Динамические и тяговые характеристики



Ускорение и рывок

Для SkyTaxi приняты предельные комфортные значения ускорений и рывков для сидящих пассажиров, установленные стандартом APM standard part 2 ASCE 21-98 (см. Urban Maglev Technology Development Program , стр. 84):

Параметр Пределы комфорта (единицы гравитации) Пределы комфорта (единицы СИ)
Максимальное вертикальное ускорение 0,1 g (вверх); 0,4 g (вниз) 1 м/с2 (вверх); 4 м/с2 (вниз)
Максимальное боковое ускорение 0,25 g 2,5 м/с2
Максимальное продольное ускорение 0,25 g 2,5 м/с2
Максимальное ускорение при торможении -0,25 g -2,5 м/с2
Ускорение при экстренном торможении -0,36 g -3,5 м/с2
Максимальный вертикальный рывок 0,3 g 3 м/с3
Максимальный боковой рывок 0,25 g 2,5 м/с3
Максимальный продольный рывок 0,25 g 2,5 м/с3

Как видно из рисунка справа, Skytaxi обеспечивает лучший комфорт, чем любой легковой автомобиль.

Боковое ускорение на автомагистралях формально ниже (1,5 м/с2), чем в SkyTaxi, но фактически повороты на перекрестках автодорог происходят с гораздо большим боковым ускорением.








Скорость

Скорость 230 км/ч является максимальной скоростью, при которой обеспечивается безопасный проезд развилок и слияний в любом направлении. К примеру, мировой рекорд скорости для узкоколейных поездов составляет 245 км/ч (электровоз Class 6E, колея 1067 мм, декабрь 1978 г., ЮАР), а некоторые стрелочные переводы допускают скорость 350 км/ч или 230 км/ч через ответвление от главного пути.

Скорость 150 км/ч обеспечивает почти такую же длительность большинства поездок протяженностью 20 км, но при втрое меньшем потреблении электроэнергии. Поэтому скорость 150 км/ч выбрана для крупногабаритных грузовых транспортных средств на тех магистралях, где для этого выделены специальные полосы.









Тормозной (разгонный) путь

Тормозной (разгонный) путь рассчитывается по формуле:

S=V2/2a

V – скорость

a – продольное ускорение

Длинный тормозной путь диктует следующие требования к магистралям:

  • на среднестатистическом маршруте длиной 20 км должно быть не больше трех-пяти поворотов, сопровождающихся почти полной остановкой транспортного средства, иначе значительную часть пути транспортное средство будет тормозить или разгоняться,
  • параллельные магистрали должны располагаться с интервалом не меньше 2 км, иначе длины полос торможения и разгона не хватит для перемещения между соседними параллельными магистралями,
  • полоса торможения и разгона должна быть вдоль всей длины магистрали в каждом направлении,
  • станции внутри квартала, образованного магистралями, должны располагаться на общих подъездных путях, а не иметь собственные полосы торможения и разгона с выездом на магистраль.


Радиус закругления пути

Радиус закругления пути рассчитывается по формуле:

R=V2/a

V – скорость

a – боковое или вертикальное ускорение

В SkyTaxi все повороты на пересекающийся путь происходят после предварительного торможения до скорости 15 км/ч.


Таблица тормозных путей и радиусов закругления пути

 Назначение
 пути
 Максимальная
 скорость
 Радиус
 горизонтального
 закругления
 Радиус
 закругления
 выпуклостью
 вверх
 Радиус
 закругления
 выпуклостью
 вниз
 Тормозной
 путь без учета
 ограничения
 рывка
 Поворот  15 км/ч  6,9 м  4,3 м  17 м  3,5 м
 Подъездной  20 км/ч  12 м  7,7 м  31 м  6,2 м
 Местный  50 км/ч  77 м  48 м  193 м  39 м
 Грузовой  150 км/ч  694 м  434 м  1736 м  347 м
 Магистраль  230 км/ч  1633 м  1020 м  4082 м  816 м

 Максимальное
 комфортное 
 ускорение

 2,5 м/с2

 4,0 м/с2

 1 м/с2

 2,5 м/с2


Мощность

Мощность электродвигателей при движении по путям должна быть достаточной для преодоления сопротивления воздуха и трения колес (см. график справа). 

Кроме того, необходима мощность для разгона с ускорением 2,5 м/с2 при скорости 230 км/ч. Мощность P для разгона рассчитывается по формуле: 

P=m×a×V 

m – масса транспортного средства 

a – ускорение 

V – скорость

При максимальной массе брутто 4-местной кабины 800 кг мощность для разгона составляет 128 кВт.

Таким образом, суммарная мощность должна быть в пределах 300 кВт. Если у пассажирской кабины 4 мотор-колеса, то мощность каждого должна быть до 75 кВт. Мощность двигателей наиболее массовой 1-местной кабины должна быть в 4 или 5 раз меньше.