус для гоночных картов, соединяющий горизонтальные части трассы, расположенные на различных уровнях, представляющий собой часть трассы, состоящую из трех плавно сопряженных между собой участков, так что продольная ось первого участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с вышележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе выпуклую переходную кривую, продольная ось второго участка в вертикальном разрезе наклонена к горизонту под углом 11-19°, продольная ось третьего участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с нижележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе вогнутую переходную кривую, радиус выпуклой переходной кривой составляет от 13 до 15 м, радиус вогнутой переходной кривой составляет от 50 до 52 м, продольная ось всех трех участков представляет собой в плане кривую с радиусом кривизны от 13 до 21 м, а дорожное полотно пандуса имеет поперечный уклон от 1 до 3%.
2. Пандус для гоночных картов по п.1, отличающийся тем, что при движении картов с вышележащего горизонтального участка трассы на нижележащий продольная ось всех трех участков представляет собой в плане кривую с радиусом кривизны 13,5 м.
3. Пандус для гоночных картов по п.1, отличающийся тем, что при движении картов с нижележащего горизонтального участка трассы на вышележащий и продольная ось всех трех участков представляет собой в плане кривую с радиусом кривизны 20,1 м.
4. Пандус для гоночных картов по п.1, отличающийся тем, что дорожное полотно пандуса имеет поперечный уклон 2%.
5. Пандус для гоночных картов по п.1, отличающийся тем, что дорожное полотно имеет ширину от 3,5 до 5,3 м.
6. Пандус для гоночных картов по пп.1-3, отличающийся тем, что радиус выпуклой переходной кривой составляет в среднем 14,7 м, радиус вогнутой переходной кривой составляет в среднем 51,6 м, дорожное полотно пандуса имеет ширину 4,3 м и поперечный уклон 2%.
7. Гоночная трасса для картинга, включающая замкнутый дорожный путь, части которого расположены друг над другом на различном уровне относительно уровня земли, отличающаяся тем, что трасса расположена в крытом помещении, каждая горизонтальная часть трассы, расположенная на одном уровне, имеет в плане форму петли, так что движение картов в противоположных направлениях происходит по смежным участкам поверхности уровня, поворотный участок петли и другие поворотные участки трассы расположены вблизи стен и конструкционных элементов здания, а неиспользуемыми участками уровня являются участки, занятые конструкционными элементами здания и необходимыми вспомогательными помещениями, горизонтальные части трассы, расположенные на различных уровнях, соединены между собой пандусами, представляющими собой часть трассы, состоящую из трех плавно сопряженных между собой участков, так что продольная ось первого участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с вышележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе выпуклую переходную кривую, продольная ось второго участка в вертикальном разрезе наклонена к горизонту под углом 11-19°, продольная ось третьего участка, обеспечивающего плавное сопряжение пандуса с нижележащей горизонтальной частью трассы, представляет собой в вертикальном разрезе вогнутую переходную кривую, радиус кривизны выпуклой переходной кривой составляет от 13 до 15 м, радиус вогнутой кривизны переходной кривой составляет от 50 до 52 м, продольная ось всех трех участков представляет собой в плане кривую с радиусом кривизны от 13 до 21 м, дорожное полотно пандуса имеет поперечный уклон от 1 до 3%, а по краям проезжей части трассы установлено ограждение безопасности.
8. Гоночная трасса для картинга по п.7, отличающаяся тем, что дорожное полотно имеет ширину от 3,5 до 5,3 м.
9. Гоночная трасса для картинга по п.7, отличающаяся тем, что не менее чем на одном уровне установлены места для зрителей.
10. Гоночная трасса для картинга по п.7, отличающаяся тем, что вдоль трассы установлены видеокамеры, передающие видеоизображение на мониторы, установленные в местах нахождения зрителей.
