Аэродинамический ж/д вагон

Авторы патента:

B61F3/00 - Тележки ходовой части (B61F 5/00 имеет преимущество)

B61D1/00 - Железнодорожные вагоны, платформы и т.п.; конструктивные элементы кузовов подвижного состава (транспортные средства вообще B60; модификация транспортных средств для использования на специальных рельсовых дорогах B61B; рамы B61F)

B61B15/00 - Комбинированные железные дороги

Владельцы патента RU 2693423:

Лялин Александр Поликарпович (RU)

Изобретение относится к ж/д транспорту, а именно к высокоскоростным пассажирским поездам. Аэродинамический ж/д вагон включает закрытый кузов (1), установленный на ж/д тележки, и два аэродинамических элемента (6) с горизонтальным и вертикальным расположением в виде самолетного крыла, обеспечивающие возможность передвижения вагона с опорой лишь на один рельс. Колеса (3) с одной стороны ж/д тележек выполнены двухребордными, а колеса (4) с другой стороны ж/д тележки выполнены с резиновыми шинами. На конечной ж/д станции вагон стоит, опираясь колесами (3) не рельсы, а колесами (4) на бетонную дорожку. Вагоны могут быть объединены в поезд. Изобретение повышает пропускную способность однопутевых железных дорог, уже существующих или еще только строящихся. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к высокоскоростным пассажирским поездам и позволяет повысить пропускную способность уже существующих или еще только строящихся, одно путевых железных дорог (далее Ж/Д).

Традиционные Ж/Д для повышения пропускной способности, путем обеспечения возможности одновременного прохождения по ним поездов встречного направления движения, предусматривают прокладку поверх общей насыпи двух путей на некотором удалении одного от другого. При этом, каждый путь включает в себя два ряда рельсов уложенных на общие шпалы. Известны также поезда использующие однорельсовые Ж/Д (см. монорельсовые дороги - Политехнический словарь, издательство «Советская энциклопедия», Москва, 1976 г., стр. 299), но они не могут быть использованы на обычных ж/д с колеей 1520 мм и поэтому используют для передвижения специальные (монорельсовые) Ж/Д, как правило эстакадного типа.

Целью изобретения является повышение пропускной способности обычных, одно путевых Ж/Д, путем использования их для встречного передвижения по ним Ж/Д транспортных средств, преимущественно пассажирских высокоскоростных поездов.

Указанная цель достигается тем, что в Ж/Д вагоне, содержащем кузов с устройствами для сцепки с другими вагонами или локомотивом на обоих торцах и установленным на две Ж/Д тележки, по изобретению, на крыше кузова установлены, с шарнирным сочленением, два аэродинамических элемента в виде самолетного крыла и один из которых располагается горизонтально, а другой вертикально. Кроме того, в Ж/Д тележках с одной их стороны установлены двухребордные колеса со стальными бандажами, а с другой стороны установлены колеса с резиновыми шинами. При этом, оба аэродинамических элемента имеют возможность укладываться продольно на крышу кузова, а также имеют возможность изменять поперечный крутящий момент передаваемый ими на кузов в процессе движения. Также, в вагоне может быть установлен двc - электрогенератор, а колеса Ж/Д тележек могут быть оснащены электроприводом.

На фиг. 1 показан вагон на межстанционном участке Ж/Д пути. На фиг. 2 – то же, на станционном участке Ж/Д пути. На фиг. 3 показана схема приложения к вагону поперечных вращательных моментов, при движении с опорой на один рельс.

Вагон включает в себя закрытый кузов 1, установленный на две Ж/Д тележки содержащие раму 2 с двумя парами колес 3 и 4 попарно соединенными осями 5. На крыше кузова 1 установлены два аэродинамических элемента 6, присоединенных к кузову 1 шарнирными механизмами 7 (в передней части вагона). Колеса 3, с одной стороны Ж/Д тележек, выполнены двухребордными со стальными бандажами, а колеса 4, с другой стороны ж/д тележек, выполнены с резиновыми шинами. В кузове 1 может быть установлен ДВС - электрогенератор (не показан), а колеса 3 и 4 могут быть снабжены электроприводом 8. В шарнирных механизмах 7 имеются устройства позволяющие изменять поперечный крутящий момент передаваемый аэродинамическими элементами 6 на кузов 1 в процессе движения (не показан). Подшипниковые буксы 9 располагаются снаружи колес 3 и 4 и взаимодействуют с кузовом 1 посредством гидропневматической подвески 10 (вариант). Все колеса, оснащаются тормозными механизмами (не показаны), а электропривод 8 может работать в режиме электрогенератора (экономичный режим торможения). Ж/Д путь на межстанционном участке пути включает в себя Ж/Д полотно 11 и уложенные сверху на шпалах 12 рельсы 13. Ж/Д путь на станционном участке пути включает в себя рельсы 13, уложенные на шпалы 12 и бетонные дорожки 14 проложенные по обе стороны Ж/Д пути, на уровне оголовков рельсов 13.

Вагон, включенный в состав поезда или эксплуатируемый автономно, функционирует следующим образом. На конечной Ж/Д станции вагон 1 стоит опираясь колесами 3 на рельсы 13, а колесами 4 на бетонную дорожку 14 (фиг. 2). При этом аэродинамические элементы 6 уложены продольно на крыше кузова 1. После выезда малой скоростью за пределы станции аэродинамические элементы 6 переводятся в рабочее положение (см. фиг. 1) и начинается разгон до крейсерской скорости (300÷350 км/час) при которой поперечные крутящие моменты создаваемые аэродинамическими элементами 6 сравниваются с поперечным крутящим моментом обратной направленности, создаваемым массой вагона и колеса 4 отрываются от бетонной дорожки 14.

УСЛОВИЕ ПОПЕРЕЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ (см. Фиг.3).

М0=M1+М2,

где M0=P0*L0; M1=P1*L1; M2=P2*L2;

где Р0 - Статическая сила обусловленная массой вагона (G).

L0 - Плечо приложения силы Р0 относительно точки опрокидывания (оголовок рельса 12).

Р1 - Динамическая сила создаваемая горизонтальным аэродинамическим элементом 6.

L1 - Плечо приложения силы Р1 относительно точки опрокидывания.

Р2 - Динамическая сила создаваемая вертикальным аэродинамическим элементом 6.

L2 - Плечо приложения силы Р2 относительно точки опрокидывания.

Поскольку L1 и L2, при длине аэродинамических элементов 6 ~ равных длине вагона (12÷15 м), многократно превышают L0, то и. силы Р1 и Р2, необходимые для обеспечения поперечной устойчивости вагона, потребуются многократно меньшие Р0.

В целях безопасности, длина бетонной дорожки 14 должна превышать дистанцию необходимую для разгона-торможения вагона. Такой же разгонно-тормозной участок Ж/Д пути (с бетонной дорожкой 14) имеется и с другой стороны станции. Участки Ж/Д пути с бетонными дорожками 14 устраиваются и под виадуками, линиями электропередачами и прочими неустранимыми дорожными препятствиями. Эти участки вагоны проходят с уложенными на крышу кузова 1 аэродинамическими элементами 6. При модернизации уже существующих однополосных скоростных Ж/Д путей потребуется дооборудование их разгонно-тормозными участками оснащенными бетонными дорожками 14. Также, для обеспечения безопасного прохождения встречных вагонов (поездов) по Ж/Д путям со стандартной ширины колеи (1520 мм) потребуется увеличить расстояние между колесами 3 и 4 до 2000÷2500 мм. При этом, на время сближения встречных поездов, они могут дополнительно несколько наклоняться во вне. Перед началом поперечного наклона вагона (плавного) пассажиры оповещаются звуковым или световым сигналом.

При включении нескольких аэродинамических Ж/Д вагонов в состав поезда с локомотивом, последний также оснащается парой аэродинамических элементов 6. А также оборудуется двумя типами колес: двухребордными 3 и с резиновыми шинами 4.

1. Железнодорожный вагон, содержащий закрытый кузов с устройствами для сцепки с другими вагонами или локомотивом на обоих торцах и установленный на две ж/д тележки, отличающийся тем, что на крыше кузова установлены с шарнирным сочленением два аэродинамических элемента в виде самолетного крыла и один из которых располагается горизонтально, а другой - вертикально, а в ж/д тележках с одной их стороны установлены двухребордные колеса со стальными бандажами, а с другой стороны установлены колеса с резиновыми шинами.

2. Вагон по п. 1, отличающийся тем, что оба аэродинамических элемента имеют возможность укладываться продольно на крышу кузова, а также имеют возможность изменять поперечный крутящий момент, передаваемый ими на кузов в процессе движения.

3. Вагон по п. 1, отличающийся тем, что в нем установлен двигатель внутреннего сгорания с электрогенератором.

4. Вагон по п. 1, отличающийся тем, что колеса ж/д тележек оснащены электроприводом.

Похожие патенты:

Устройство с ходовой частью // 2646203

Группа изобретений относится к системам передач для локомотивов и моторных вагонов. Экипажная часть транспортного средства (12), в частности рельсового транспортного средства содержит ходовую часть (10), тяговые двигатели и блок силового питания.

Тележка локомотива с малым динамическим воздействием на рельсы // 2630831

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам локомотивов. Тележка железнодорожного локомотива, бустерной секции или тягового вагона, в которой основным несущим элементом рамы тележки являются электродвигатели.

Бесчелюстная тепловозная тележка // 2606417

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к бесчелюстным тепловозным тележкам. Бесчелюстная тепловозная тележка состоит из рамы с установленными на ней колесно-моторными блоками.

Тележка тепловоза // 2604365

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к тележкам тепловозов. Тележка тепловоза содержит раму и поводки букс.

Тележка грузового вагона // 2553398

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. Тележка грузового вагона состоит из боковин, связанных между собой подпружиненной надрессорной балкой, и букс с колесными парами и тормозного оборудования.

Узел опорного скользуна с постоянным контактом для железнодорожного вагона // 2530201

Изобретение относится к устройству железнодорожных тележек, в частности к опорным скользунам постоянного контакта. Скользун содержит корпус со стенкой, центральная ось которой является центральной осью узла опорного скользуна, и составную крышку.

Ведущая колесная тележка рельсового транспортного средства, содержащая полуподвешенный двигатель // 2526404

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к моторным тележкам. Тележка содержит две пары колес (2), попарно соединенных между собой посредством вала с образованием колесной пары (4); при этом колесные пары (4) соединены между собой при помощи рамы (6).

Тележка грузового вагона и грузовой вагон // 2514982

Группа изобретений относится к железнодорожной технике, в частности к грузовым вагонам и их тележкам. Тележка содержит две колесные пары, две боковые рамы, гнезда под подшипники, надрессорную балку, тормозные устройства, первый соединительный стержень и второй соединительный стержень.

Высокоскоростная транспортная система, полая ходовая балка (варианты), ходовая тележка (варианты), подвижной состав (варианты) // 2494897

Группа изобретений относится к высокоскоростным транспортным системам, предназначенным преимущественно для сообщения между населенными пунктами, в частности к региональной транспортной инфраструктуре, и представляет собой высокоскоростную транспортную систему, включающую трассу, выполненную в виде установленной на опорах полой ходовой балки с контактными поверхностями, расположенными в разных плоскостях, и подвижный состав с приводом, снабженный ходовыми тележками, выполненными с поперечным контуром, частично копирующим форму ходовой балки, и с ходовыми колесными парами и парными стабилизационными системами, расположенными в разных плоскостях ходовой тележки, полая ходовая балка выполнена в сечении треугольной формы, образованной тремя поперечно гофрированными листами, расположенными друг к другу под острыми углами, жестко связанными между собой в вершинах треугольника посредством продольно расположенных несущих профилей, причем контактные поверхности расположены на несущих профилях.

Способ снижения износа системы колесо-рельс и конструкция для его осуществления // 2449910

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к ходовым частям грузового вагона. .

Железнодорожный вагон с пассажирским отсеком, доступным через подвижную и неподвижную площадки между двумя уровнями // 2689913

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Железнодорожный вагон (1) содержит на первом уровне (10) нижний пассажирский отсек (6), содержащий нижний пол (44), и на втором уровне (12), смещенном по высоте относительно первого уровня (10), первую входную дверь (22) с первой стороны (26) железнодорожного вагона, вторую входную дверь (24) со второй стороны (28) железнодорожного вагона, противоположной первой стороне (26), первую неподвижную входную площадку (48), находящуюся напротив первой входной двери (22), и подвижную входную площадку (52), выполненную с возможностью перемещения в вертикальном направлении относительно нижнего пола (44), расположенную между второй дверью (24) и неподвижной первой входной площадкой (48).

Гибкий поезд // 2635721

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Гибкий пассажирский поезд (1) содержит кабины машиниста, жесткие купейные (2) и тамбурные (3) секции, соединенные между собой замкнутыми гибкими порталами (4).

Салон пассажирского общественного транспортного средства // 2602010

Изобретение относится к оборудованию салонов пассажирских транспортных средств. Салон пассажирского транспортного средства с рядами расположенных друг за другом кресел, включающих сиденье со спинкой, имеющих возможность разворота рабочей поверхности относительно направления движения транспортного средства, и механизм их крепления к полу.

Способ автоматического управления оборудованием пассажирского вагона на всех этапах его жизненного цикла // 2574473

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Способ заключается в подготовительных действиях и автоматизированном выполнении заданного цикла операций по эксплуатации установленного оборудования.

Узел крепления перегородки к боковине вагона // 2550057

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Узел крепления перегородки к боковине вагона содержит элементы каркаса в виде прогонов (1) с поперечными пазами, корытообразные профильные элементы (3), вставленные в поперечные пазы прогонов и закрепленные на кромочной части (4) перегородки (5) элементами взаимного фиксирования.

Двухрежимный железнодорожный поезд // 2541030

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Железнодорожный поезд состоит из по меньшей мере трех вагонов (1, 2, 3, 4, 5, 6) и содержит два концевых вагона (1, 3), каждый из которых опирается своим свободным концом на моторную колесную тележку (10), а своим противоположным концом - на ось несущей межвагонной колесной тележки (11) с двумя несущими осями.

Железнодорожный вагон с подвижными площадкой и подножкой // 2529938

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Железнодорожный вагон (1) содержит пол (4), включающий в себя стандартную площадку (16) и по меньшей мере одну подвижную площадку (22), расположенную напротив двери (10) железнодорожного вагона и выполненную с возможностью поступательного вертикального перемещения и адаптации по высоте к высоте железнодорожного перрона (24).

Железнодорожный вагон // 2524289

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к вагонам высокоскоростного пассажирского поезда. В железнодорожном вагоне, содержащем тележки (1) с колесными парами, элементы сцепки, кузов (5) с закрепленными на нем крыльями (8), обладающими подъемной силой при перемещении в воздушной среде, элементы поддержки крыльев, механизмы управления положением крыльев, каждое крыло состоит из центральной неподвижной (10) части и расположенных по обе стороны от нее поворотных (11, 12) на осях частей.

Автомотриса для пассажирских перевозок // 2520173

Автомотриса является, по меньшей мере частично, двухуровневой с концентрированной силовой установкой. Автомотриса содержит последовательно расположенные первый ведущий вагон (2), по меньшей мере один промежуточный вагон (3, 3а), блок (Е), содержащий по меньшей мере один двухуровневый моторный вагон (4), по меньшей мере один промежуточный вагон (3, 3а) и второй ведущий вагон (2).

Оптимизированная компоновка салона летательного аппарата // 2517624

Изобретение относится к оптимизированной компоновке салона для перевозки пассажиров летательного аппарата. Салон содержит два продольных прохода, а также кресла, расположенные рядами, каждый из которых доступен из одного продольного прохода.

Аэропоезд и пути его движения // 2664091

Изобретение относится к высокоскоростным транспортным средствам. Аэропоезд состоит из локомотива и соединенных с локомотивом грузопассажирских модулей – вагонов и выполнен с возможностью передвижения по железнодорожному пути и над ним.