Помимо постоянного улучшения конструктивного выполнения всех элементов монорельсовых дорог, для которых используются хорошо отработанные узлы и блоки ходовых частей и кузовов серийно выпускаемых транспортных средств, а также повышения эксплуатационных показателей этих дорог, в настоящее время проводятся интенсивные исследования, разрабатываются проекты и создаются опытные участки монорельсовых дорог с принципиально новыми качественными и эксплуатационными характеристиками.
Определились два основных направления совершенствования монорельсовых дорог. Одно из них характеризуется пересмотром принципов движения и тяги на монорельсовых дорогах и стремлением создать высокоскоростные дороги для междугородных перевозок. Другое направление предусматривает создание на базе монорельсовых дорог универсальных транспортных средств, отвечающих перспективным требованиям, предъявляемым к внутригородским и пригородным перевозкам в условиях максимального комфорта пассажиров и доставки их «от двери до двери».
Из основных работ первого направления следует отметить исследования, проектные разработки и мероприятия по практическому использованию на монорельсовых дорогах принципа движения на воздушной подушке и новых видов электродвигателей (так называемых линейных или развернутых асинхронных электродвигателей).
Использование принципа движения на воздушной подушке практически полностью устраняет все трудности, связанные с увеличением скорости движения колесного подвижного состава. Известно, что для рельсового подвижного состава с ростом скоростей движения значительно усложняется проблема прохождения стыков, так как при больших скоростях необходимо усложнение конструкции как подвешивания вагонов, так и путевого полотна. У подвижного состава на пневматических шинах ограничение скорости связано с интенсивным износом шин. Поэтому признано, что максимальная экономичная скорость движения подвижного состава на пневматических шинах должна быть не больше 150 км/ч.
Скорость монорельсового поезда на воздушной подушке ограничена только его аэродинамическим сопротивлением (подобно самолету). Большим преимуществом таких поездов является повышенный комфорт для пассажиров, так как давление воздушной подушки резко не меняется. Кроме того, безопасность движения в данном случае обеспечивается более простыми средствами, чем у обычного колесного подвижного состава.
Линейный электродвигатель является обычным асинхронным двигателем, как бы разрезанным и развернутым в плоскости. Ротор такого двигателя представляет собой плоскую плиту из токопроводящего материала (например, алюминия), размещаемую на ходовой балке дороги, а плоский статор с обмотками полюсов монтируется под вагоном и перемещается вместе с ним вдоль ротора. Если обычный асинхронный двигатель создает вращающий момент, то линейный двигатель создает непосредственно тяговое усилие, необходимое для поступательного движения.
Основными преимуществами такого двигателя являются: высокий к. п. д., большая мощность, приходящаяся на единицу веса, простота конструкции, обеспечение тяги на крутых подъемах, отсутствие шума и вибраций при работе, отсутствие контакта между движущимися частями, простота ремонта и ухода в эксплуатации. При этом сила тяги двигателя не зависит от сцепления колес с поверхностью качения и поэтому она не ограничена величиной нагрузки экипажа.
Применение линейного электродвигателя на монорельсовых дорогах является значительным шагом вперед в техническом прогрессе транспорта вообще. Вследствие отсутствия ведущих колес и независимости тяги от сил сцепления появляется возможность эксплуатации дороги с расчетной скоростью при любых погодных условиях, так как ухудшение состояния пути при снегопадах и гололедах практически не отражается на условиях разгона и торможения поезда.
Сохраняя все преимущества обычного монорельсового транспорта, такие монорельсовые дороги позволяют реализовать очень высокие скорости движения (300—800 км/ч) и осуществлять беспересадочные перевозки большого количества пассажиров между центрами крупных городов.
При указанных выше скоростях основным сопротивлением движению является сопротивление воздуха, поэтому подвижной состав должен иметь хорошо обтекаемую форму и гладкую поверхность. Дороги оснащаются совершенными системами автоблокировки и электронными устройствами для автоматического вождения поездов. В качестве силовых установок на подвижном составе таких дорог используются газовые турбины авиационного типа, быстроходные дизели, а также обычные и линейные тяговые электродвигатели.
Торможение подвижного состава осуществляется с помощью воздушных винтов и непосредственного контакта между дорогой и специальными устройствами в системе, создающей воздушную подушку. При применении индукционного двигателя торможение может осуществляться изменением направления тяги и создания контакта с дорогой.
Направление движения подвижного состава и устойчивость его против смещения от среднего положения обусловливаются конструкцией дороги. Трассы таких сверхскоростных дорог проектируются с минимальным количеством горизонтальных и вертикальных кривых, так как каждое внезапное изменение положения вагона, поворот или наклон его на больших скоростях будут вызывать увеличение перегрузок у пассажиров.
Определились два типа монорельсовых дорог с использованием подвижного состава на воздушной подушке. Один тип характеризуется тем, что подвижной состав движется на воздушной подушке по ходовым балкам, имеющим обычную для монорельсовых дорог или несколько измененную форму (например, в виде перевернутой буквы Т); другой тип предусматривает использование специального бетонного пути лотковой формы.
Рис. 18. Опытный участок навесной монорельсовой дороги с линейным двигателем:
а — на заводе им. Дзержинского в Киеве; б — на Выставке передового опыта в народном хозяйстве УССР
В 1965 г. в Киеве создан электродвигатель с развернутым ротором, работающий на трехфазном переменном токе. Сила тяги в нем создается бегущим в роторе магнитным полем. Развернутый ротор представляет собой прямоугольный металлический стержень, монтируемый на путевой балке и являющийся частью эстакады. Неподвижный статор со специальной обмоткой монтируется под вагоном. Специальные устройства поддерживают между ротором и статором постоянный зазор 3—4 мм.
На территории завода был построен экспериментальный участок навесной монорельсовой дороги протяжением 100 м (рис. 18, а), где проводились испытания модели вагона с линейным электродвигателем мощностью 5 кВт. Несмотря на ограниченную протяженность участка, вагон с нагрузкой 300 кГ развивал скорость 40 км/ч, быстро разгоняясь и почти мгновенно останавливаясь. В результате проведенных испытаний в 1966 г. на заводе был создан вагон для четырех пассажиров, оборудованный линейным электродвигателем мощностью 10 кВт.
В 1967 г. на Выставке передового опыта в народном хозяйстве Украинской ССР для испытания этого вагона построена кольцевая монорельсовая дорога навесного типа длиной 525 м с радиусами кривых 50 м (рис. 18, б). Для пропуска наземного автомобильного транспорта и пешеходов высота железобетонных опор монорельсовой дороги принята равной 6—9 м. Пролетные строения изготовлены из двутавровых металлических балок.
В Промтрансниипроекте в 1966 г. был разработан проект навесной монорельсовой дороги с линейным электродвигателем для Киева. Дорога пройдет от станции метро Гидропарк до моста им. Патона и будет иметь длину около 2 км. Эта дорога (рис. 19) предназначена как для экспериментальных целей, так и для регулярной перевозки пассажиров.
Ниже приведены основные проектные данные монорельсовой дороги станция метро Гидропарк — мост им. Патона в Киеве:
Длина трассы в км ............................... 1,8
Число станций ............................... 2
Расчетная скорость движения поездов в км/ч 120
Радиусы кривых в м:
на трассе............................................. 600
» стрелочном переводе 200
Количество пассажиров, вмещаемых в вагон 120
Мощность линейных электродвигателей в кВт. 160
Полный вес вагона в т.... 20
Высота железобетонных опор в м 6—11
Длина пролетов на участках в м:
прямых..................................... 24
кривых..................................... 21
На станции Гидропарк (рис. 20) запроектированы две платформы для одновременной посадки и высадки пассажиров. Стрелочный перевод имеет гибкую конструкцию. Устройства энергоснабжения, связи, сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) и контактной сети обеспечивают автоматическое ограничение скорости на кривых участках, при прохождении стрелочного перевода, при подходе к станциям, а также автоматическую остановку вагона на станциях независимо от внимательности машиниста.
Рис. 19. Общий вид монорельсовой дороги от станции мост им. Патона до станции метрополитена Гидропарк в Киеве (проект)
Рис. 20. Станция Гидропарк (проект)
Для путевых балок принята несколько измененная конструкция балки типа Алвег с вмонтированным в нее развернутым ротором.
За рубежом интенсивно ведутся работы по созданию монорельсовых дорог на воздушной подушке. Практические результаты достигнуты во Франции, Англии и США.
Рис. 21. Опытный участок монорельсовой дороги на воздушной подушке во Франции
Во Франции монорельсовую дорогу на воздушной подушке считают наиболее рациональным видом транспорта для перевозок пассажиров как на незначительные расстояния (например, около 12 км между центром Парижа и аэропортом Орли), так и на большие расстояния (450 км между Парижем и Лионом). Эстакада такой дороги будет проходить на высоте 4,5—5,5 м от поверхности земли и располагаться на опорах, установленных на расстояниях 15,2—24,4 м друг от друга.
Практические работы по реализации этого принципа были начаты в мае 1965 г., когда была утверждена 18-месячная программа постройки и испытаний монорельсовой дороги на воздушной подушке. Опытный участок дороги построен между Лимуром и Гомец ля Вилем (вблизи Парижа) в уменьшенном масштабе и для сокращения начальных капиталовложений расположен непосредственно на земляном полотне бездействующей ветки железной дороги (рис. 21). Через 7 месяцев экспериментальный образец вагона (названного аэропоездом) прошел по начальному отрезку пути протяжением 4 км, где впоследствии развивал скорость 200 км/ч. В 1966 г., когда был построен весь опытный участок длиной 7 км, начались скоростные испытания аэропоезда и в особенности различных систем создания воздушных подушек и систем торможения. После установки реактивного двигателя аэропоезд развивал скорость 281 км/ч, а в дальнейшем она была увеличена до 303 км/ч, что для поезда в натуральную величину соответствует скорости 424 км/ч.
Рис. 22. Схема образования воздушной подушки
Монорельс представляет собой I-образную железобетонную балку, изготовляемую секциями и собираемую на трассе. Вагон как бы насажен на вертикальное направляющее ребро. Между горизонтальной плоскостью основания ходовой балки и вертикальным ребром, с одной стороны, и низом вагона и внутренним пазом в нем—с другой, создаются воздушные подушки. Воздушные подушки 1 (рис. 22) поддерживают вагон над основанием, а воздушные подушки 2 центрируют вагон во время движения относительно вертикального ребра. Воздушные подушки создаются компрессорами, монтируемыми в полу вагона. Сила тяги для движения вагона создается пропеллером, приводимым во вращение авиационным турбинным двигателем, или линейным электродвигателем. В последнем случае вертикальное направляющее ребро, изготовленное из соответствующего токопроводящего материала, будет играть роль короткозамкнутого линейного ротора. Статор этого двигателя располагается под полом вагона. Опытный участок имеет железобетонный путь. Ширина горизонтального основания пути равна 1800 мм, а высота вертикального направляющего ребра 555 мм. Опытный вагон аэропоезда имеет двухместную кабину (для машиниста и инженера-испытателя) и пассажирское помещение для четырех человек. Разворот вагона для движения в обратном направлении на опытном участке осуществляется с помощью поворотного круга.
Испытания показали стабильность системы воздушной подушки и управления аэропоездом при движении с высокими скоростями, подтвердили легкость изменения толщины воздушной подушки и надежность работы систем ускорения и торможения поезда. Разработана и осуществляется программа дальнейших испытаний полотна и аэропоезда, выполненных в натуральную величину. После окончания этих испытаний предполагается организовать движение аэропоездов между Парижем и Орлеаном.
Ходовая балка монорельсовой дороги, спроектированной для нормальной эксплуатации, имеет основание шириной 3,45 м и толщиной 41 см; высота вертикального направляющего ребра равна 1,0 м, а толщина его 20,4 см.
Вагон для нормальной эксплуатации оборудуется турбореактивными двигателями для создания тяги и воздушной подушки между основанием вагона и ходовой балкой. При движении на воздушной подушке между основанием вагона и верхней плоскостью ходовой балки образуется зазор 10—20 мм. Движение и основное торможение вагона осуществляются с помощью пропеллеров, приводимых во вращение двигателями, располагаемыми в хвостовой части вагона. Более подробно опытный вагон и вагоны для нормальной эксплуатации описаны в следующем разделе.
Применение монорельсовых дорог подобной конструкции со скоростями движения от 200 км/ч для коротких расстояний до 320 км/ч для длинных позволит сократить время доставки пассажиров из центра Парижа в аэропорт Орли с 20—30 мин до 4—6 мин, а из аэропорта Бурже до центра с 45—60 мин до 8—10 мин. Большим преимуществом аэропоездов данной конструкции является их надежность при эксплуатации в любую погоду.
Проектные разработки показали, что дороги этого типа будут иметь низкие стоимость постройки и эксплуатационные расходы. Кроме того, указанные дороги особенно экономичны при коротких маршрутах с большими пассажиропотоками. Они обеспечат более высокий уровень комфорта пассажиров, так как вагоны при высоких скоростях движения будут иметь очень небольшие поперечные колебания и отклонения от направления движения и совершенно незначительный уровень шума в пассажирском помещении (вследствие заднего расположения двигателей и отсутствия колес).
Повышенная безопасность движения обусловлена невозможностью схода вагона с рельсов (вследствие наличия вертикального направляющего ребра значительной высоты) и нагрева букс (часто являющегося причиной серьезных происшествий на железнодорожном транспорте), а также расположением ходовых балок на эстакаде, что устраняет возможность возникновения помех со стороны других видов транспорта и каких-либо столкновений.
Оборудование линии современными электронными системами управления и контроля позволяет повысить частоту движения аэропоездов, которые могут следовать один за другим на расстоянии, равном 30—100 длинам вагона. При возрастании пассажиропотоков к моторному вагону можно прицеплять безмоторный вагон, благодаря чему вместимость состава удвоится. После испытания аэропоезда со скоростью 200 км/ч правительство Франции согласилось финансировать дальнейшие разработки конструкции поезда на 78 пассажиров для движения со скоростью 260—320 км/ч.
Рис. 23. Общий вид и разрез вагона ховеркар
Проекты использования монорельсовых дорог с подвижным составом на воздушной подушке, движущимся по пути в виде надземного бетонного лотка V-образной формы, наиболее подробно разработаны в Англии, где подвижной состав на воздушной подушке получил наибольшее распространение. Известно, что еще летом 1961 г. в Англии эксплуатировались аппараты на воздушной подушке, обеспечившие перевозку пассажиров по мелководным рекам и осуществлявшие выход на сушу для высадки пассажиров.
Обтекаемый многоместный вагон на воздушной подушке называется ховеркаром (рис. 23). Вагон поднимается над опорной поверхностью сжатым воздухом на высоту около 12,7 мм. В качестве источника энергии используется воздушный винт или линейный электродвигатель. Разработано несколько конструкций ховеркаров, предназначенных для перевозок 50—600 пассажиров. Имеются также большие двухэтажные конструкции для перевозки грузов и пассажиров.
Рис. 24. Схема скользящей опоры: 1 — рельс; 2 — левапад
Несколько проектов вагонов на тонкой воздушной подушке толщиной до 1 мм (на воздушной смазке) разработано конструкторско-экспериментальным отделом фирмы Форд (США). В США построен также ряд моделей таких вагонов (левакар), которые движутся по рельсам на специальных скользящих опорах, называемых левападами (рис. 24). Левапады охватывают головку нормального или специального рельса. В отличие от транспортных средств на воздушной подушке, предназначаемых для движения над поверхностью земли или воды, где используется очень небольшое давление воздуха (около 0,005—0,02 кГ/см2), в лева- карах между рельсом и левападом создается давление 1—7 кГ/см2 и более. При наличии такой воздушной прослойки (смазки) между подвижным составом и рельсами сопротивление качению заменяется очень незначительным сопротивлением скольжению и поезда, оборудуемые воздушными винтами или реактивными двигателями, легко могут достигать скорости 300—800 км/ч.
Наиболее подробно разработаны конструкции двух левакаров Х-3 и Х-5. Ниже приводится характеристика вагона на воздушной подушке левакара Х-3 (рис. 25), у которого горизонтальная тяга создается воздушным винтом:
Вес вагона в кг............................................................................... 16 000
» топлива » »................................................. 3 800
Полезная нагрузка в кГ................................................................. 3 900
Габаритные размеры в м: длина................................................... 20
ширина.......................................................................................... 3,6
высота .................................................. 2,4
Число мест.................................................................................... 40
Мощность, обеспечиваемая турбокомпрессором, в л. с.............. 700
Максимальная скорость в км/ч...................................................... 640
Левакар Х-5 предназначается для эксплуатации на сравнительно короткие расстояния (130—160 км) со скоростью движения 320 км/ч.
Рис. 25. Вагон-левакар вместимостью 40 пассажиров
При наличии двигателя мощностью 1800 л. с. левакар Х-5 на горизонтальных участках пути развивает скорость 320 км/ч, а на подъемах 20% движется со скоростью 240 км/ч.
Рис. 26. Один из проектов высокоскоростной монорельсовой дороги Массачусетского института:
I — нормальное положение колеса; II — положение колеса при езде по стрелке; 1 — съемная головная насадка-обтекатель; 2 — гибкое соединение с другим вагоном; 3 — направляющий путь; 4 — рельс-ротор линейного двигателя; 5 — секция статора линейного двигателя; 6 — складывающаяся часть для сочленения с другим вагоном; 7 — лоток пути; 8 — ограждение пути или тоннель; 9 — лопатки для охлаждающего воздуха; 10 — салон для пассажиров; 11— линейный двигатель; 12 —система управления толщиной воздушной подушки; 13 — оборудование, создающее воздушную подушку высокого давления; 14 — токонесущий рельс-шина; 15 — воздушная подушка в зазоре линейного двигателя; 16 — рельс-шина линейного двигателя; 17 — направляющий путь вагона; 18 — балласт пути; 19 — основание пути
Интересные данные получены научно-исследовательским институтом Стенфорда и Массачусетским технологическим институтом (США), выполнившими в 1965 г. исследование о наиболее рациональных методах освоения перевозок пассажиров со скоростями 320—800 км/ч на сравнительно малые расстояния (например, между городами Калифорнийского коридора, Сокраменто на Севере и Лос-Анджелес и Сан-Диего на юге) и на средние расстояния (между городами Северо-Восточного коридора — Бостоном и Вашингтоном протяжением 720 км, обслуживаемое население равно около 40 млн. человек). Общая цель исследования — выявление перспектив авиационного транспорта для перевозок пассажиров на расстояние 60—700 км.
Из анализа показателей наземных высокоскоростных транспортных средств и тенденций их развития и усовершенствования был сделан вывод о необходимости создания транспорта со скоростями движения около 480 км/ч. Наиболее рациональным было признано создание подвижного состава на воздушной подушке с линейным асинхронным двигателем (рис. 26). При вместимости
100 человек вагон имеет длину 33,5 м, ширину 3,65 м, высоту 3,0 м и вес брутто в рабочем состоянии 54 т. Помимо линейного двигателя, проектом предусмотрена отдельная силовая установка для маневровой работы, при которой вагон опирается на выдвигающиеся колеса.
Рис. 27. Проекты поездов на воздушной подушке:
а — проект Ховеркрафт (Англия); б — проект аэропоезда (Франция); в — поезд Ховайр фирмы Дженерал Моторе (США); I — устройство для создания воздушной подушки; II — первый вариант конструкции пути и вагона; III — второй вариант конструкции пути и вагона
Признано, что преимущества наземного рельсового транспорта ограничены, так как по расчетам японских специалистов предельной для такого транспорта является скорость 300 км/ч, что только приближается к нижней границе желаемого диапазона 320—800 км/ч.
На рис. 27 сравниваются варианты поездов на воздушной подушке: английского Ховеркрафта (рис. 27, а), французского аэропоезда (рис. 27, б) и американского поезда Ховайр фирмы Дженерал Моторе (рис. 27, в).
В английском проекте воздушная подушка создается струей сжатого воздуха по периферии опорной поверхности, во французском — камера повышенного давления ограничена гибкой завесой (нейлоновой бахромой), а в проекте фирмы Дженерал
Моторс под основанием поезда расположены гибкие карманы с повышенным давлением.
Для создания тяги могут быть использованы как пропеллер, так и линейный двигатель. Проводятся также работы по созданию двигателя с новым принципом работы, названного по аналогии с линейным электродвигателем линейной турбиной; тяга в этом случае создается вследствие взаимодействия газа, выбрасываемого из сопел под вагоном, и лопаток турбины, закрепленных вдоль пути.
Рис. 28. Действующая модель поезда Ховеркрафт
В Ховеркрафте применен прямоугольный монорельс и линейный двигатель для тяги. Скорость движения 320—800 км/ч. Толщина воздушной подушки меняется от 10 до 25 мм в зависимости от скорости движения вагона, его веса и характера шероховатости поверхности пути. Давление в воздушной подушке равно 0,07—0,14 кГ/см2. Удельная мощность вентилятора 25— 40 л. с./т.
Демонстрируется модель вагона (рис. 28) длиной 1,85 м, развивающего на опытном участке скорость 48 км/ч.
В описанном ранее французском аэропоезде (см. рис. 27, б) ходовая балка имеет сечение в виде перевернутой буквы Т; толщина воздушной подушки меняется от 10 до 20 мм; давление составляет примерно 0,035 кГ/см2; удельная мощность вентилятора равна 20—40 л. с./т.
В проекте американского поезда Ховайр (см. рис. 27, в) воздушная подушка создается в гибких карманах и в пространстве между ними. Для тяги используется линейный двигатель или пропеллер. Скорость движения поезда 160—640 км/ч. Зазор между гибким воздушным карманом и ходовой поверхностью равен около 0,025 мм. Давление в воздушной подушке 0,07— 2,8 кГ/см2. Устройство для образования воздушной подушки испытывалось при движении поезда со скоростью 160 км/ч по поверхностям с разной шероховатостью. На гладкой металлической поверхности парение вагона обеспечивается вентилятором с удельной мощностью 0,2 л. с./т, а на обработанной бетонной поверхности — вентилятором с удельной мощностью 1,0 л. с./т. Преимуществом этого проекта является малая мощность вентилятора и низкий уровень шума.
Рис. 29. Время сообщения «от двери до двери» при использовании различных видов транспорта:
а — в пределах города и пригородов; б — между центрами городов; 1 — пешеход; 2 — метрополитен; 3 — вылетные линии метрополитена; 4 — автомобили; 5 — железные дороги; 6 — самолеты; 7 — монорельсовая дорога на воздушной подушке
Положительные качества монорельсовых дорог на воздушной подушке при использовании линейных электродвигателей по сравнению с обычными видами транспорта в наибольшей степени проявляются при сопоставлении времени, затрачиваемого на поездки между центрами городов. Как видно из рис. 29, высокие скорости самолетов не дают какой-либо экономии во времени при поездках на короткие расстояния из-за того, что значительное время затрачивается на поездки к аэропортам. Из графиков видно, что при расстоянии между центрами городов 100—640 км наименьшее время поездки получается при использовании монорельсовых дорог с применением подвижного состава на воздушной подушке.
Рис. 30. Зависимость мощности, приходящейся на одного пассажира, от эксплуатационной скорости для различных видов транспорта: 1 — вертолеты; 2 — самолеты; 3 — автомобили; 4 — автобусы; 5 — поезда; 6 — монорельсовая дорога с воздушной подушкой
Представление о высокой энерговооруженности, необходимой для транспортных средств на воздушной подушке, является не вполне обоснованным. Из анализа установленной мощности, приходящейся на одного пассажира (рис. 30), видно, что для вагона монорельсовой дороги на воздушной подушке при скорости движения 160 км/ч и более требуется самая низкая энерговооруженность, в то время как скоростные преимущества воздушного транспорта ощутимы только в результате значительного повышения удельной мощности.
В современных условиях только с помощью вертолетов возможно сообщение между центрами двух городов. Однако вертолеты имеют ряд весьма существенных недостатков — повышенная потребная мощность на пассажира, большой шум, малая скорость и т. п. Монорельсовые же дороги с подвижным составом на воздушной подушке и с линейным двигателем могут значительно уменьшить разрыв между скоростями наземного и воздушного транспорта и стать наиболее перспективным средством сообщения между центрами городов.
В исследованиях, ставящих своей целью создание на базе монорельсовых дорог оптимального вида транспорта, исходят обычно из перспектив развития городского и пригородного общественного транспорта. Многие исследователи утверждают при этом, что за ближайшие 7 лет плотность подвижного состава на улицах крупнейших городов возрастет не менее чем в 3 раза, и к этому нужно готовиться уже сейчас. Анализ преимуществ и недостатков существующих видов транспорта (рельсового и безрельсового) показывает, что ни один из них не удовлетворяет в полной мере требованиям, которые предъявляются к перспективным видам транспорта и которые могут быть сформулированы следующим образом:
- Провозная способность дороги не менее 10—50 тыс. пассажиров в час в одном направлении при максимальной безопасности, регулярности движения и простоте ухода за средствами сообщения. Транспортные средства должны отличаться малым весом, возможностью изменения вместимости поездов путем быстрой, автоматически осуществляемой сцепки и расцепки отдельных вагонов.
- Малая стоимость строительства и эксплуатации дороги.
- Высокий уровень комфорта и малое количество энергии, необходимой при трогании поезда с места и торможении его в условиях частых остановок, характерных для городских и пригородных участков.
- Возможность проложения трассы дороги в тоннелях, на эстакадах или непосредственно на поверхности земли в зависимости от требований окружающей обстановки; подвижной состав дороги должен легко преодолевать кривые малого радиуса и крутые подъемы.
- Возможность передвижения подвижного состава по обычным дорогам в качестве автономных или спаренных единиц и соединения их в поезда для движения по специальным путям при автоматическом управлении.
Таким образом, при выборе вида общественного транспорта для конкретных условий какого-либо крупного города приходится учитывать противоречивые требования и то, в какой степени им отвечают известные и технически отработанные транспортные средства.
В настоящее время наиболее распространенными являются два вида общественного транспорта: рельсовый (железные дороги и трамвай) и безрельсовый (автобусы и троллейбусы). Наличие рельсов делает железные дороги и трамвай автоматически направляемым транспортом. Автобусы и троллейбусы по сравнению с железными дорогами отличаются большей автономностью и маневренностью.
При выборе наиболее приемлемого перспективного вида транспорта исследуются возможности использования автономных экипажей, которые не являются автоматически направляемыми на обычных дорогах, но могут переходить на специально подготовленные пути или эстакады для движения по ним в качестве автоматически направляемых экипажей и поездов. Подобные экипажи вместимостью 200 человек при наличии колес с пневматическими шинами обеспечивают провозную способность 50 тыс. пассажиров в час, т. е. находятся на уровне современных городских железных дорог. Однако эта провозная способность редко используется полностью ввиду отсутствия стабильных пассажиропотоков таких размеров. Поэтому основным преимуществом перспективных автономных экипажей является возможность использования их для развозки мощных пассажиропотоков из пунктов формирования для перевозки пассажиров «от двери до двери». Существующие городские железные дороги, и особенно метрополитен, не в состоянии освоить такие потоки, так как даже при наличии широко разветвленной сети их существование целесообразно только при наличии постоянных и значительных пассажиропотоков.
Имеется в виду, что подвижной состав после прохождения надземных эстакадных участков (там, где они действительно необходимы) может сходить на поверхность земли и двигаться по наземным дорогам с обособленным полотном (для высокоскоростного сообщения) или даже по обычным автомобильным магистралям и шоссе в качестве свободно управляемого экипажа с независимым двигателем.
Анализ показывает, что подобная система может превосходить в отношении эффективности и экономичности обычные подвесные и навесные монорельсовые дороги, сохраняя те преимущества, которые возникают при использовании эстакады на тех участках, где это действительно необходимо.