Том 2, № 4 (2016)
Обзоры
Создание высокоскоростной магнитолевитационной пассажирской линии «Адлер-Кисловодск-Минеральные Воды»
Аннотация
В статье рассматривается идея создания магнитолевитационной высокоскоростной магистрали (МВСМ) для пассажирского движения по маршруту «Адлер – Кисловодск – Минеральные Воды».
Введение: МВСМ связывая основные курорты Северного Кавказа, окажет агломерационное влияние на их развитие путем привлечения дополнительных туристов, создаст рынок перевозок в между данными рекреационными объектами, который сейчас, по сути, отсутствует.
Анализ: С появлением линии МВСМ 5 разрозненных курортов - Сочи, КВМ, Архыз, Эльбрус, Домбай - превратятся в один крупный многофункциональный курортный кластер, предлагающий бальнеологические услуги, горнолыжные программы и отдых на море. Кластер будет иметь 2 аэропорта – Сочи и Минеральные Воды, связанные МВСМ, морской вокзал, и линии существующей железной дороги. Цифры годового турпотока в структуре пассажиропотока, инвестиционных затрат и стоимости проезда являются наиболее влияющими на окупаемость проекта. По большому счету сам проект МВСМ рассчитан на туристов. Поэтому необходима глубоко проработанная ценовая политика по тарифообразованию на перевозки по данной линии. В первые два года эксплуатации магистрали в финансовой модели заложена стоимость проездки по всему маршруту в 1 конец в размере 1000 рублей. Для средней семьи из трех человек однодневная экскурсионная поездка из Адлера в Кисловодск, в частности, обойдется в 6000 руб.
Результаты: Необходимость применения магнитолевитационной технологии на данной высокоскоростной линии обусловлена сложным горным рельефом прохождения трассы, способностью Маглева преодолевать большие уклоны, повороты с меньшим радиусом кривых в сравнении с технологией «колесо-рельс». А также более низким негативным воздействием на природу Большого Кавказского заповедника.
Выводы: Сформулирована основная бизнес-идея, связанная со строительством высокоскоростной магистрали. Дана экономическая оценка эффективности предлагаемого проекта.
5-14
Прогнозируемые перспективы практической реализации транспортной системы «Монолёт»
Аннотация
Воплощая в себе сочетание конструкторских идей в области развития надземных подвесных транспортных систем, транспортная система «МОНОЛЁТ» предполагает реальность достижения прогнозируемых перспектив её практического исполнения, таких, как:
- эффективное освоение жизненного пространства зоны Сибири, Дальнего Востока и Севера страны;
- укрепление обороноспособности страны созданием разветвлённой сети оборонных объектов, связанных между собой транспортной системой, в состав которой входят высокоскоростные и грузоподъемные мобильные средства доставки войск и военной техники;
- возвращение к жизни «сосланных на стоянку» отечественных авиационных транспортных средств и придания стимулирующего импульса оживлению отечественного гражданского самолётостроения;
- создание нового широкого поля деятельности для инноваций в области науки и техники; обеспечение технологического прорыва, отвечающего задачам импортозамещения;
- изменение в мировом общественном мнении репутации страны, как поставщика сырья, выходом на мировой рынок с предложением транспортных услуг (в противовес, например, китайскому «шёлковому пути»), а также новых транспортных средств гражданского назначения;
- содействие росту и укреплению возрождающегося в стране чувства патриотизма, и обеспечение подрастающему поколению поля достойной трудовой деятельности в будущем, стимулированием мотивации молодёжного технического творчества.
15-24
Развитие высокоскоростного движения в россии: Maglev
Аннотация
В статье приведены преимущества магнитолевитационного транспорта в сравнении с другими видами транспорта. Проанализирована по годам оценка стоимости строительства магнитолевитационной магистрали.
Введение: В статье содержатся достигнутые результаты исследований по возможному применению магнитолевитационных технологий на транспорте. В статье рассмотрены работы, необходимые для осуществления проекта по созданию грузовой магистрали с применением технологии магнитной левитации.
Цель: обоснование необходимости применения магнитолевитационных технологий для развития высокоскоростного движения в России.
Метод: Рассматривается основополагающий документ: «Транспортная стратегия Российской Федерации на период до 2030 года» для разработки сетевого графика проекта строительства грузовой магистрали с применением технологии магнитной левитации. Представлены возможные риски, которые могут повлиять на проект.
Результаты: Реализация контейнерных грузоперевозок магнитолевитационным транспортом позволит удовлетворить растущий спрос на грузовые перевозки, сократить время доставки грузов в пути следования.
Выводы: Реализация проекта позволит повысить эффективность транспортной системы, снизить совокупные затраты и создать базу для дальнейшего развития аналогичных проектов на территории России и за рубежом.
25-34
Оригинальные статьи
Особенности проектирования и строительства искусственных сооружений для Маглев-дорог
Аннотация
Статья посвящена вопросам проектирования и строительства искусственных сооружений.
Введение: Представлен краткий анализ зарубежного опыта проектирования и строительства мостов и эстакад для дорог с использованием магнитолевитационной технологии (маглев-дорог). Рассмотрены основные параметры и конструктивно-технологические решения пролетных строений различных сечений и опор.
Анализ: Исходя из зарубежного опыта, рассмотрено применение различных материалов, возможных для использования при строительстве маглев-дорог, такие как железобетон и сталь, а также композитные материалы. Проанализирована работа пролетных строений различной длины и системы. Дана оценка искусственных сооружений неразрезной системы, которая позволяет уменьшить их материалоёмкость за счет более выгодного распределения усилий, возникающих в балках.
Результаты: Описаны возможные способы строительства магнитолевитациооных дорог, такие как применение подмостей, перемещающихся из пролета в пролет по мере бетонирования секций, а также метод цикличной продольной надвижки, который сочетает в себе последовательное изготовление секций неразрезного пролетного строения на стапеле и продольную передвижку собранной плети из нескольких секций по оси моста.
Выводы: Сформулирована основная технологическая проблема, связанная со строительством искусственных сооружений.
35-59
Высокотемпературный предел для керамики на меди для транспортных систем на основе магнитной левитации
Аннотация
В статье рассказано о свойствах высокотемпературной керамики на меди для транспортных систем на магнитолевитационной основе.
Введение: По методу вторичного квантования в диаграмной технике [1] для четырехфермионного взаимодействия с потенциалом с твердым керном вида [2-3] рассмотрена задача о фазовом переходе при высоких температурах. Суммирование диаграмм теории возмущений произведено в самом общем виде. Переход к высокотемпературному пределу произведен непосредственно в основном уравнении сверхпроводимости для энергетической щели, что приводит данное уравнение к виду линейного интегрального уравнения. Последнее решено точно. Удвоенная величина керна отождествлена с параметром решетки для ряда соединений на меди. Приведены результаты применения данного подхода при различных критических температурах.
Цель: Разработка теории высокотемпературной керамики на меди для транспортных систем на магнитолевитационной основе.
Метод: Для достижения поставленной цели использовался метод вторичного квантования в диаграмной технике [1] для четырехфермионного взаимодействия с потенциалом с твердым керном вида [2-3]. Удвоенная величина керна отождествлена с параметром решетки для ряда соединений на меди. Параметры решетки и др. взяты из книги [4]. Переход к высокотемпературному пределу произведен непосредственно в основном уравнении сверхпроводимости для щели, что приводит данное уравнение к виду линейного интегрального уравнения. Последнее решено точно. Определение энергетической выгодности образования такого конденсата производится путем расчета корреляционного термодинамического потенциала.
Результаты:
- получено точное решение основного уравнения сверхпроводимости для энергетической щели в высокотемпературном пределе в объёме, распределенное (сосредоточенное) на сфере некоторого радиуса обратно пропорционального критической температуре; расчет корреляционного термодинамического потенциала показал энергетическую выгодность образования такого конденсата;
- данное точное решение основного уравнения сверхпроводимости для энергетической щели допускает дополнительно целую серию решений с меньшими в целое число раз температурами как в табл. 18 книги [4];
- приведены результаты детального расчета параметров для четырех видов высокотемпературной керамики на меди при различных критических температурах; постоянная эффективного взаимодействия gэ имеет порядок постоянной Ферми слабого взаимодействия на три порядка слабее электромагнитного.
Заключение: В результате проведенных исследований была разработана теория высокотемпературной керамики на меди для транспортных систем на магнитолевитационной основе. Сверхпроводящий конденсат локализован на поверхности сфер дискретного радиуса обратно пропорционально критической температуре. Установлено, что отношение глубины ямы U = gэ/Rэ к критической температуре во всех случаях унифицируется к постоянной величине, равной 0.880 в пределах допустимого разброса 0.11.
60-76
Разработка новых технологий проходки туннелей в твердых породах
Аннотация
В статье рассказано о планетарном исполнительном органе проходческого комбайна.
Введение: Ведение работ по проходке крепких скальных пород всегда связано с колоссальными энергозатратами. В частности из-за того, что в большинстве современных проходческих комбайнах разрушение производится резанием. А резание скальных пород процесс очень энергозатратный и требовательных к качеству режущего инструмента. В силу специфики этого способа комбайны должны иметь очень большую массу и габариты. Приведенные недостатки не являются критичными при прохождении длинных прямых туннелей. Но для проходки коротких технологических участков требуется технологическая машина значительно меньших габаритов. Таким инструментом может стать проходческий комбайн с планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом.
Цель: Разработка концепции проходческого комбайна с планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом.
Метод: Для достижения поставленной цели использовались такие общенаучные методы, как анализ и синтез, обобщение, аналогия, сравнение, системный подход. Аналитическая часть работы была проведена посредством исследования кинематики исполнительных органов с последующей оптимизацией их траекторий по методу SQP.
Результаты:
- описана принципиальная конструкция планетарного ударно-скалывающего органа проходческого комбайна;
- проведено исследование кинематики исполнительных органов;
- получены оптимальные значения некоторых параметров планетарно ударно-скалывающего органа.
Заключение:
В результате проведенных исследований была обоснована необходимость в разработке компактных проходческих комбайнов, основанных на разрушении скальных пород ударно-механическим способом, позволяющим точечно и, в тоже время, равномерно высвобождать энергию удара по всей поверхности забоя. Для равномерности распределения нагрузки на обрабатываемую поверхность были рассчитаны оптимальные скорости вращения исполнительных органов комбайна (метод SQP). Представленная статья является отправной точкой для дальнейшей разработки проходческих комбайнов с планетарным ударно-скалывающим исполнительным органом.
77-86
Охлаждение высокотемпературных сверхпроводниковых материалов в магнитолевитационных системах
Аннотация
Одними из наиболее актуальных задач современных транспортных систем с точки зрения роста объемов и повышения качества, грузовых и пассажирских перевозок во всем мире, на сегодняшний день являются повышение скорости перевозок и снижение затрат энергетических ресурсов, связанных с этими перевозками. Данные задачи могут быть решены с помощью внедрения высокоскоростных, в частности магнитолевитационных транспортных систем. В данной статье приводятся описание и возможные способы применения систем охлаждения сверхпроводниковых материалов при разработке перспективных конструкций магнитолевитационных транспортных систем. Актуальность проведенных исследований потдверждена мировым опытом использования высокотемпературных сверхпроводниковых материалов при использовании магнитолевитационных технологий в различных отраслях науки и техники.
Целью данной статьи является обобщение существующих на сегодняшний день тенденций развития систем охлаждения низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводниковых устройств. Определение ключевых, стратегических направлений развития технологий в данной области, а также обобщение эксплуатационных особенностей систем с применением низкотемпературных и высокотемпературных сверхпроводниковых устройств.
В рассматриваемой статье использованы аналитические методы исследования.
Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, позволят создать базу для проведения дальнейших исследований, как в области производства сверхпроводниковых материалов, так и в области разработки высокоэффективных систем охлаждения.
Практическая значимость полученных результатов заключается в существенном упрощении проведения дальнейших исследований как в области развития сверхпроводниковой техники и акцентировать внимание на наиболее существенных нерешенных задачах в этой области.
Залючение: в статье рассмотрены актуальные вопросы применения систем криостатирования систем с применением НТСП и ВТСП. Рассмотрены существующие на сегодняшний день конструкции систем охлаждения, а также отражены основные перспективные направления развития данной области.
87-96
Функциональная безопасность на электрифицированном железнодорожном транспорте
Аннотация
Возрастающее внимание мировой общественности к проблемам безопасности приводит к необходимости более детального изучения всех аспектов безопасности, их определения и классификации, чтобы сформировать более корректные законодательные нормативные акты, содержащие положения, обязательные при разработке и эксплуатации высокотехнологичных производств. Результат такого изучения - появление новых аспектов безопасности.
Одним из них следует считать аспект, вводимый понятием "функциональная безопасность". Это понятие уже появилось в международных нормативных документах, регламентирующих положения, выполнение которых рекомендуется при создании и эксплуатации управляющих систем для автоматизации высокотехнологичных производств.
Понятие «функциональная безопасность» при введении в отечественную практику требует применения этого термина с соответственно аргументированным определением в системе отечественных нормативных документов вместе с необходимым набором нормативных положений, регламентирующих обеспечение его практической реализации.
В докладе рассмотрены вопросы функциональной безопасности и нормативно-правового регулирования в области электромагнитной совместимости технических средств на электрифицированном железнодорожном транспорте.
97-113
Медико-биологические подходы к проблемам безопасной эксплуатации магнитолевитационного транспорта
Аннотация
Среди внешних физических факторов, требующих повышенного внимания при проектировании и эксплуатации манитолевитационного транспорта, защита обслуживающего персонала и пассажиров от электромагнитных полей и механических ускорений, способных вызвать экстремальные состояния в биохимических и физиологических системах живых организмов, входит в разряд приоритетных.
Цель работы: создание инструментария, методик и системы рекомендаций, позволяющих объективизировать экспертизу коллективной и индивидуальной безопасности при нахождении человека в условиях магнитолевитационного транспорта, а также оценить предельно допустимые показатели.
Методы: Для достижения поставленной цели, наиболее эффективно использовать методологию полисистемной предиктовой диагностики, позволяющей отслеживать в динамике степень сбалансированности систем регуляции гомеостаза, являющегося определяющим фактором индивидуального адаптогенеза.
В соответствии с законами биомеханики, биомагнетизма и теории стресса, воздействия этих неблагоприятных факторов на организм вызывают с его стороны сначала резистивные и адаптивно-восстановительные физиологические реакции, которые затем, при продолжении действия и возрастании дозы и нагрузки, видоизменяются и последовательно приводят системы организма человека к экстремальным и критическим (патологическим) состояниям.
Из литературных источников по биомагнетизму, следует, что даже слабые магнитные поля могут оказывать весьма эффективное действие, а после экспозиции организма в разных по величине индукции магнитных полях наблюдали однонаправленные физиологические сдвиги. Подобным образом ведут себя реакции организма на ускорения.
Практическая значимость работы заключается в том, что исследования уточнят известные гигиенические требования по абсолютным величинам и продолжительности действия неблагоприятных факторов на железнодорожном транспорте, которые отражены в соответствующих инструкциях и СанПиНах. Превышение дозы воздействия по этим показателям может вызывать необратимые декомпенсационные состояния организма. Однако в связи с появлением принципиально новой транспортной технологии требуется уточнение и корректировка существующих представлений.
114-127
Формирование интеллектуального капитала в новом экономическом пространстве на основе высокоскоростных транспортных систем
Аннотация
Введение: Конкурентоспособность национальных транспортных систем в глобальной экономике определяется прежде всего их инновационностью, что влияет на качество, стоимость транспортных услуг и, как следствие, на степень удовлетворенности потребителей. Инновационная способность экономического агента, в свою очередь, во многом зависит от величины и качества интеллектуального капитала.
Метод: Программа «Экономика транспорта высоких скоростей».
Результаты: В современной России вектор инновационного развития транспорта определяет такой важный показатель перевозочного процесса, как скорость доставки грузов и пассажиров. Очевидным следствием актуализации данного вектора развития национальной транспортной системы является потребность российской экономики в собственном кадровом и научном обеспечении реализации проектов развития высокоскоростного движения.
Одним из ведущих транспортных вузов России, осуществляющих подготовку отраслевых специалистов, является Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I. В целях формирования интеллектуального капитала транспортной отрасли России, необходимого для создания национальной конкурентоспособной инновационной транспортной системы с 2015 года на базе кафедры «Экономика транспорта» ФГБОУ ВО ПГУПС реализуется новая магистерская программа «Экономика транспорта высоких скоростей». Эта программа направлена на опережающую качественную подготовку конкурентоспособных высококвалифицированных специалистов, обладающих инновационным мышлением, современными глубокими знаниями, навыками и компетенциями в области экономики и управления эффективностью бизнеса транспортных организаций (всех видов транспорта), функционирующих в высокоскоростной транспортной системе.
Заключение: Социально-экономический эффект в результате реализации программы заключается в том, что использование интеллектуального капитала и организационно-управленческих компетенций выпускников для создания в России конкурентоспособной высокоскоростной интеллектуальной транспортной системы будет способствовать ускорению доставки грузов и пассажиров, повышению мобильности населения, экономической и социально-культурной интеграции регионов страны, обеспечению устойчивого территориального развития России, росту производительности труда, улучшению качества транспортных услуг, конкурентоспособности национальной транспортной системы на мировом рынке транспортных услуг, увеличению использования транспортно-транзитного потенциала Российской Федерации, доходов бюджета от экспорта транспортных услуг.
128-138