А. Лельевр - Эврика-86
измерить ее на маленьких образцах, ввести в уравнения и по секундам и минутам рассчитать на ЭВМ работу тормозов. Иными словами, перекинуть мостик от материала к конструкции. Что же это дает на деле?
Огромную экономию средств и времени. Не выходя из лаборатории, ученые определили, что предложенная конструкция несовершенна. ЭВМ рассчитала, что на большой скорости традиционные вагонные тормоза- колодки, прижимающиеся к ободу колеса, — не годятся. Они разрушают друг друга.
Уникальная, не имеющая аналогов за рубежом методика ученых ИМАШа позволяет выбрать и оптимальную конструкцию, и материал. По ней уже созданы тормоза для скоростного экспресса Москва — Ленинград "Русская тройка", подобраны фрикционные пары для новых сверхтяжелых грузовиков Минского автомобильного завода. Причем по сравнению с традиционным способом удалось сэкономить тонны дефицитного материала. Но работа на этом не закончилась. В недалеком будущем компьютеры будут проектировать машины и механизмы. Уже сейчас такие автоматизированные системы — САПР начинают вторгаться в технику. Компьютеры, которые сами смогут разрабатывать тормоза для новых машин, станут одной из их частей. И сейчас ученые составляют программы, накапливают банк данных — испытывают все фрикционные материалы, от традиционных до вновь созданных.
ТРАНСПОРТ БУДУЩЕГО
В сборниках научной фантастики нередко можно увидеть рисунки, изображающие будущее нашей планеты. На них, как правило, мчащиеся над землей по эстакадам, похожие на ракеты причудливые поезда, на автострадах и улицах городов — потоки ультрамодных автомобилей, по морям и рекам бегут суда на подводных крыльях и на воздушной подушке, а небо исчерчено следами сверхзвуковых самолетов…
Но хочется верить, что картина будет совсем не такой. Грядущие поколения людей вернут Земле ее первозданную красоту и чистоту. Улицы городов окажутся всецело во власти пешеходов, исчезнут облака выхлопных газов автомобилей, коренным образом удастся усовершенствовать все виды транспорта, которые в полной мере сумеют удовлетворить постоянно возрастающие потребности в перевозках грузов, людей, не угрожая при этом погубить окружающую среду.
В решении этой очень важной проблемы особое место должны занять подземные трубопроводные магистрали. По их высокоразвитой сети будут перемещаться огромные количества не только газа и нефти, как сейчас, но также и угля, строительных материалов, различных химических продуктов, сырья и полуфабрикатов.
ДЕНЬ СЕГОДНЯШНИЙ
Наверное, лет пятьдесят назад даже инженеру утверждение, что в сравнительно недалеком будущем большая часть нефти и газа станет
ся" по трубам, показалось бы фантастикой. А сегодня это уже никого не удивляющая реальность. Общая протяженность магистральных газопроводов в Советском Союзе превысила 160 тысяч километров — в четыре с лишним раза больше длины экватора; десятками тысяч километров измеряется длина нефте- и продуктопроводов. У нас сооружаются газовые магистрали протяженностью почти в 4 тысячи километров из труб диаметром 1420 миллиметров, с рабочим давлением 75 атмосфер, Среди них построенная меньше чем за два года магистраль века: газопровод Уренгой — Помары Ужгород, по которому газ из Западной Сибири поступает в страны социалистического содружества, в Австрию, ФРГ, Францию, Италию.
Ни одна отрасль нашей индустрии не знала столь высоких темпов развития, как газовая. По сравнению с довоенным уровнем добыча газа в СССР увеличилась более чем в 200 раз. Для скоростного строительства трубопроводов создана специальная техника, резко улучшаются технико-экономические параметры транспортировки газа. Все это результат напряженного труда.
Резервы повышения эффективности трубопроводов далеко не исчерпаны, технический прогресс в этой отрасли транспорта продолжается. Так, относительно недавно родились идеи расширения сферы применения трубопроводов. Речь идет о создании магистралей, по которым можно было бы транспортировать различные твердые и сы" учие грузы.
Уже первые работы в области создания новых видов транспорта дали впечатляющие результаты, подтвердили их перспективность для нашей экономики.
ПОЕЗДА ВНУТРИ ТРУБ
Идея перемещать материалы по тру°^ с помощью потоков воздуха нашла "Р^енение в различных отраслях
родного хозяйства. Пневмотранспорт используется, например, на погрузке и разгрузке зерна, муки, цемента и других сыпучих грузов. В устройствах, используемых для этих целей, материалы перемещаются в струе сжатого воздуха.
Однако, как явствует из заголовка этой главы, речь идет о других системах. Более двухсот лет назад была изобретена пневмопочта устройство для перемещения по трубам с помощью избыточного давления воздуха сравнительно небольших капсул с документами, книгами, газетами, почтовой корреспонденцией.
Новую жизнь старая идея пневмопочты обрела благодаря пионерским работам коллективов ученых и инженеров, возглавляемых А. Александровым, Ю. Цимблером, П. Ковановым. Они впервые предложили применить энергию сжатого воздуха в системах трубопроводного контейнерного транспорта для перемещения очень больших — массой до нескольких тонн — «капсул». Такие магистрали могут прокладываться под землей и над землей — на эстакадах, по дну озер и рек.
Для чего же нужны такие системы, каковы сферы их применения?
Ныне огромное количество сыпучих грузов из карьеров к местам потребления доставляет автомобильный транспорт. Только нерудных строительных материалов машины ежегодно перевозят более полутора миллиардов тонн. На эти цели затрачивается труд сотен тысяч людей, расходуется много топлива.
Особую остроту приобрела проблема удаления все возрастающих масс бытовых отходов из крупных городов. Например, из Москвы за год к местам уничтожения или утилизации вывозится более семи миллионов кубометров отходов. Нынешние методы их удаления не всегда удовлетворяют высоким санитарно-гигиеническим требованиям жизни населения и защиты окружающей среды.
Эффективно решить эти, а также многие другие проблемы и призван пневмоконтейнерный транспорт.
…Представьте, что по трубам большого диаметра, скажем 1020 или 1220 миллиметров, бегут со скоростью 40–50 километров в час поезда с песком, гравием, рудой, различными материалами, полуфабрикатами, а если нужно, то и с комплектующими деталями. Скорость вроде и невелика, но нельзя забывать, что пневмоконтейнерный вид транспорта — непрерывный, без простоев, многократных перегрузок; его работа не зависит от погоды. Следовательно, груз будет доставлен потребителям быстро, а главное без потерь.
Поезда формируются из контейнеров, впереди и позади которых находятся пневмовозы. На них устанавливают уплотнения, которые почти полностью перекрывают в поперечном сечении пространство между стенкой трубопровода и конструктивными элементами пневмовоза; при этом поддерживается минимальный зазор, чтобы исключить износ периферийной части манжет.
Двигается контейнерный поезд благодаря потоку воздуха, создаваемому специальными агрегатами (ими могут быть турбовоздуходувки, центробежные нагнетатели, компрессоры, вакуумные насосы). Энергия воздуха расходуется на преодоление сил трения и инерционных сил. Существенно, что перепад давления воздуха на участках трубопровода до и после пневмовоза небольшой. Так, для движения контейнеров с грузом общей массой 65 тонн по горизонтальному участку трубопровода диаметром 1220 миллиметров достаточно создать перепад давления примерно в 0,15 атмосферы, а на подъеме 3 градуса — 0,45 атмосферы.
Контейнеры соединяются между собой и с пневмовозами специальными сцепками, которые позволяют разгрузить контейнеры от динамических сил при торможении и разгоне и облегчают
прохождение состава по криволине^ ным участкам трассы.
Чтобы во время движения выдержи. валась необходимая ориентация кон' тейнеров и пневмовозов, применяют' например, шарнирную подвеску их на колесных тележках, при этом цент масс располагается ниже геометриче^ ской оси подвески.
Транспортные магистрали для перевозки больших масс сыпучих грузов бытовых отходов и грузов в таре выпол^ няют из стальных труб большого диаметра. Возможно использование и железобетонных труб.
В системах внутризаводского транспорта для перемещения относительно мелких и легких грузов годятся стеклянные, пластмассовые, стеклопластиковые трубы и трубы из тонколистового металла; диаметр их зависит от расчетной пропускной способности системы и размеров груза. Для таких систем источниками воздуха могут быть, например, вентиляторы, аккумуляторы сжатого воздуха,
Воздуходувные аппараты устанавливают и на головных станциях, и непосредственно на трассе трубопровода. При этом число агрегатов и расстояние между ними выбирают такими, чтобы гарантировать непрерывное движение составов.
