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):

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

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.

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.

Для примера, авиационный электромотор Siemens SP260D при мощности 260 кВт и 2500 оборотов в минуту весит 50 кг.