Канатная транспортная система на магнитной левитации (стр. 10 )

Другим вариантом объединения энерго транспортных систем является ввод в города трасс 2D авиации над железнодорожными линиями. Здесь также можно непосредственно передавать большие объемы электроэнергии.

Отсюда следует, что существуют все предпосылки для промышленной реализации транспортной системы 2D авиация.

Для технической реализации космического лифта (см Фиг. 11) существует более сложная технологическая проблема, связанная с необходимостью использования существующей ракетно-космической техники для натягивания каната. В настоящее время эта проблема разрабатывается несколькими фирмами типа LiftPort и HighLift и исследовательскими институтами под руководством NASA [11]. В качестве транспортного модуля в космическом лифте можно использовать космические планеры типа Шатл или Буран. Это увеличивает надежность лифта, так как при обрыве каната модуль может приземлиться автономно. Полетный вес их уменьшается за счет отсутствия топлива и уменьшения мощности реактивного двигателя. Двигатель необходим только для аварийной посадки модуля.

Электромагнитный лифт может находиться в шахте или на эстакаде (см. Фиг. 12). Движение будет осуществляться по сверхпроводящим канатам с использованием магнитной левитации. Линейные сверхпроводящие электродвигатели устанавливаются в движущемся модуле лифта. Канаты будут периодически закрепляться на стенках шахты/башни. Упрощенные варианты электромагнитного лифта можно использовать для создания скоростных лифтов в небоскребах, для перемещения грузов.

Принцип магнитной левитации можно использовать для модернизации существующих железнодорожных транспортных систем. Наиболее просто можно реконструировать уже существующие электрофицированные железные дороги путем дополнительной прокладки по рельсу высокотемпературного сверхпроводящего каната. Это можно осуществить простым и дешевым способом путем фрезеровки небольшой канавки 1-10 мм в головке рельса, в которую закладывается канат. Процесс фрезерования можно легко сделать непосредственно на уже установленных рельсах. В подвижном составе колесные тележки заменятся на линейные электродвигатели на высокотемпературных сверхпроводниках. Реконструкции электросети не требуется. В результате мы получим очень дешевый аналог системы Маглев, полностью исключив проблему трения колеса о рельс. Кроме того, по модернизированной железной дороге можно будет осуществлять и обычное традиционное передвижение на колесах. Железная дорога приобретет новые качества – увеличится скорость в 1,5 -2 раза, уменьшится износ трассы и колес, возрастет угол наклона транспортного пути, что упростит строительство дорог в горах, и особо важно – упростит переход с одной ширины колеи на другую и исключит шум и вибрацию, что весьма актуально для пассажирских перевозок и метро.

Таким образом, использование нанотехнологий для создания сверхпрочных сверхпроводящих проводников (канатов) позволяет создать принципиально новые транспортные системы на магнитной левитации, которые полностью решают скоростную транспортировку пассажиров и грузов на земле, в воздухе и космосе при увеличении безопасности, экологичности и уменьшении себестоимости.

Литература

Транспорт: Наука, Техника, Управление. Сборник обзорной информации. ВИНИТИ, 1995, №9. Машиностроение. Энциклопедия. Самолеты и вертолеты. Т. IV-21/. Изд. М. Машиностроение. 2002. http://www. khsu. ru/fly/trans_problem. shtml#2 Петренко рельсовые дороги. М. Машиностроение. 1981. Грушевич : Теория: Учебник для вузов. Мн.: Высшая школа, 1986. Стр.93. Патент RU 2080268С1 Какурин висячих и вантовых мостов. М. Транспорт. 1971. Глазунов и расчет проводов и тросов. Т.1. Основы механической части воздушной линии электропередачи. . 1956. Машины непрерывного транспорта/ . 1969. Edwards, B. C., Design and Deployment of a Space Elevator, Acta Astronautica , 2000, 47 no. 10, page 735-744. Смотрите также сайт автора http://www. bradleyedwards. info/BCE_resume. pdf http://www. isr. us/Downloads/niac_pdf/contents. html, Юрий Арцутанов, “В космос на электровозе”, Комсомольская правда. 31.07.1960 г. Дж. Барбер. Электромагнитная рельсовая пушка», Ф. Хилтон. «Космический электромагнитный транспорт – теория и история. http://sakramento3.narod. ru/zerkalo/uskor. htm. Транспорт с магнитным подвесом/ , и др. М. Машиностроение. 1991. 320 с. Авиация: Энциклопедия / Гл. ред. . М.: БРЭ, 1994. 736 с. Белавин . Ленинград. Судостроение. 1977. Патенты RU 2015941, 2011542, 2033945, http://www. /rus-b/10.shtml Экономические перспективы. Том 5. Электронный журнал Государственного департамента США № 3. октябрь 2000 г. http://www. infousa. ru/economy/ijee1000.htm. Авт свид. CCCР № 000. US Patent 5,535, 963. US Patent 6,570,224 B1 Patent JP6227806, US 6,203,864, CN1598971, Patent Application US 2005106093. Guo-meng (Peter) Zhao. The resistive transition and Meissner effect in carbon nanotubes: Evidence for quasi-one-dimensional superconductivity above room temperature. http://perconductors. org/roomnano. pdf  Гусев , наноструктуры, нанотехнологии. 2005. Изд-во: Физматлит. 416 с. http://www. sciencerf. ru/client/fcntp. aspx? ob_no=1806&cat_ob_no=562 , Science. Д. П. МАРКОВ, Коэффициенты трения и сцепления при взаимодействии колес с рельсами. Вестник ВНИИЖТ, 2005, № 4. http://www. membrana. ru/articles/technic/2002/04/18/114500.html

Формула изобретения

1.  Канатная транспортная система, включающая по крайней мере один транспортный модуль с приводным устройством в виде электродвигателя с токосъемными элементами и по крайней мере два закрепленных на опорах, электропроводящих каната, которые в свою очередь подключены к источнику электроэнергии, и с помощью которых осуществляется движение транспортного модуля, отличающаяся тем, что транспортный модуль выполнен в виде летательного аппарата тяжелее воздуха с аэродинамическим качеством не менее 5, электропроводящие канаты выполнены из сверхпрочного легкого проводника и/или сверхпрочного легкого высокотемпературного сверхпроводника, электродвигатель выбран линейным для обеспечения создания в канатах электродвижущей силы, создающей одновременно силу тяги и магнитный подвес (левитацию) во время движения летательного аппарата вдоль канатов, причем каждый электропроводящий канат проходит через область максимума электромагнитного поля внутри линейного электродвигателя.

2.  Система по п.1, отличающаяся тем, что канаты натянуты на опоры с усилием, когда предел прочности равен 0,1-0,5, а сечение канатов выбрано таким, что они не разрушаются в условиях создания предельной силы в режиме разгона/экстренного торможения летательного аппарата.

3.  Система по п. 2, отличающаяся тем, что опоры расположены периодически на всем протяжении пути транспортной системы в соответствии с рельефом местности, радиусом поворота пути и пропускной способностью транспортной системы, при этом опоры выполнены с возможностью выдерживать нагрузку, равную сумме статического веса летательного аппарата и нагрузки, развиваемой в режиме экстренного торможения летательного аппарата.

4.  Система по п. п. 2, 3 отличающаяся тем, что в пунктах назначения пути (портах) канаты закреплены на жестком основании, выполненном из материала, способного выдерживать статическую и динамическую нагрузки, вызванные летательным аппаратом, а длина жесткого основания определяется длиной пути, необходимой для служебного торможения/разгона летательного аппарата.

5.  Система по п.1 отличающаяся тем, что обмотки линейных электродвигателей выполнены из проводника и/или высокотемпературного сверхпроводника, причем питание к двигателям поступает непосредственно от электропроводящих канатов, через токосъемные элементы.

6.  Система по п.2, отличающаяся тем, что канаты выполнены на основе волокон из углеродных нанотрубок с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм -16 нм.

7.  Система по п.2, отличающаяся тем, что канаты выполнены на основе волокон из легированных нанотрубок из оксидов или широкозонных полупроводников с внутренним диаметром в диапазоне 12 нм – 16 нм

8.  Система по п.1, отличающаяся тем, что до или после линейных электродвигателей летательного аппарата расположены электромагнитные устройства гашения вибрации канатов, которые связаны посредством электромагнитного поля с канатами и соединены с электронными датчиками вибрации канатов.

9.  Система по п. п.1,2, отличающаяся тем, что канаты периодически по всей длине соединены между собой перемычками-виброгасителями.

10.  Система по п. п.1,3, отличающаяся тем, что канаты закреплены на опорах с помощью шлюзовых устройств.

11.  Система по п.10, отличающаяся тем, что шлюзовые устройства закреплены на виброгасителях, которые, в свою очередь, закреплены на опорах.

12.  Система по п.10, отличающаяся тем, что шлюзовые устройства жестко связаны с канатом.

13.  Система по п.10 отличающаяся тем, что шлюзовые устройства связаны с канатом с помощью электромагнитного поля, формируемого дополнительным электромагнитом и управляемого дистанционно.

14.  Способ работы канатной транспортной системы по п. 1-13, заключающийся в том, что с электропроводящих канатов через токосъемные элементы поступает электроэнергия на линейные электродвигатели, отличающийся тем, что линейные электродвигатели одновременно создают силу тяги и магнитный подвес (левитацию) транспортного модуля, выполненного в виде летательного аппарата, причем летательный аппарат движется по канатам со скоростью, необходимой для компенсации веса аппарата за счет создания аэродинамической подъемной силы.

15.  Способ работы системы по п. 14, отличающийся тем, что движение летательного аппарата осуществляют в режиме самолета или в режиме экраноплана при соответствующей высоте опор и рельефе местности.

16.  Способ работы системы по п. 14, отличающийся тем, что натяжение и вибрацию канатов до и после линейных электродвигателей контролируют электронными датчиками дистанционного контроля вибрации каната и регулируют посредством системы управления электромагнитными устройствами гашения вибрации канатов.