Струнный транспорт

Эта статья или часть статьи содержит информацию об ожидаемых событиях. Здесь описываются события, которые ещё не произошли.

Проект трассы струнного транспорта Юницкого с колеей шириной 2 м, идущей по центру улицы Народного Ополчения от станции метро «Октябрьское Поле» до Детского парка чудес в Москве

Струнный транспорт Юницкого (СТЮ) — проект транспортной системы, основанной на общепланетном транспортном средстве, разрабатываемой с 1977 года А. Э. Юницким.

Струнная дорога требует значительно меньше минерального сырья и землеотвода, чем железная дорога, малотребовательна^{[уточнить]} к рельефу местности и грунтам, а также обеспечивает высокую безопасность^{[уточнить]}, экономичность и экологичность пассажирских и грузовых перевозок. Проект позволяет варьировать свойства рельса-струны для различных областей применения и в каждом из этих вариантов сохраняется свобода выбора подвижного состава, его привода и скорости движения^{[уточнить]} (до 500 км/ч в зависимости от вида струнного рельса), с целью получения наилучших технико-экономических показателей.

Современная история реализации программы струнных транспортных систем началась в 2001 год году, когда был построен опытный участок грузовой транспортной системы СТЮ в городе Озёры Московской области. Проект полигона и технологию его возведения разработал А. Э. Юницкий, генеральный директор и генеральный конструктор ОАО «Научно-производственный комплекс Юницкого». Работы по проектированию полигона и его строительству финансировались предпринимателем Д. В. Терёхиным и губернатором Красноярского края А. И. Лебедем из личного губернаторского фонда^{[уточнить]}. Был построен испытательный стенд, как часть будущего полномасштабного полигона СТЮ. Действующий стенд с переоборудованным грузовым автомобилем ЗИЛ-131 массой до 15 т (в качестве имитатора пассажирского юнибуса и грузового юникара) демонстрировался Правительству Российской Федерации. Испытательный стенд на данный момент является недействующим.^[1] В Российской Федерации в ноябре 2008 г. по решению Комитета транспорта Государственной Думы Федерального Собрания струнный транспорт Юницкого был рекомендован к скорейшему внедрению в экономику страны^[2]. Вопрос интеграции струнного транспорта в экономику России 23 ноября 2009 г. рассматривался на Комиссии Совета Федерации по естественным монополиям под руководством Н. И. Рыжкова с точки зрения решения транспортных проблем России, как в густонаселённых^{[уточнить]} городах, так и в труднодоступных регионах Сибири и Дальнего Востока. В ноябре 2009 г. на заседании Президиума Госсовета России, посвящённом инновациям на транспорте, была получена поддержка Президента России Д. А. Медведева. Однако, несмотря на всё это, в Российской Федерации разработчик не смог найти возможность финансирования рабочих проектов.

В разное время планировалось строительство СТЮ в нескольких городах России, в Объединённых Арабских Эмиратах, Китае, Саудовской Аравии, Канаде и др. странах, но из-за отсутствия финансирования это строительство откладывалось на неопределённое время, так как разработчик не имеет возможностей финансировать строительство СТЮ. В 2008 г. первую струнную дорогу планировалось построить в Хабаровске^[3]. Однако специалисты МИИТ не рекомендовали проект СТЮ в Хабаровске для реализации^[4].

Гранты ООН

Проект получил в 1998 году грант от ООН на выполнение работ по проекту № FS-RUS-98-S01 «Устойчивое развитие населённых пунктов и улучшение их коммуникационной инфраструктуры с использованием струнной транспортной системы»^[5]. Руководитель проекта — академик А. Э. Юницкий, на тот момент времени — президент Регионального общественного фонда содействию развитию линейной транспортной системы, созданного в г. Москве для реализации струнных технологий Юницкого. В 1999 году ООН-Хабитат планировало выделить 30 млн долларов США для финансирования проекта, однако деньги так и не поступили.

В 2004 году А. Э. Юницкий получил второй грант ООН по проекту № FS-RUS-02-S03 «Обеспечение устойчивого развития населённых пунктов и защита городской окружающей среды с использованием струнной транспортной системы». Проект по этому гранту прошёл международную экспертизу и СТЮ был рекомендован к реализации на международном рынке транспортной индустрии.^[6]

Путевая структура

Один из основных компонентов струнной транспортной системы — струнный рельс (рельс-струна), или струнная балка (балка-струна), или струнная ферма (ферма-струна) особой конструкции. На конструкции рельсов, их креплений, технологию строительства и монтажа автором получены российские и зарубежные патенты (более 40). Рельс (балка, ферма), как правило, представляет собой пустотелый стальной (в перспективе — композитный) короб, внутри которого размещён пакет натянутых проволок-струн (или лент, нитей, прутьев и других протяжённых силовых элементов). Внутреннее пространство короба, не занятое струнами, заполняется минеральными или полимерными композициями. Усилие натяжения струн составляет от 100 до 15 000 кН в зависимости от класса грузоподъёмности линии, длины пролётов, расчётных скоростных режимов движения и типа системы (навесной или подвесной СТЮ).

Расстояние между основными (анкерными) опорами должно составлять от 1 до 5 км (по длине стальной проволоки, используемой для струн); расстояние между промежуточными поддерживающими опорами-стойками — от 10 до 500 м и более. Через 10—20 м и более струнные рельсы могут быть соединены поперечными перемычками для обеспечения постоянства колеи (для бирельсовых вариантов СТЮ, так как возможны и монорельсовые варианты как навесного, так и подвесного типов). За счёт использования двухребордных колёс подвижного состава и дополнительных удерживающих боковых роликов изменения колеи не являются критичными. Температурные изменения по длине рельса компенсируются избыточным предварительным натяжением струн (частично — предварительным натяжением корпуса рельса); продольных температурных деформаций при этом не возникает (возникают только поперечные перемещения, в пределах 1—3 мм в середине пролёта, что не критично).

При движении транспортного средства (рельсового автомобиля) на пролёте длиной 30 м вертикальный прогиб рельсов не превышает 30 мм для низкоскоростного СТЮ (расчётная относительная деформативность — не более 1/1000, как у капитальных мостов) и 6 мм — для высокоскоростного СТЮ (расчётная относительная деформативность — не более 1/5000). Горизонтальный боковой прогиб рельсов при воздействии на путевую структуру и транспортное средство ураганного бокового ветра не превышает 2—3 мм на пролёте 30 м.

Строительное провисание струны в навесном СТЮ «зашито» внутри полости рельса (то есть головка рельса и струна в нём не являются параллельными друг другу). В подвесном же СТЮ головка рельса параллельна струне, то есть размещена с провисом на каждом пролёте, поэтому на каждой опоре подвесной рельс-струна размещён на специальном ложементе радиусом 100 м и более, в зависимости от расчётной скорости движения. Провисание струнного рельса между опорами в городском подвесном СТЮ используется для начального разгона подвижного состава на начальном участке пути между соседними остановками и, наоборот, для торможения — на конечном, что позволяет, в том числе, значительно снизить расход электрической энергии (до 3—5 раз). Для этого расстояние между опорами целесообразнее делать равными расстоянию между соседними остановками (500—1000 м), совмещая пассажирские станции «второго уровня» с анкерными опорами такой городской трассы.

Стоимость прокладки пути двухпутной системы по оценкам автора (в зависимости от типа и класса системы и скорости передвижения) в условиях равнинной местности составит 0,6—4,2 млн $/км (в условиях городской застройки — на 20—50 % выше); полная стоимость СТЮ, с учетом стоимости подвижного состава и инфраструктуры — 0,7—6,5 млн $/км. Себестоимость перевозок, что является основной комплексной технико-экономической характеристикой любого вида транспорта, в этой системе «второго уровня» составит: 1 т груза — 0,4—0,7 $/100 км, одного пассажира — 0,6—1,2 $/100 км (всё в долларах по курсу и состоянию на начало 2010 года).

Подвижной состав

В качестве подвижного состава планируется использовать пассажирские (юнибусы), грузовые (юникары) и грузо-пассажирские рельсовые автомобили специальной конструкции, передвигающиеся (в разных вариантах системы) сверху или снизу по рельсам-струнам со скоростями в диапазоне от 50 до 500 км/ч, а в городе — до 120 км/ч. Рельсовые автомобили, при необходимости, могут собираться в поезда, где они будут связаны друг с другом механически либо электронной сцепкой (расстояние между отдельными рельсовыми автомобилями в поезде составит 100—500 м). Предельная скорость движения зависит от динамической жёсткости (обусловленной натяжением струны и изгибной жёсткостью рельса-струны) и строительной ровности головки рельса-струны на пролёте, а также от мощности двигателя и аэродинамических качеств корпуса рельсового автомобиля, которые подбираются под конкретную транспортную задачу из разработанных, апробированных и сертифицированных элементов, узлов и агрегатов.

Возможны следующие варианты привода в рельсовых автомобилях:

• двигатель внутреннего сгорания с приводом на колесо;
• электродвигатель с приводом на колесо;
• двигатель вращения^{[неоднозначно]} с приводом на воздушный винт;
• мотор-колесо;
• линейный электродвигатель;
• газовая турбина;
• тяговый канат.

На сегодня разработано несколько десятков вариантов навесных и подвесных рельсовых автомобилей: пассажирских — вместимостью от 5 до 500 пассажиров и развиваемой скоростью от 50 до 360 км/ч, грузовых — грузоподъёмностью от 500 кг до 5000 т. Планируемая мощность электропривода — от 5 до 500 кВт и более. В юнибусах предусмотрено два режима торможения: служебное (ускорение до 1 м/c²^[7], тормозной путь со скорости 300 км/ч — около 3,5 км) и экстренное (соответственно, 2,5 м/с²^[8] и 1,4 км). Стоимость десятиместного скоростного пассажирского юнибуса ориентировочно составит в серийном производстве около 50 тыс. $, а низкоскоростного грузового юникара грузоподъемностью 10 т — около 10 тыс. $.

Варианты и типы системы

На сегодняшний день спроектированы два основных типа системы:

• навесной, в котором рельсовые автомобили поставлены сверху на рельсы-струны (два рельса-струны, или балки-струны, или фермы-струны на один путь, натянутых с общим усилием 50—1500 т и более; расстояние между анкерами 1—5 км и более, между промежуточными опорами — 30—50 м и более (до 2 км при поддержке пути с помощью канатов и вант); скорость движения — до 500 км/ч);
• подвесной, в котором рельсовые автомобили подвешены снизу к рельсам-струнам (один или два рельса-струны на один путь, натянутые с общим усилием 10—300 т и более; расстояние между анкерами 1—3 км и более; скорость движения — до 150 км/ч).

Также разработаны несколько вариантов (классов) системы струнного транспорта, в зависимости от грузоподъёмности и пассажировместимости рельсовых автомобилей:

• сверхлёгкий — до 3 человек или до 0,5 т груза;
• лёгкий — до 10 человек или до 5 т груза;
• средний — до 25 человек или до 5 т груза;
• тяжёлый — до 50 человек или до 10 т груза.
• сверхтяжёлый — до 500 человек или до 5000 т груза.

Заявленная провозная способность: от 10 000 пасс./сут. и 10 000 т/сут. — для сверхлёгкого, до 1 млн пасс./сут. и 1 млн т/сут. — для сверхтяжёлого. Провозная способность сверхтяжелого схожа с провозной способностью скоростного трамвая или легкорельсового транспорта, однако провозная способность сверхлегкого в 3 раза ниже, чем у полосы личного автотранспорта при равномерном движении. Для сравнения: у электропоезда провозная способность составляет более 2 млн пасс./сут. (технологически достижимое предельное значение), у метрополитена — около 1,5 млн пасс./сут.

Перспективы системы

В 2003—2009 годах было предложено^[1] несколько десятков различных проектов строительства СТЮ в России (трассы в Амурской области, Ставрополе, Хабаровске, Ханты-Мансийске, Сочи, Калининграде, Санкт-Петербурге, Москве, «Нижний Новгород — Москва», «Санкт-Петербург — Москва», «Санкт-Петербург — Калининград», «Сургут — Ханты-Мансийск» и др.), ОАЭ, КНР, Саудовской Аравии, Индонезии, Австралии и др. странах.

В рамках прошедшего 24 ноября 2009 года заседания Президиума Государственного Совета РФ в Ульяновске Губернатор Ульяновской области С. Морозов сделал следующее заявление:

Мы в Ульяновской области приняли решение и создали буквально на этой неделе инновационный центр струнных технологий с полигоном сертификационных и демонстрационных трасс. В перспективе мы будем строить в Ульяновске городскую трассу подвесного струнного транспорта Юницкого.^[9]

Преимущества системы

К основным преимуществам системы относятся:

• низкая материалоёмкость и стоимость всей транспортной инфраструктуры (в сравнении с другими конкурирующими транспортными системами «второго уровня», имеющими ту же производительность, — в 5—10 раз и более);
• долговечность пути и подвижного состава (соответственно, не менее 50 лет и 25 лет);
• низкое энергопотребление при эксплуатации (в переводе на топливо^{[уточнить]}: городские перевозки — 0,2—0,3 л/100 пасс.-км, междугородные высокоскоростные — 0,5—0,6 л/100 пасс.-км);
• безопасность в экстремальных ситуациях^{[уточнить]} и при терактах^{[уточнить]} (например, падение одной или нескольких поддерживающих опор, скрепленных с рельсом-струной через специальный отстегивающийся механизм, не приведет к обрушению пролёта и к обрыву струнного рельса, а вызовет лишь дополнительную незначительную вертикальную деформацию пути);
• высокая экологичность системы (выбросы вредных веществ менее 0,1 г/пасс.-км; низкий процент^{[уточнить]} изъятия земель; отсутствие значительных^{[уточнить]} шумовых, вибрационных или электромагнитных воздействий на окружающую среду и др.).

Недостатки системы

• Отсутствие работающих промышленных участков системы и сертифицированных опытно-демонстрационных трасс.
• Большое количество различных моделей, нет строго определенной конструкции и ПС (уделяется малое внимание ПС).
• В отзыве МИИТ на работы СТЮ отмечено, что все результаты получены в результате математического моделирования, при этом различные математические модели дали различные результаты.^[4]
• Нет описания возможности перевозки опасных по своим размерам, пылящих/горячих и опасных грузов.
• Отсутствует независимая оценка безопасности транспортной системы и допустимых рисков.
• Не описаны конструкции стрелок (отсутствие «заклинивания» в нейтральном положении и др.) и изогнутых участков пути (допустимые радиусы, удержание ПС на пути при повороте, наличие или отсутствие дифференциала и др.)
• Не разработаны системы охраны и информационной защиты (видеонаблюдение на станциях и ПС, электронные журналы поездок, обнаружение забытых вещей и др.)
• Не описаны ремни и подушки безопасности.
• Не описано соответствие IEC 61508 (риск смертельных случаев среди пассажиров и третьих лиц, имеющих отношение к данной транспортной системе; соответствие системы управления стандарту Safety Integrity Level 3 и др.).
• Нет возможности использовать существующие пути (железнодорожные, автомобильные, общего пользования и др.).

Критика системы

Часто СТЮ критикуют по следующим пунктам^[10]:

• Название «струнный транспорт» не совсем корректно, так как фактически ПС движется по рельсам, а струны лишь усиливают прочность конструкции;
• СТЮ фактически представляет собой железнодорожный путь, подвешенный или располагающийся на струне;
• Движение ПС по СТЮ должно быть постоянным и непрерывным с интервалами движения для пассажирских модулей в 1000 м, а для грузовых — 50 м;
• В случае аварии доступ к аварийному ПС проблематичен из-за высоты расположения СТЮ. Это же является препятствием для безопасной эвакуации пассажиров;
• При обрыве рельса высока вероятность травмирования пассажиров и порчи груза из-за потери контакта с рельсом всеми движущими колесами;
• Ремонт пути осложнен высотой расположения СТЮ;
• Так как непосредственно под СТЮ невозможно вести хозяйственную деятельность, то объем земель выделяемых на СТЮ будет сравнимым с железнодорожным или иным схожим;
• Цена строительства 1 км СТЮ будет явно выше стоимости обычного железнодорожного пути;^{[источник не указан 588 дней]}
• Пропускная способность СТЮ будет ниже чем у железнодорожного транспорта;
• Стоимость транспортных модулей для СТЮ с учетом перевозимого груза гораздо выше, чем железнодорожных вагонов;
• Для перевозки одинакового груза СТЮ требуется большее число модулей, чем железнодорожных вагонов.

См. также

• Лёгкое метро
• Фермобиль
• Транспортная система Aerobus
• Персональный автоматический транспорт
• Устойчивый транспорт

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Биография на Официальном сайте разработчика А. Э. Юницкого
2. ↑ Заключение на инновационную транспортную технологию «Струнный транспорт Юницкого» РАН ИПТ им. Соломенко. Текст статьи от 5 октября 2009 года.
3. ↑ Б. Сиротин. Струна-конкурент // «Гудок» от 20.12.2006.
4. ↑ ^{1 2} Экспертное заключение МИИТ по проекту СТЮ в Хабаровске (вместе с апологией Юницкого).
5. ↑ Итоговый отчет по проекту Центра ООН по населенным пунктам (Хабитат) FS-RUS-98-S01.
6. ↑ Заключительный отчет по проекту Программы ООН по населенным пунктам FS-RUS-02-S03.
7. ↑ Ниже, чем максимальное ускорение при торможении (-2,5 м/с²) в стандарте APM standard part 2 ASCE 21-98
8. ↑ Ниже, чем ускорение при экстренном торможении (-3,5 м/с²) в стандарте APM standard part 2 ASCE 21-98
9. ↑ Стенографический отчёт о заседании президиума Государственного совета по вопросу инновационного развития транспортного комплекса. Kremlin.ru (24 ноября 2009). Архивировано из первоисточника 21 февраля 2012. Проверено 14 августа 2010.
10. ↑ Немного о «струнном транспорте» Юницкого

Ссылки

• Сайт разработчика СТЮ Юницкого А. Э.
• Струнный транспорт Юницкого (СТЮ)
• Струнный транспорт избавит от дорожных проблем и сделает фантастику реальностью.