22:09
Пять инноваций, которые могут повлиять на будущее железнодорожных перевозок

Каким будет будущее общественного транспорта? Основные проекты, планируемые сегодня, такие как высокоскоростная железнодорожная сеть HS2 в Великобритании, принципиально не отличаются от того, что было построено за последние 30 лет. Поезда на магнитной подвеске в основном ограничены нишевыми проектами в Китае. Hyperloop остается недоказанным блеском в глазах Илона Маска и Ричарда Брэнсона.

Подобные HS2 могут обеспечить значительное улучшение пропускной способности сети, но за счет постепенных изменений в обычных конструкциях, от рельсов до железнодорожных тележек. Тем не менее, несмотря на то, что железнодорожный сектор крайне медленно внедряет новые технологии из-за длительного времени, необходимого для планирования и строительства новых линий и транспортных средств, существует ряд технических новшеств в развитии, которые, если они будут приняты, могут сделать поезда завтрашнего дня более быстрыми и безопасными.

1. Мехатронные переключатели

Переключатель и система пересечения. Сайкат Датта, автор предоставлено

Отказ коммутатора или точек отвечает почти за 20% общей задержки, с которой сталкиваются пассажиры на Британских железных дорогах. Это происходит, когда возникает проблема с механизмом, который позволяет поездам перемещаться с одного пути на другой на перекрестке. Несмотря на частоту возникновения этой проблемы, технология, используемая в этих механизмах, практически не изменилась со времени первого проектирования почти 200 лет назад.

Но совместный исследовательский проект исследовал радикальные альтернативные технологии. Например, одна инновационная конструкция под названием Repoint имеет три независимых двигателя, которые могут поднимать и сдвигать рельсы, полагаясь на гравитацию, чтобы зафиксировать их на месте и обеспечить резервирование в случае отказа одного или двух двигателей.

Это контрастирует с существующими переключателями, которые скользят по рельсам вбок и могут застрять на полпути, поэтому имеют дорогостоящие дополнительные слои датчиков и протоколов для снижения риска. Новое поколение “мехатронных” переключателей нацелено на более быструю работу, повышение удобства обслуживания и снижение риска выхода из строя благодаря резервным двигателям.

2. Активная подвеска

Обычные системы подвески ограничивают скорость движения поезда по криволинейному пути, ограничивая количество поездов, которые вы можете запустить на маршруте. Эти системы подвески по существу работают как большие пружины, автоматически изменяя расстояние между колесами и вагоном, когда поезд движется по неровной земле, чтобы сделать поездку более плавной.

В настоящее время разрабатываются активные системы подвески, которые вводят новые датчики, приводы и контроллеры для более точного изменения расстояния между колесами и кареткой. Это обеспечивает повышенный комфорт езды и позволяет поезду двигаться по кривым с большей скоростью и стабильностью. Это может быть объединено с системами активного наклона поезда, когда он поворачивает за угол, предлагая повышенные преимущества.

Активный наклон, рулевое управление и подвеска по сравнению с традиционным наклоном поезда. Сайкат Датта, автор предоставлено

3. Активное рулевое управление

В обычной колесной паре оба колеса блокируются и соединяются с неподвижной осью, предотвращая любое относительное вращение между ними. Когда поезд входит в кривую или расходящуюся трассу на перекрестке, он должен замедлиться, чтобы обеспечить движение колес по рельсам и предотвратить нежелательную вибрацию колес.

Исследователи железных дорог в настоящее время разрабатывают независимо вращающиеся колеса, чтобы включить отдельный приводной механизм, который может помочь управлять колесными парами на изогнутом маршруте.

4. Активный пантограф

Высокоскоростные электропоезда должны поддерживать хороший контакт с воздушными линиями электропередач через пантограф, который находится на верхней части транспортного средства. На британской магистрали высота пантографа обычно варьируется примерно на 2 м, чтобы обеспечить соединение в различных областях, таких как туннели, железнодорожные переезды и мосты.

Исследователи начинают разрабатывать активные пантографы, высота которых и вызванная ими вибрация участвуют в передаче энергии, управляемой приводом. Эти активные пантографы могут улучшить силу контакта и устранить проблемы потери контакта из-за быстрых изменений высоты воздушной линии и других экологических нарушений (таких как ветер).

5. Виртуальная муфта

Количество поездов, которые могут курсировать по маршруту (а значит, и пропускная способность линии), частично зависит от системы сигнализации. Большинство железных дорог используют систему фиксированных блоков, которая делит пути на секции. Только один поезд одновременно может быть в каждой секции, поэтому должен быть значительный разрыв между поездами.

Но некоторые железные дороги в настоящее время начинают использовать систему сигнализации движущихся блоков, которая определяет необходимый разрыв между поездами на основе расстояния, необходимого для того, чтобы они остановились в чрезвычайной ситуации. Но этот разрыв может быть сокращен еще больше, если он основан на информации в реальном времени о том, что делает идущий впереди поезд и где он остановится, если ударит по тормозам.

Это известно как ”виртуальное сцепление" и включает в себя передачу двумя поездами информации об их изменяющейся скорости и тормозной активности, чтобы они могли уменьшить или увеличить разрыв между ними до минимально необходимого уровня. При меньших промежутках между ними большее количество поездов могло бы безопасно курсировать по маршруту, увеличивая общую пропускную способность сети.

Виртуальная система сцепления по сравнению с системой движущихся блоков. Сайкат Датта, автор предоставлено

С помощью таких инноваций мы могли бы ввести поезда, которые способны адаптироваться к меняющимся характеристикам линии, чтобы поддерживать высокую скорость на протяжении большей части пути и избегать этих раздражающих периодов остановки-запуска движения. Расширение и разрушение границ существующих железнодорожных конструкций таким образом позволило бы нам создать сеть следующего поколения с поэтапным изменением производительности, пригодную для 21-го века-без какой – либо необходимости в дорогостоящих левитирующих поездах или вакуумных трубках.

Похожие материалы:

Похожие материалы не найдены.

Так же рекомендуем посмотреть:

Переживет ли наша Солнечная система смерть нашего Солнца?


Редкий магнетизм обнаружен в самом сильном материале в мире


Повышенная радиация, обнаруженная вблизи мест гидроразрыва пласта в США, обеспокоила экспертов общественного здравоохранения

Категория: Тайны / Новости / Гипотеза / Наука | Просмотров: 62 | Добавил: admin | Теги: поезд, которые могут повлиять на будущее ж, Пять инноваций, система сигнализации, рельс | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar