Передовое железнодорожное колесо получит господдержку

Главный автор «гибкого колеса», пожалуй, впервые радикально переосмысленного с момента рождения железных дорог — Валерий Шилер, старший научный сотрудник Омского государственного университета путей сообщения (ОмГУПС) (фото Максима Кармаева, "Омская правда").

Проект необычной колёсной пары для вагонов и локомотивов, ставший на днях триумфатором выставки высокотехнологичной техники и вооружений, сможет выйти на новый этап развития при поддержке «Ростехнологий».

Госкорпорация объявила, что поможет в продвижении инновационных изобретений и продуктов, получивших дипломы на Международной выставке "ВТТВ-Омск-2011" (она завершилась в конце прошлой недели).

Лучшей инновационной идеей на омском смотре признана технология «гибкого колеса» для рельсового транспорта, развиваемая омской компанией "Гибкие транспортные системы" и её главой, учёным и изобретателем Валерием Шилером.

Основная идея заключается в следующем. В отличие от обычного железнодорожного колеса новое разделено на две основные части, способные вращаться независимо друг от друга.

Первая — это упорный диск (номер 2 на рисунке внизу), не позволяющий колёсной паре сойти с рельсов, а вторая — собственно колесо, несущее нагрузку, а в том случае, если оно используется в локомотиве, ещё и передающее на путь силу тяги от электромотора (18).

Это колесо само по себе тоже сделано составным. Непосредственно по рельсам катится стальной бандаж (4), отделённый от ступицы (5) прослойкой (6) из резины или иного упругого материала. (Подробности — в российском патенте.)

Колесо рельсового транспортного средства, спроектированное Шилером и его коллегами. Пояснения в тексте (иллюстрация с сайта patent.su).

Результат — не только очевидное снижение шума и вибрации, повышение комфортности поездки. По оценке омских учёных, колесо нового типа должно существенно снизить расход энергии на движение состава, особенно на криволинейных участках пути. Также благодаря новации удастся снизить проскальзывания и пробуксовку ведущих колёс и улучшить реализацию тяги, серьёзно повысить среднюю эксплуатационную скорость.

Кроме того, снижение ударных воздействий при прохождении стыков и дефектов рельсов должно благотворно сказаться на долговечности пути и экипажа.

Все эти теоретические «авансы», о которых Шилер говорил ещё в 2009 году, только предстоит проверить в деле. И вот теперь, с подключением «Ростехнологий», данный проект должен получить новый импульс. Как и другие разработки, высоко оценённые на выставке.

ПП-45 предназначен для высокоточной и высокопроизводительной аэрофото- и видеосъёмки в интересах картографии, мониторинга окружающей среды, лесо- и рыбоохраны. Размах крыла — 2,15 метра, взлётный вес — 3,5-5 кг, привод — пара электродвигателей, питающихся от аккумуляторов, радиус действия — 5 км, рабочая высота полёта 300-600 м, крейсерская скорость — 70 км/ч (фото ОмГТУ).

Второе место в разделе «инновационные идеи» завоевал Омский государственный технический университет с лёгким беспилотником ПП-45. А третьего места удостоилась компания "Сантрэй" за изобретение точечного ферромагнитного излучателя, который позволит значительно сократить размер коротковолновых антенн при одновременном росте эффективности и дальности связи.

Корпорация «Ростехнологии» не раскрывает всех деталей будущей поддержки, но указывает, что её представительства в России и за рубежом займутся продвижением победивших изобретений, кроме того, возможен серийный выпуск этих новинок на предприятиях, входящих в состав корпорации.



Российские поезда научатся менять колею на ходу

29 июня 2011

Студенты изобрели ручку для открывания дверей ногами

5 апреля 2011

Придуман шар для очистки грязной воды

23 марта 2011

На линию вышел самый длинноносый и роскошный поезд

5 марта 2011

Новый тепловой двигатель хвастается минимумом подвижных частей

8 февраля 2011
  • Михаил Зиньков  11 июля, 18:13
    Сразу скажу, что это уже пройденный этап немецкими конструкторами закончившийся огромной трагедией. Один из скоростных поездов там потерпел крушение именно из-за наличия прослойки (6). Разбор авари выявил, что прослойка способствует усталости материала внешнего кольца колеса. Дальше это внешнее кольцо разрушившись вылетело на скорости в салон вагона, пробив пол. Далее поезд сошел с рельсов и смялся разрушив еще и мост. Думаю Российским «конструкторам» стоит иногда смотреть канал «Дискавери» или «Натионал географик» там в фильмах по разбору катастроф эти вещи разжеваны по полочкам. Не надо наступать на грабли, катастроф в России и так предостаточно.
    ОтветитьНравится
  • Андрей Лупша  11 июля, 18:25
    Подтверждаю, смотрел эту передачу. Автор «инновации», думаю, тоже смотрел.
    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Калмыков  11 июля, 19:15
    присоединяюсь — en.wikipedia.org/wiki/Eschede_train_disaster
    ОтветитьНравится
  • Алекс Яковенко  11 июля, 23:00
    Браво Михаил! Очень четкий коммент.
    ОтветитьНравится
  • Канат Абильдинов  12 июля, 07:15
    Это поразительно! Немецкие инженера всегда высоко ценились. А тут такой просчет. Ведь даже на интуитивном уровне понятно, что составные колеса могут разваливаться на составные же части. А тут еще высокоскоростной поезд.
    ОтветитьНравится
  • Андрей Лобанов  13 июля, 01:07
    Насчет прослойки, даже без прослоек колеса локомотивов имеют частые сдвиги бандажей.....
    ОтветитьНравится
  • Андрей Лобанов  13 июля, 22:11
    Резина не выдержит нагрузки на ось в 23 тонны и температурных режимов, а следовательно колесо будет использовано только на дрезинах.
    ОтветитьНравится
  • Игорь Рогов  15 июля, 15:07
    http://ru.wikipedia.org/wiki/Железнодорожная_катастрофа_под_Эшеде
    ОтветитьНравится
  • Антон Бильдерт  11 июля, 18:30
    «должно благотворно сказаться на долговечности пути и экипажа.» Как путь может быть долговечным, неговоря уже об экипаже? :)
    ОтветитьНравится
  • Алексей Заикин  11 июля, 19:55
    Вы полагаете, что рельсы — вечные и от прохождения поездов не стираются? А люди локомотивами управляющими из титана сделаны? Вибрации и шум — один из вредных производственных факторов, влияющих на локомотивные бригады.
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  11 июля, 20:07
    Экипаж — это не то, что вы думаете.
    ОтветитьНравится
  • Леонид Попов  11 июля, 20:08
    http://myrailway.ru/guide/view_slovar/950/
    ОтветитьНравится
  • Павел Захаров  11 июля, 21:05
    Ну вот, опередили. Только хотел про немецкий поезд написать по прочтении — а тут уже рассказали.
    ОтветитьНравится
  • Канат Абильдинов  12 июля, 07:06
    Подозреваю, что недолговечными будут такие колеса с резиновой прослойкой. Во-первых, из-за динамических нагрузок и нагрева резина будет деформироваться, «уставать» и крошится, и быстро придет в негодность. Во-вторых, на резких поворотах и сильных боковых нагрузках, бандаж вообще может слететь со ступицы либо перекоситься (судя по рисунки — вообще легко — просто провернется по радиусу закругления резиновой прослойки). Чтобы не произошло срыва бандажа колесо необходимо делать очень широким. В-третьих традиционное металлическое колесо имеет низкое трение качения, что благоприятно сказывается на скоростных характеристиках, долговечности и экономичности, чего не скажешь о новоизобретенном. Псотоянные сжатия-растяжения резиновой прослойки подразумевают изменение расстояния от центра оси до поверхности рельса, что приведет к незначительному дисбалансу (который, возможно, будет источником дополнительных шумов) и покачиванию вагона, что неблагоприятно сказывается на скорости. Чем изобретать амортизирующие на рельсовых стыках колеса, лучше изобретать малошумящие стыки и использовать бесстыковые рельса.
    P.S. написал свой комментарий еще не прочитав первый, и как вижу не напрасно. Оказалось, что всё, что я предположил, вполне соответствует действительности.
    ОтветитьНравится
  • Алексей Зухарь  12 июля, 09:19
    Резина, полимеры при +50 -50 тех.регламент — обслуживание через 3-5 лет, это очень дорого, +простои, это не состав простукать молоточком
    ОтветитьНравится
  • Илья Казённых  12 июля, 10:45
    Про резину сказали. А что насчёт отдельного упорного диска?
    ОтветитьНравится
  • Алексей Хайлов  12 июля, 15:19
    Я не специалист в данной области, потому могу ошибаться. Но мне видится конструкция с отдельным упорным диском по меньшей мере непонятной. 1. Зачем диск, если эта часть не крутится? 2. Трение качения меньше трения скольжения. 3. Как эта конструкция будет вести себя на стрелках? 4. А боковую нагрузку смещения состава всторону на поворотах и изгибах такая конструкция выдержит?
    Итого: Чем она лучше-то?
    ОтветитьНравится
  • Этот выбор победителя говорит о компетенции жюри на конкурсе.
    ОтветитьНравится
  • Андрей Лобанов  13 июля, 01:49
    «Сферические поверхности сопряжения бандажа и ступицы обеспечивают их взаимную самоустановку в статике и динамике.»
    Т.е. упорное кольцо бандажа отсутствует.

    «Бандаж 4 со ступицей 5 совершают независимое вращение относительно упорного диска 2 благодаря подшипнику 7, что уменьшает сопротивление качению, особенно на кривых участках пути.»
    Не понятен смысл установки подвижной оси в тексте патента....

    «Цилиндрическая поверхность катания бандажа 4 создает меньшие осевые усилия, чем типовые конические. Требуемый технический результат достигается тем, что в конструкцию каждого подрессоренного бандажа колесной пары вводится индивидуальный тяговый привод. В результате, в режиме тяги бандажи колес имеют независимое вращение, что устраняет дополнительное проскальзывание между контактирующими поверхностями катания рельсовых нитей с бандажами и упорными дисками колес в колесной паре при прохождении кривых участков пути.»
    С кривыми участками все понятно, но как же быть с прямыми участками? колесная пара будет постоянно вилять в движении, что приведет к повышенному износу гребней бандажа... Кстати независимое вращение колес уже применялось в Японии, но из-за повышенного износа от него быстро отказались. К проблеме колеса и рельса опять подошли нестандартно, т.е. придумали новое колесо, вместо того чтобы сделать нормальную колею.
    И по поводу комиссии, в комиссии обычно сидят люди широкого кругозора, а в данной тематике нужен специалист узкой специализации.

    ОтветитьНравится
  • Андрей Лобанов  13 июля, 02:03
    «Кроме этого наличие индивидуальных тяговых приводов дает возможность регулировать силу тяги каждого бандажа в зависимости как от его износа, так и поверхности катания рельса.»
    Наивная точка зрения на контакт колесной пары с рельсами, так как колесная пара имеет такое же сцепление с рельсами, что и сумма сцеплений каждого колеса в отдельности.

    «За счет возможности формирования между двумя подрессоренными бандажами колесной пары разности величин моментов сил появляется возможность регулировать направление движения колесной пары и тележки при прохождении кривых участков пути и стрелочных переводов, что уменьшает дополнительное проскальзывание в режиме тяги и рекуперативного торможения при движении в кривых участках пути.»
    Величина регулирования в этом случае будет иметь ошибку регулирования, а в системе конических бандажей обычной колесной пары имеет место адаптивный способ регулирования, кроме того в динамике ошибку нельзя будет исправить, т.к. нет настолько быстродействующих регуляторов.

    ОтветитьНравится
  • Дмитрий Голик  13 июля, 11:19
    Вопщем, я так понял, что грядёт новый Петрик.
    ОтветитьНравится
  • Петрик, не Петрик, а комиссию надо упразднять.
    Если бы комиссия была широких взглядов, то она наверняка бы слышала о передаче «Дискавери», т.е. про эту систему колёс.

    P.S.
    Меня вообще удивляет подход комиссии.
    Если взять катапульту для авианосца, то проверялась идея на модели — к модели самолёта привязывался груз на нитке, который падал со стола. Это была хорошая и дешёвая проверка идеи, никаких миллионов. Идея проверялась практически даром. А с этой идеей ничего — никакой модели, судя по всему, не было.

    ОтветитьНравится
  • Прошу извинить, опыт с моделью, видимо ставили. Я привык, что их не ставят, поэтому так и написал.
    ОтветитьНравится