Воздушно-дорожный транспорт кашеварова "вдтк-2"

 

Использование: изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструирования средств скоростного железнодорожного транспорта. Сущность изобретения, у воздушно-дорожного транспорта, имеющего дорожное полотно и подвижной состав товаропассажирских вагонов, соединенных в поезда, в качестве дорожного полотна применена лыжно-барьерная дорога, имеющая две взаимно параллельные лыжи, проложенные на расстоянии друг от друга, и стальной корпус, установленный в средней части дорожного полотна между двумя лыжнями со стенками, параллельными лыжням, с барьерами, установленными перпендикулярно стенкам корпуса и отделяющими одну воздушную подушку от другой, ей смежной, в качестве подвижного состава применен лыжно-воздушный поезд из головного с товаропассажирским вагоном, хвостового с товаропассажирским вагоном и одним или несколькими товаропассажирскими вагонами и платформами, установленными между головной и хвостовой парами вагонов, при этом вагоны установлены на лыжни и соединены друг с другом стыковочным устройством в лыжно-воздушный поезд, имеющий в вагонах верхнюю часть двигателя-движителя, выполненного в виде воздушно-реактивного двигателя с камерой сгорания, в которую подведены патрубки с форсунками от топливного насоса и которая соединена сопловым отверстием с расширяющимся газоводом, идущим к верхней части воздушной подушки лыжно-барьерной дороги, с дверцей, ось вращения которой установлена под газоводом перпендикулярно стенкам корпуса воздушной подушки, с теплоизолирующей камерой, окружающей камеру сгорания и газовод и соединенной входным патрубком с компрессором и выходным отверстием с верхней частью воздушной подушки, причем два хвостовых вагона имеют камеру вторичного воздушно-реактивного движителя, установленную над воздушными подушками лыжно-барьерной дороги, головной и хвостовой вагоны имеют обтекаемую форму, в них дополнительно установлены двигатели внутреннего сгорания с электрогенераторами, вагоны имеют несколько этажей, из которых первый этаж является товарным, а последующие - пассажирскими. 5 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструирования средств скоростного железнодорожного транспорта.

Известен воздушно-дорожный транспорт, имеющий дорожное полотно и подвижной состав товаропассажирских вагонов, соединенных в поезда.

Однако известный воздушно-дорожный транспорт обладает низкими технико-экономическими характеристиками.

Технический результат при реализации описываемого изобретения заключается в повышении технико-экономических характеристик воздушно-дорожного транспорта.

Этот технический результат достигается тем, что у воздушно-дорожного транспорта, имеющего дорожное полотно и подвижной состав товаропассажирских вагонов, соединенных в поезда, в качестве дорожного полотна применена лыжно-барьерная дорога, имеющая две взаимно параллельные лыжни, проложенные на расстоянии друг от друга, и стальной корпус, установленный в средней части дорожного полотна между двумя лыжнями со стенками, параллельными лыжням, с барьерами, установленными перпендикулярно стенкам корпуса и отделяющими одну воздушную подушку от другой, ей смежной, в качестве подвижного состава применен лыжно-воздушный поезд из головного с товаропассажирским вагоном, хвостового с товаропассажирским вагоном и одних или нескольких товаропассажирских вагонов и платформ, установленных между головной и хвостовой парами вагонов, при этом вагоны установлены на лыжни и соединены друг с другом стыковочным устройством в лыжно-воздушный поезд, имеющий в вагонах верхнюю часть двигателя-движителя, выполненного в виде воздушно-реактивного двигателя с камерой сгорания, в которую подведены патрубки с форсунками от топливного насоса и которая соединена сопловым отверстием с расширяющимся газоводом, идущим к верхней части воздушной подушки лыжно-барьерной дороги, с дверцей, ось вращения которой установлена под газоводом перпендикулярно стенкам корпуса воздушной подушки, с теплоизолирующей камерой, окружающей камеру сгорания и газовод и соединенной входным патрубком с компрессором и выходным отверстием с верхней частью воздушной подушки, причем два хвостовых вагона имеют камеру вторичного воздушно-реактивного движителя, установленную над воздушными подушками лыжно-барьерной дороги, головной и хвостовой вагоны имеют обтекаемую форму, в них дополнительно установлены двигатели внутреннего сгорания с электрогенераторами, вагоны имеют несколько этажей, из которых первый этаж является товарным, а последующие - пассажирскими.

Такой воздушно-дорожный транспорт может иметь двигатель-движитель, составленный из двух половин: одной верхней, установленной в вагоне, и другой - нижней, установленной на полотне дороги. Верхняя половина двигателя-движителя имеет камеру сгорания цилиндрической формы с торцами в виде полусфер, к которым подведены патрубок с клапаном, соединяющий камеры сгорания с баллоном для сжатого воздуха, и патрубок с форсункой, соединяющий камеры сгорания с топливным насосом, в средней части камеры сгорания установлены электросвечи зажигания, камера сгорания соединена по образующей своей цилиндрической поверхности сопловым отверстием с газоводом, расширяющимся к прямоугольному отверстию, соединяющему его с камерой воздушной подушки нижней половины двигателя-движителя, камера сгорания и газовод окружены теплоизолирующей камерой, имеющей входной патрубок, соединяющий ее с компрессором сжатого воздуха, сопловое сужение и выходное отверстие, соединяющее ее с камерой воздушной подушки, под газоводом установлена горизонтальная ось вращения дверцы, периодически разделяющая камеру воздушной подушки на переднюю и заднюю части, ось вращения дверцы расположена в плоскости, проходящей через вертикальные оси вращения лыж вагона, ось дверцы имеет рычаги, жестко связанные с ней и воспринимающие на себя момент силы давления газов на заднюю поверхность дверцы при ее вертикальном положении, при этом рычаги упираются в амортизаторы, установленные на дне вагона. Дверца имеет по своему контуру пластинчатые пружины, препятствующие проходу газов из задней части подушки в ее переднюю часть, перекрывающие зазоры между контурами дверцы, дном и боковыми стенками камер воздушных подушек, нижняя половина двигателя-движителя имеет стальной корпус с дном, боковыми стенками и барьерами, формирующими камеру воздушной подушки, на верхней части барьера установлена пластинчатая пружина, перекрывающая зазор между барьером и дном вагона, боковая стенка стального корпуса имеет пластинчатую пружину, перекрывающую зазор между этой стенкой и дном вагона, а также имеет желоб, по дну которого скользит пружина, установленная на дне вагона и перекрывающая зазор между дном вагона и дном желоба.

Кроме того, такой воздушно-дорожный транспорт может иметь вторичный воздушно-реактивный движитель в виде камеры, установленной в двух хвостовых вагонах над стальным корпусом воздушных подушек и имеющей наклонное вверх дно от передней части первого хвостового вагона до задней части второго хвостового вагона, где камера заканчивается прямоугольным отверстием.

Кроме того, такой воздушно-дорожный транспорт может иметь стыковочное устройство в виде рамы, соединяющей между собой передний и задний вагоны лыжно-воздушного поезда, при этом задний вагон соединен со стыковочным устройством вертикальной осью, проходящей через проушины вагона и рамы стыковочного устройства, передний вагон соединен со стыковочным устройством горизонтальной осью в виде двух полуосей, вставленных в проушины рамы и переднего вагона, а рама образует малый горизонтальный угол со стенкой заднего вагона и малый вертикальный угол со стенкой переднего вагона.

Кроме того, такой воздушно-дорожный транспорт может иметь лыжи с вертикальными осями, установленными в балках вагона, проходящих вдоль его боковых стенок, лыжи могут иметь камеры, боковые стенки которых выполнены в виде цилиндрических поверхностей с радиусом, равным минимальному радиусу кривизны лыжни, передний конец лыж имеет зуб, вставленный с люфтом в выемку заднего конца впереди установленной лыжи, дно камеры лыжи имеет конусные отверстия, усеченные вершины которых выходят на лыжню, а через полую вертикальную ось вращения лыжи ее камера может быть соединена с камерой воздушной подушки.

Кроме того, такой воздушно-дорожный транспорт может иметь лыжно-барьерную дорогу с двумя взаимно параллельными лыжнями, образованными тавровыми или швеллерными балками, обшитыми, например обклеенными, с внутренней стороны досками со смазкой, наносимой при отрицательных температурах в виде льда и снега, а при положительных температурах - глиняного раствора, посередине между лыжнями на железобетонном полотне дороги установлен стальной корпус с камерами воздушных подушек, перегороженных барьерами, установленными через расстояние, равное расстоянию между вертикальными осями смежных лыж вагона, внутренняя поверхность камер воздушных подушек, образованных между смежными барьерами, имеет теплоизолирующее покрытие, а боковые стенки камер воздушных подушек имеют желобы с пластинчатой пружиной, скользящей по пластинке, вставленной в дно вагона.

На фиг. 1 показан лыжно-воздушный поезд описываемого транспорта, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1 с обрывом передней части этого поезда при увеличенном масштабе по сравнению с тем, который имеется на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В фиг. 2; на фиг. 5 - узел М фиг. 2; на фиг.6 - разрезы Г-Г, Д-Д и Е-Е на фиг. 5; на фиг. 7 - сечение Ж-Ж на фиг. 6; на фиг. 8 - узел Н на фиг. 2 в увеличенном виде; на фиг. 9 - сечение по З-З на фиг. 8; на фиг. 10 - сечение И-И на фиг. 8; на фиг. 11 - сечение К-К на фиг. 10, увеличенное в два раза по сравнению с фиг. 10; на фиг. 12 и 13 - сечения Л-Л и М-М на фиг. 11; на фиг. 14 - узел О на фиг. 12 в увеличенном виде; на фиг. 15 - продольно-вертикальное сечение лыж; на фиг. 16 - сечение Н-Н на фиг. 15; на фиг. 17 - сечение О-О на выноске фиг. 15; на фиг. 18 - поперечное и продольное сечения участка лыжни и лыжи, увеличенное по сравнению с фиг. 15; на фиг. 19 - сечение вторичного реактивного движителя; на фиг. 20 - вид сзади вторичного движителя (ВРДК).

Воздушно-дорожный транспорт ВДТК-2 представляет собой комплексное соединение следующих трех основных устройств; устройства лыжно-воздушного поезда (ЛВПК); устройства лыжно-барьерной дороги (ЛБДК) и устройства двигателя-движителя (ДДК-2) с ВРДК.

Поезд ЛВПК состоит из головного вагона 1, товаропасажирских вагонов 2, вагонов-платформ 3 для крупногабаритных грузов и хвостового вагона 4. Головной и хвостовой вагоны являются одновременно головным и хвостовым аэродинамическим обтекателями поезда ЛВПК и его товаропассажирскими вагонами в два раза меньшей емкости и грузоподъемности, чем остальные товаропассажирские вагоны. В головном и в товаропассажирских вагонах установлены верхние части двигателей-движителей ДДК-2 в виде оголовника 5 с газоводом 6 и дверцей 7 (фиг. 8), компрессор 8 с электродвигателем, баллоны со сжиженным (или природным) газом 9 и баллоны со сжатым воздухом 10. В головном и хвостовом вагонах установлены еще роторные двигатели (РДК) с электрогенераторами 1. В головном вагоне установлены также два двигателя-движителя ДДК-2, а в товаропассажирских вагонах - по одному ДДК-2. В соответствии с потребителями топлива и сжатого воздуха в вагонах устанавливаются компрессоры 8 необходимой производительности и баллоны 9 и 10 необходимой емкости.

Все вагоны имеют стыковочное устройство, соединяющее их между собой в состав, который может состоять из четырех вагонов и более. Стыковочное устройство вагонов (фиг. 2-7) имеет вертикальную 12 и горизонтальную 13 оси вращения, вставленные в проушины 14, 15 и 16 соответственно заднего 3, переднего 2 вагонов и соединительной рамы 17. Ось 12 вставляется в отверстия проушин 14 и 16 вагона и рамы 17 и соединяет раму с вагоном 3 в заводских условиях на длительное время. Ось 13 в виде двух полуосей (фиг. 6) вставляют на сортировочной станции дороги ЛБДК при формировании поезда ЛВПК под транспортировку имеющегося количества грузов и пассажиров. Оси 12 и 13 вставляют без люфта в круговые отверстия вагонов 2 и 3 и с люфтом - в овальные отверстия 18 и 19 рамы 17, которые позволяют смещение вагонов 2 и 3 относительно друг друга соответственно по горизонтали и по вертикали перпендикулярно оси дороги. Оси 12 и 13 позволяют проходить вагонам по дороге с заданным (допустимым) радиусом кривизны в горизонтальной и вертикальной плоскостях в соответствии с реализованными в стыковочном устройстве малыми углами α и β .

Двигатель-движитель ДДК-2 имеет оголовник 5 в виде цилиндра с полусферами на его торцах, с камерой сгорания 20, покрытой с внутренней стороны термоизоляцией, изображенной крестообразной штриховкой, газовод 6, соединенный с камерой сгорания 20 сопловым отверстием 21 и с камерой воздушной подушки 22 перегородками 23 газовода 6. Камера сгорания 20 и газовод 6 окружены теплоизолирующей камерой 24 с перегородками 25, с впускным патрубком 26, соединяющим ее с малым компрессором 27 для сжатого воздуха камеры 24 и с выпускным сопловым отверстием 28, соединяющим теплоизолирующую камеру 24 с камерой 22 воздушной подушки. Теплоизолирующая камера 24 имеет электродатчик 29 температуры и давления, соединенный с компьютером 30, управляющим работой компрессора 27. В установившимся режиме, в рейсовом режиме работы ДДК-2, компрессор 27 работает со средней производительностью, температура воздуха в камере 24 находится в пределах 300 - 400^oC, предусмотренным конструкцией ДДК-2 и его эксплуатацией с наибольшей эффективностью, и в камеру 22 через сопловое отверстие 28 поступает около 10% воздуха по отношению к массе газов, поступающих в воздушную подушку от камеры сгорания 20. При этом возникает сила тяги, составляющая 5 - 10% от силы тяги, создаваемой всем реактивным двигателем ДДК-2.

Камера сгорания 20 имеет патрубок 31, соединяющий ее с баллоном для сжатого воздуха и перекрытый клапаном 32, и патрубок 33, идущий от топливного насоса 34, оканчивающийся форсункой 35, установленной по геометрической оси камеры сгорания 20, а также электросвечи 36 зажигания топливной смеси, установленные на внутренней цилиндрической поверхности камеры сгорания 20.

Камера 22 воздушной подушки отделена от смежной камеры 22 барьером 37 и образована снизу дном 38 между барьерами 37 и стенками 39 стального корпуса, сверху полосой 40 для вагона, расположенной над стальным корпусом, сзади вогнутой цилиндрической поверхностью 41 барьера 37, имеющей термоизолирующий слой, спереди и снизу - пологой поверхностью 42 барьера 37. Поверхности 41 и 42 барьера 37 соединяются в его эластичном (упругом) гребне 43, направленном в сторону движения вагона.

Камера 22 воздушной подушки разделена дверцей 7 на переднюю и заднюю части, объем которых изменяется во время движения вагона. Дверца 7 имеет ось 44 вращения, жестко связанную с дверцей 7, и рычаг 45, жестко связанный с осью 44. Рычаг 45 может отклоняться до амортизатора 46, при этом дверца 7 отклоняется до вертикального положения ее задней плоскости, перекрывающей камеру 22 воздушной подушки между стенками 39 с зазором между дном 38 и дверцей 7, перекрытым пластинчатой пружиной 47, и с зазором между стенкой 39 и торцевой поверхностью дверцы 7, перекрытым пластинчатой пружиной 48. Ось 44 вращения дверцы 7 установлена под газоводом 6 на таком удалении от его отверстия 23, что пружина 47 перекрывает переднюю часть этого отверстия на ширину пружины 47. Рычаг 45 имеет якорь 49, который при горизонтальном положении дверцы 7 контактирует с сердечником электромагнита 50. При включенном магните 50 якорь 49 притягивается электромагнитом 50 с такой силой, что дверца 7 остается в горизонтальном положении даже при работающей камере сгорания.

Стенка 39 имеет желоб 51 с пружиной 52, скользящей по пластинке 53, установленной на дне 40 вагона, на котором закреплена аналогичная пружина 54, скользящая по дну 55 желоба 51. На дне 40 вагона между пружинами 52 и 54 установлен электродатчик 56 давления газов. Ширина желобов 51 равна возможной величине смещения вертикальной оси 57 вращения лыжи 58 относительно лыжни 59, по которой скользят лыжи 58 вагона. Лыжи 58 имеют нижнюю поверхность, отстоящую от поверхности лыжни 59 на зазор, равный 1 - 2 см и заполненный смазкой 60, которой в зимнее время служат снег и лед, а в летнее время мокрая глина. В лыжную камеру 61 из камеры 22 воздушной подушки через гибкий патрубок 62 и полуось 57 подается теплый сжатый воздух, который в зимнее время подогревает нижнюю поверхность лыжи 58 и тем самым улучшает ее скольжение по лыжне 59. В летнее время улучшение скольжения лыжи 58 по мокрой глине достигается за счет воздушной смазки, реализуемой в результате выхода сжатого воздуха из лыжи от камеры 61 через конусные отверстия 63 (фиг. 18).

Лыжня 59 выполнена в виде стальной балки швеллерного или двухтаврового профиля 64, нижние ребра которого вцементированы в край полотна дороги 65, а верхние обшиты (например, обклеены) с внутренней стороны досками 66.

Ось 57 лыжи 58 установлена в роликовых подшипниках 67 боковой продольной балки 68 вагона и может поворачиваться на небольшой угол при проходе вагоном лыжни 59 с минимальным радиусом кривизны. Угол поворота оси 57 ограничен ее выступами 69 в пазах 70 балки 68. Боковые стенки 71 лыжи 58 имеют радиус кривизны, равный минимальному радиусу кривизны лыжни 59. Задний конец каждой лыжи 58 имеет углубление 72, в которое входит зуб 73 переднего конца смежной лыжи 58 с люфтом, обеспечивающим вхождение лыжи 58 в лыжню 59 с минимальным радиусом кривизны.

Хвостовые вагоны 2 и 4 (фиг. 19 и 20) образуют вторичный реактивный движитель в виде камеры 74, которая начинается в начале хвостового вагона 2 в результате наклона вверх дна 40, продолжающегося до конца вагона 4, где заканчивается камера 74 прямоугольным отверстием 75, имеющим высоту, в несколько раз превышающую высоту камеры 22 воздушной подушки. В средней части камеры 74 установлен электродатчик 76 давления и температуры. Такие же датчики 76 установлены в камерах 22 на дне 40.

Станции дороги ЛБДК строятся на прямолинейном, горизонтальном участке дороги, имеющем длину не менее длины поезда ЛВПК, подъезд к которому выполняется в виде подъема на высоту 20 м и более на расстоянии 5 км и более, а съезд - в виде спуска с такими же характеристиками. Подобное устройство станции позволяет сократить энергетические затраты поезда ЛВПК и ускорить подъезд к станции и отъезд от нее.

Станции дороги ЛБДК имеют вокзалы такой же этажности, как и вагоны поезда ЛВПК, позволяющие производить посадку и высадку пассажиров на платформы вокзала того же уровня, что и соответствующие этажи вагонов, с учетом чередования пассажирских и товарных вагонов.

Эксплуатация воздушно-дорожного транспорта ВДТК-2 осуществляется следующим образом.

Подготовка поезда ЛВПК к движению по заданному маршруту начинается с формирования состава из головного и хвостового вагонов со спаренными с ними вагонами и вагонов, вставленных между этими головными и хвостовыми парами. При этом может быть вставлен в поезд ЛВПК вагон-платформа, предназначенный для транспортировки крупногабаритных грузов. Формирование состава производится на сортировочной станции с помощью поворотного круга, подобного тому, который применяется на железной дороге.

Перед началом движения на станции отправления в вагонах поезда ЛВПК запускаются компрессоры 8, заполняющие сжатым воздухом баллоны 10 до заданного давления, и запускаются роторные двигатели РДК с электрогенераторами 11. Затем включаются ДДК-2 вагонов с камерами сгорания 20 с пусковым режимом периода воспламенения топливной смеси, который формируется компьютером по программе "Пуск". Этой программой предусмотрен такой темп работы ДДК-2, при котором в каждую камеру 22 может поступить из газовода 6 газов сгоревшей топливной смеси не более, чем от баллонов 10 ее воспламенений.

В результате начальной фазы работы ДДК-2 возникает сила тяги, в 2 - 3 раза превышающая ее величину, рассчитанную для рейсового режима работы ДДК. Поезд ЛВПК получит ускорение, существенно превышающее ускорение, достигаемое товарным поездом железной дороги. Увеличению этого ускорения будет содействовать также наклон пути со станции отправления поезда ЛВПК. Возникнет также и подъемная сила над камерами 22 воздушных подушек, которая может составить в начале движения вагонов до 0,9 - 0,95 мас.% вагонов, но не сможет превысить эту величину, так как тогда увеличится зазор между пружинами 52 и 54 и соответственно пластиной 53 и дном 55 желоба 51, что приведет к утечке газов из воздушных подушек и уменьшению подъемной силы до вышеупомянутых величин.

Во время рейсового режима работы ДДК-2 камера сгорания 20 работает в своем оптимальном режиме как камера сгорания реактивного двигателя с сопловым отверстием 21 и газоводом 6 и как камера сгорания д.в.с., поставляющая газы сгоревшей топливной смеси через газовод 6 в заднюю часть камеры 22. По этой причине ДДК-2 является одновременно реактивным двигателем и д.в.с. Как реактивный двигатель ДДК-2 создает большую силу тяги, т.е. развивает большую мощность и с большим КПД, чем реактивный двигатель, выпускающий газы сгоревшего топлива в воздушное или (тем более) в безвоздушное пространство. Большая мощность и больший КПД обусловлены большим давлением газов в сопловом отверстии 21 газовода 6 и в самом газоводе, так как сводному выходу газов из газовода 6 препятствует давление газов в камере 22 перед отверстием газовода 6, образовавшихся от предшествовавших воспламенений топливной смеси в камере 20.

Большая мощность и больший КПД предлагаемого двигателя, чем д.в.с., обусловлена тем, что в заднюю часть камеры 22 поступают газы от нескольких циклов работы камеры 20, поддерживая большее среднее давление газов в задней части камеры 22 за дверцей 7, чем среднее давление в цилиндре д.в.с. Кроме того, в ДДК-2 нет потерь на трение поршня, кривошипного механизма с коленчатым валом, нет холостых ходов поршня, связанных со всасыванием воздуха, его сжатием и с выхлопом отработавших газов, нет потерь тепла, связанных с наличием устройств охлаждения, т.е. сжатый воздух, охлаждающий камеру 20 и разогретый до 400^oC, вводится в камеру 22 для использования его энергии в работе ДДК-2, нет потерь тепла выхлопных газов с температурой 600 - 1000^oC, имеющих место в д.в.с., так как выхлопные газы в ДДК-2 из камеры 22 с температурой в 2 - 3 раза меньшей поступают во вторичный реактивный движитель для выполнения полезной работы по созданию силы тяги и подъемной силы в двух хвостовых вагонах поезда ЛВПК, утилизируя в нем тепло газов, температура которых перед выходом в атмосферу понижается до 100^oC.

Принципиально новым в работе ДДК-2 как д.в.с. является использование давления газов и воздуха в камере 22 как подъемной силы воздушной подушки, получаемой как побочное свойство работы камеры расширения, верхняя часть которой образована дном вагона. Таким свойством не обладает ни одна камера расширения известных д.в.с.

Весьма существенным отличительным свойством ДДК-2 от д.в.с. является простота и надежность работы ДДК и его в десятки раз большая удельная мощность. Принципиальным отличием ДДК-2 является то, что камера расширения 22 составлена из двух частей, из которых верхняя ее часть представляет собой неподвижную часть дороги между барьером 37 дороги и дверцей 7 движущейся платформы. Разделение камеры расширения на верхнюю и нижнюю части позволило получить подъемную силу для вагона без затраты энергии на получение этой силы, возникающей как побочное явление в результате высокого давления газов в камере расширения, используемого для создания силы тяги, приложенной к дверце 7 ДДК-2. Такой способ и такое устройство для получения подъемной силы вагона еще не известны из уровня техники. Подобного устройства нет ни в одном из тепловых двигателей современной техники, благодаря такому устройству стало возможным существенное улучшение всех основных характеристик д.в.с., особенно суммарных и самых главных как КПД в 2 - 3 раза, повышение удельной мощности в десятки раз, увеличение длительности эксплуатации, экономичности и экологичности в несколько раз. Кроме того, использование выхлопных газов д. в.с. для заполнения неподвижных воздушных подушек, образованных барьерами и боковыми стенками дороги, также является принципиально новым устройством, не известным современному уровню техники, а использование выхлопных газов ДДК-2 позволяет уменьшить энергетические затраты на движение воздушно-дорожного состава вагонов и сделать эти вагоны с меньшей затратой металла и меньшей массы. Воздушные подушки современных устройств создаются с затратой энергии на работу компрессоров, поставляющих сжатый воздух в воздушные подушки, образованные оболочками, оконтуривающими площадку для платформы и являющимися для нее дополнительной нагрузкой. Воздушные подушки ДДК-2 не требуют наличия существенных по массе специальных устройств на платформе и не требуют затрат энергии на поддержание давления газов и воздуха в этих подушках, потому что используют для этой цели отходы (выхлопные газы) работы ДДК-2. К тому же само применение воздушных подушек в железнодорожном транспорте является новым еще неизвестным техническим решением, существенно улучшающим транспортные характеристики вагонов.

Устройство стыковки вагонов поезда ЛВПК позволяет сократить длину состава и уменьшить потери энергии на сопротивление воздуха при его движении с большой скоростью за счет лучшей обтекаемости состава встречным потоком воздуха. Такое устройство уменьшает боковое смещение вагонов и колебательные явления во время движения состава, который становится более прочно и жестко объединенным устройством входящих в него вагонов. Устройство стыковки вагонов поезда ЛВПК в большей мере соответствует применению ДДК-2 и воздушных подушек, чем любое из известных устройств соединения вагонов в железнодорожный состав.

Утечка газов и воздуха из камеры 22 предотвращается гребнем 43 барьера 37 и пластинчатыми пружинами 54 и 52 вагона и стенки 39. Пластинчатые пружины 47 и 43 дверц 7 и барьера 37, 54 и 52 вагона и стенки 39 компенсируют смещение дна вагона в вертикальной плоскости, которое может иметь величину до 1 см. Пружины 48 дверцы 7, 54 вагона и 52 стенки 39 с желобом 51 компенсируют смещение вагона в горизонтальной плоскости, которое может иметь величину до 2 см. Сложность работы всех пружин состоит также в большой скорости их скольжения, равной скорости движения вагона. Наибольшую нагрузку имеют пружины 47 и 48 дверцы 7 и пружины 54, установленные на вагоне и работающие постоянно во время движения вагона. Пружины 52, установленные на стенках 39, а также пружины-гребни 43, установленные на барьерах, работают только во время прохождения над ними вагонов поезда ЛВПК.

Для уменьшения трения пружин 54 о дно желоба 51 в него впрыскивается смазка из форсунок головного и товаропассажирских вагонов, установленных над желобом 51 в носовой части головного и в товаропассажирских вагонах. В соответствии с этим в вагонах устанавливают бак с маслом и масляный насос. Смазка желобов 51 может также при необходимости производиться обходчиками пути. Для уменьшения трения пружин 52 стенок 39 на дне вагона над этими пружинами устанавливаются пластины 53 (фиг. 14), изготовленные из материала, имеющего наименьший коэффициент трения с материалом пружин 52. Пружины 47 и 48 дверцы 7 имеют длину соответственно 3 - 5 и 8 - 10 см, они периодически заменяются при плановом техническом осмотре ДДК-2. Сигналом об ухудшении работы всех вышеупомянутых пружин служат отклонения показаний электродатчиков 56 и 76 давления воздуха и газов в камерах 22 и 74 от нормы. Эти показания (или их отклонения от нормы) высвечиваются на щите управления машиниста поезда ЛВПК.

Давление газов в задней части камеры 22, приложенное к дверце 7, создаст силу тяги, которая воспринимается осью вращения 44 и рычагом 45 (фиг. 11), вращению которого во время ее скольжения по дну камеры 22 противодействует амортизатор 46, препятствующий дальнейшему повороту рычага 45, а следовательно, и дальнейшему повороту дверцы 7. При движении дверцы 7 от задней части камеры 22 к ее передней части воздух и газы, находящиеся перед дверцей, сжимаются до тех пор, пока их давление на переднюю поверхность дверцы 7 не уравновесится давлением газов на ее заднюю поверхность. Во время дальнейшего движения дверцы 7 минимальное превышение давления газов на ее переднюю поверхность отклонит дверцу 7 назад, а передняя и задняя части камеры 22 соединятся под дверцей 7.

Линии дороги ЛБДК подобно линиям железной дороги могут иметь устройства, аналогичные железнодорожным стрелкам для отхода одной линии дороги ЛБДК от другой. Во время проезда поезда ЛВПК по зоне стрелок включается электромагнит 50, который удержит рычаг 45 (фиг. 11) в крайнем левом положении притяжением якоря 49, в результате дверца 7 останется в поднятом положении при прохождении вагоном зоны стрелки. Зона З стрелки занимает территорию, определяемую минимальным радиусом кривизны Р и шириной дороги между ее лыжнями Ш по формуле З² = 2ШР - Ш². При этом лыжни линии, отходящей от прямолинейной дороги, должны иметь кривизну минимально допустимого радиуса Р для дороги ЛБДК, и левая лыжня отходящей дороги будет пересекаться с правой лыжней прямолинейной дороги под углом γ , определяемым из формулы З = Р · cos γ . В зоне стрелки отхода криволинейной дороги от прямолинейной прерывается стальной корпус со стенками 39 и барьерами 37.

Формула изобретения

1. Воздушно-дорожный транспорт, имеющий дорожное полотно и подвижной состав товаропассажирских вагонов, соединенных в поезда, отличающийся тем, что в качестве дорожного полотна применена лыжно-барьерная дорога, имеющая две взаимно параллельные лыжни, проложенные на расстоянии друг от друга, и стальной корпус, установленный в средней части дорожного полотна между двумя лыжнями со стенками, параллельными лыжням, с барьерами, установленными перпендикулярно стенкам корпуса и отделяющими одну воздушную подушку от другой, ей смежной, в качестве подвижного состава применен лыжно-воздушный поезд из головного с товаропассажирским вагоном, хвостового с товаропассажирским вагоном и одних или нескольких товаропассажирских вагонов и платформ, установленных между головной и хвостовой парами вагонов, при этом вагоны установлены на лыжни и соединены друг с другом стыковочным устройством в лыжно-воздушный поезд, имеющий в вагонах верхнюю часть двигателя-движителя, выполненного в виде воздушно-реактивного двигателя с камерой сгорания, в которую подведены патрубки с форсунками от топливного насоса и которая соединена сопловым отверстием с расширяющимся газоводом, идущим к верхней части воздушной подушки лыжно-барьерной дороги, с дверцей, ось вращения которой установлена под газовом перпендикулярно стенкам корпуса воздушной подушки, с теплоизолирующей камерой, окружающей камеры сгорания и газовод и соединенной входным патрубком с компрессором и выходным отверстием с верхней частью воздушной подушки, причем два хвостовых вагона имеют камеру вторичного воздушно-реактивного движителя, установленную над воздушными подушками лыжно-барьерной дороги, головной и хвостовой вагоны имеют обтекаемую форму и в них дополнительно установлены двигатели внутреннего сгорания с электрогенераторами, вагоны имеют несколько этажей, из которых первый этаж является товарным, а последующие - пассажирскими.

2. Транспорт по п.1, отличающийся тем, что он имеет двигатель-движитель, составленный из двух половин: одной - верхней, установленной в вагоне, а другой - нижней, установленной на полотне дороги, верхняя половина двигателя-движителя имеет камеры сгорания цилиндрической формы с торцами в виде полусфер, к которым подведены патрубок с клапаном, соединяющий камеру сгорания с баллоном для сжатого воздуха, и патрубок с форсункой, соединяющий камеру сгорания с топливным насосом, в средней части камеры сгорания установлены электросвечи зажигания, камера сгорания соединена по образующей своей цилиндрической поверхности сопловым отверстием с газоводом, расширяющимся к прямоугольному отверстию, соединяющему его с камерой воздушной подушки нижней половины двигателя-движителя, камера сгорания и газовод окружены теплоизолирующей камерой, имеющей входной патрубок, соединяющий ее с компрессором сжатого воздуха, сопловое сужение и выходное отверстие, соединяющее ее с камерой воздушной подушки, под газоводом установлена горизонтальная ось вращения дверцы, периодически разделяющая камеру воздушной подушки на переднюю и заднюю части, ось вращения дверцы расположена в плоскости, проходящей через вертикальные оси вращения лыж вагона, ось дверцы имеет рычаги, жестко связанные с ней и воспринимающие на себя момент силы давления газов на заднюю поверхность дверцы при ее вертикальном положении, при этом рычаги упираются в амортизаторы, установленные на дне вагона, дверца имеет по своему контуру пластинчатые пружины, препятствующие проходу газов из задней части подушки в ее переднюю часть и перекрывающие зазоры между контурами дверцы и дном и боковыми стенками камер воздушных подушек, нижняя половина двигателя-движителя имеет стальной корпус с дном, боковыми стенками и барьерами, формирующими камеру воздушной подушки, на верхней части барьера установлена пластинчатая пружина, перекрывающая зазор между барьером и дном вагона, боковая стенка стального корпуса имеет пластинчатую пружину, перекрывающую зазор между этой стенкой и дном вагона, а также имеет желоб, по дну которого скользит пружина, установленная на дне вагона и перекрывающая зазор между дном вагона и дном желоба.

3. Транспорт по п.1, отличающийся тем, что имеет вторичный воздушно-реактивный движитель в виде камеры, установленной в двух хвостовых вагонах над стальным корпусом воздушных подушек и имеющей наклонное вверх дно от передней части первого хвостового вагона до задней части второго хвостового вагона, где камера заканчивается прямоугольным отверстием.

4. Транспорт по п.1, отличающийся тем, что имеет стыковочное устройство в виде рамы, соединяющей между собой передний и задний вагоны лыжно-воздушного поезда, при этом задний вагон соединен со стыковочным устройством вертикальной осью, проходящей через проушины вагона и рамы стыковочного устройства, передний вагон соединен со стыковочным устройством горизонтальной осью в виде двух полуосей, вставленных в проушины рамы и переднего вагона, а рама образует малый горизонтальный угол со стенкой заднего вагона и малый вертикальный угол со стенкой переднего вагона.

5. Транспорт по п.1, отличающийся тем, что имеет лыжи с вертикальными осями, установленными в балках вагона, проходящих вдоль его боковых стенок, лыжи имеют камеры, боковые стенки которых выполнены в виде цилиндрических поверхностей с радиусом, равным минимальному радиусу кривизны лыжни, передний конец лыж имеет зуб, вставленный с люфтом в выемку заднего конца впереди установленной лыжи, дно камеры лыжи имеет конусные отверстия, усеченные вершины которых выходят на лыжню, а через полую вертикальную ось вращения лыжи ее камера соединена патрубком с камерой воздушной подушки.

6. Транспорт по п.1, отличающийся тем, что имеет лыжно-барьерную дорогу с двумя взаимно параллельными лыжнями, образованными тавровыми или швеллерными стальными балками, обшитыми например, обклеенными с внутренней стороны досками со смазкой, наносимой при отрицательных температурах в виде льда и снега, а при положительных температурах - в виде глиняного раствора, посередине между лыжнями на железобетонном полотне дороги установлен стальной корпус с камерами воздушных подушек, перегороженных барьерами, установленными через расстояние, равное расстоянию между вертикальными осями смежных лыж вагона, внутренняя поверхность камер воздушных подушек, образованных между смежными барьерами, имеют желобы с пластинчатой пружиной, скользящей по пластинке, вставленной в дно вагона.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20