Вот мчится поезд реактивный...

Испытания продолжаются

А. Сазонов, инженер

(Журнал "Техника - молодежи" 3/71)

  Скоростной вагон-лаборатория с турбореактивными двигателями.

  Проектная скорость 250 км/час.

   Недавно на наших магистралях появился изящный вагон-лаборатория "ВНИИВ - Скорость", созданный сотрудниками ВНИИВагонстроения, КБ генерального конструктора по авиационной технике А. С. Яковлева и работниками Калининского вагоностроительного завода. Он буквально начинен измерительными приборами, которые с каждой поездкой открывают исследователям тайны высоких скоростей. Но прежде всего внимание привлекают необычные для этого вида транспорта спаренные турбореактивные  двигатели от самолета ЯК-40. Они возвышаются на крыше спереди вагона.

   Столь неожиданная новинка - не просто дань "реактивной" моде. Обычный двигатель вращает колеса, которые, отталкиваясь от рельсов, перемещают состав. С ростом скорости сила сцепления между поездом и стальными нитями уменьшается. а сопротивление движению возрастает. Понятно, такой принцип образования тягового усилия позволяет увеличивать скорость лишь до определенного предела. Совсем иную картину мы наблюдаем при использовании реактивного двигателя. В этом случае  локомотив отталкивается уже не от рельсов (они играют роль направляющих), а от окружающей воздушной среды.

   Как и принято при разработке скоростных машин, модель вагона прошла тщательные испытания в аэродинамической трубе. Конструкторы постарались придать поезду наиболее обтекаемую форму.

   Железная дорога редко бывает прямой. На повороте обычно приподнимают наружный рельс, и состав благополучно преодолевает кривую. На скоростной поезд такой рельсовый "трек" не рассчитан - полотно наклонено (в поперечном направлении) не особенно круто. Спрямление искривленных перегонов чрезмерно дорого, а иногда практически неосуществимо. Каков же выход из положения?

   Сейчас предложены оригинальные устройства, призванные решить эту проблему. Вот, к примеру, одна из схем. Под действием центробежной силы отклоняется (влево или вправо) маятник. Он впускает воздух в пневморессору (левую или правую) до тех пор, пока снова не повиснет вертикально. Так достигается автоматическая регулировка. Возможна и такая схема. При повороте гидравлические или масляные домкраты приподнимают кузов с нужной стороны. Управляет ими электронный прибор, точно определяющий необходимый угол крена.

   При высокой скорости неприятности подстерегают и на прямых участках пути. Колебания. Чем быстрее разгоняется состав, тем сильнее бросает его из стороны в сторону. Люлечное подвешивание кузова вкупе с разными упругими упорами уменьшает поперечные колебания.
   В то время как одни конструкторы бьются над увеличением скорости, другие не менее энергично ищут способы погасить ее. Действительно, как быстро остановить вагон, развивающий скорость 250 км/час? Ведь тормозную силу нельзя увеличивать беспредельно. Она обязательно должна быть слабее силы сцепления колес с рельсами. Иначе машина пойдет юзом. Инженеры опробуют новые магниторельсовые и дисковые тормоза, дополнительные устройства, которые изменяют тормозное усилие в зависимости от скорости, и другие приспособления.

   Мы затронули лишь малую часть проблем, вставших перед исследователями - первыми пассажирами реактивного поезда. Пуск скоростных линий в повседневную эксплуатацию - очень сложная техническая задача. С помощью новой лаборатории на колесах специалисты надеются решить ее в самом ближайшем будущем.

* * *

   В 1955 году Кенойя Одзава, декан факультета науки и техники Университета Мейджо (провинция Нагоя), возглавил исследовательскую группу, перед которой стояла дерзкая задача - создать сверхзвуковой наземный транспорт. 50-летний профессор был известен как конструктор тяжелых самолетов и управляемых ракет. Используя свой богатый опыт авиационного инженера, он разработал необычную транспортную систему - реактивный поезд, двигающийся по оригинальной эстакаде.

   Испытания моделей. Перед тем как выбрать окончательный вариант, Одзава провел около 20  комплексных испытаний различных моделей  масштабом от 1/60 до 1/20. В 1968 году была успешно достигнута скорость 1140 км/час, а в 1969 -м, после постройки герметичного  тоннеля, - 2300 км/час! Вакуум препятствовал образованию и распространению ударных волн, шумов. Наконец, в прошлом году на точной копии сверхзвукового поезда проехались подопытные животные. После разгона и торможения самочувствие их было отличным. Специалисты считают, что в самом ближайшем будущем транспортная система Одзавы вступит в строй. Как же она будет выглядеть?

    Кузов поезда, длиной 220 м и диаметром 5 м, сделан из легкого сплава. Внутри он разделен на несколько отсеков. Впереди - носовой (1) и кабина водителя (2). Грузовой отсек (3) способен вместить контейнеры общим весом 100 тыс. кг. Далее расположены пассажирские салоны (4 и 6), отделенные от машинного отсека (5) огнестойкими стенками. Салоны, снабженные кондиционерами воздуха, рассчитаны на 1000 мест. С собой дозволено провозить багаж, весящий в 2,5 раза больше, чем разрешается в самолетах. Следующий отсек (7) - приятный сюрприз для автолюбителей. По трапу они могут заехать в него прямо на машинах, подождать некоторое время, а затем покинуть поезд на нужной остановке. В кормовой части (8) находится устройство воздушного торможения.

   Турбореактивные двигатели расположены симметрично, по две штуки с каждой стороны поезда. Один ТРД развивает тяговое усилие в 10 тыс. кг.
   Эстакада покоится на фундаменте - столбах, стоящих через 100 м. Вдоль пути, над столбами, установлены жесткие уголки (13) с Е-образными пазами. Выступ поезда как бы "схвачен" направляющими роликами сверху (15) и сбоку (16) и ведущими роликами снизу (17). Кроме того, вдоль пути закреплены опорные ролики (14).
   Трогание поезда от станции происходит за счет ведущих роликов.

   Разгон можно начинать после достижения необходимой скорости - за пределами города. Включаются двигатели. Оперение поезда - три горизонтальных стабилизатора (9) с двумя вертикальными рулями (10) - обеспечит подъемную силу, уменьшающую нагрузку на опоры. Движение состава контролирует ЭВМ диспетчерского пункта.
   Торможение осуществляется теми же ведущими роликами, только застопоренными, а также парашютом, который выбрасывается из кормового отсека.
   На первых порах рейсовая скорость ограничится 980 км/час. Но и это неплохо: отправившись от Токио, поезд домчится до Осаки за 35 минут!

Скоростные экспрессы и воздушное сообщение.             Изменение объема пассажирских перевозок

Посмотрите на правый график. По вертикали отложены биллионы (в размерности пассажир х миля). В США после второй мировой войны количество пассажиров, пользующихся самолетами, резко возросло, а затем и превзошло число путешественников, предпочитающих железную дорогу. Скоростные поезда призваны устранить эту несправедливость. Вот как, например, изменилось в Японии соотношение пассажиров, перевезенных самолетами и поездами по одному и тому же маршруту Токио - Нагоя (левый график). После открытия новой линии "Токайдо" в октябре 1964 года определенное число воздушных пассажиров стали пользоваться услугами скоростной магистрали. А реактивный поезд профессора Одзавы, по прогнозам специалистов, вообще вернет железной дороге  былое величие.

Заключительные испытания модели реактивного поезда были засняты на пленку и показаны через глобальную систему связи телевизионной компанией CBS. На снимке показан один из моментов съемки. Второй справа - профессор К. Одзава.

(Журнал "Техника - молодежи" 3/71)

<<<