[go: up one dir, main page]

RU2201369C1 - High-speed module of transportation system - Google Patents

High-speed module of transportation system Download PDF

Info

Publication number
RU2201369C1
RU2201369C1 RU2001121673/28A RU2001121673A RU2201369C1 RU 2201369 C1 RU2201369 C1 RU 2201369C1 RU 2001121673/28 A RU2001121673/28 A RU 2001121673/28A RU 2001121673 A RU2001121673 A RU 2001121673A RU 2201369 C1 RU2201369 C1 RU 2201369C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transport module
points
curvature
shaped
distance
Prior art date
Application number
RU2001121673/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Э. Юницкий
Original Assignee
Юницкий Анатолий Эдуардович
Терёхин Дмитрий Владимирович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юницкий Анатолий Эдуардович, Терёхин Дмитрий Владимирович filed Critical Юницкий Анатолий Эдуардович
Priority to RU2001121673/28A priority Critical patent/RU2201369C1/en
Priority to EA200200736A priority patent/EA003490B1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2201369C1 publication Critical patent/RU2201369C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/82Elements for improving aerodynamics

Landscapes

  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: invention is designed for creating vehicles featuring high aerodynamic characteristics. Proposed high-speed transportation module contains streamlined body with sphere-shaped front part, drop-shaped middle part and cone- shaped rear part. Rear cone-shaped part of body is made with alternating curvature generatrices, and two symmetrical longitudinal sections with negative curvature surface are made on lower surface of body. Said negative curvature sections are mated with side and lower surfaces of body. To decrease drag coefficient and increased dynamic stability, definite relationships of sizes on body members and their shape are proposed. EFFECT: improved energy characteristics of transportation system at increased dynamic stability. 10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к построению транспортных средств с высокими аэродинамическими характеристиками, и может быть использовано в высокоскоростной струнной транспортной системе Юницкого. The invention relates to the field of transport engineering, namely to the construction of vehicles with high aerodynamic characteristics, and can be used in the high-speed string transport system of Unitsky.

Известно техническое решение, направленное на улучшение аэродинамики транспортных средств за счет выполнения их кузова по форме, максимально приближенного к форме тела вращения (В.-Г. Хуго. Аэродинамика автомобиля. М.: Машиностроение, 1987, с.32). There is a technical solution aimed at improving the aerodynamics of vehicles by performing their body in a shape that is as close as possible to the shape of a body of revolution (V.-G. Hugo. Car aerodynamics. M.: Mashinostroenie, 1987, p.32).

Однако в известном техническом решении выполнение требований к улучшению аэродинамики кузова вступает в противоречия с требованиями по его внутренней компоновке, что, в итоге, не позволяет реализовать оптимальное использование внутреннего объема кузова. However, in the well-known technical solution, the fulfillment of requirements for improving the aerodynamics of the body conflicts with the requirements for its internal layout, which, in the end, does not allow for the optimal use of the internal volume of the body.

Известно также использование кузовов транспортных средств, в которых реализованы рекомендации по оптимизации аэродинамических характеристик за счет приближения их формы к форме тела вращения с одновременным учетом стилистических и эргонометрических требований, предъявляемых к ним именно как к транспортным средствам (В.-Г. Хуго. Аэродинамика автомобиля. М.: Машиностроение, 1987, с.42). It is also known to use the bodies of vehicles in which recommendations for optimizing the aerodynamic characteristics are implemented by approximating their shape to the shape of the body of revolution, while taking into account the stylistic and ergonomic requirements that apply to them specifically as vehicles (V.-G. Hugo. Car aerodynamics M.: Mechanical Engineering, 1987, p. 42).

Однако, при известности пути решения задачи, реальные условия эксплуатации, когда транспортное средство расположено в непосредственной близости от дорожного полотна, не позволяют добиться минимальных значений коэффициента аэродинамического сопротивления. However, given the known ways to solve the problem, the actual operating conditions when the vehicle is located in close proximity to the roadbed do not allow achieving the minimum values of the drag coefficient.

Наиболее близким к изобретению является высокоскоростной транспортный модуль, используемый в струнной транспортной системе Юницкого, содержащий кузов обтекаемой формы с сопряженными сферообразной передней, каплеобразной средней и конусообразной задней частями, в котором нижняя поверхность средней части выполнена уплощенной. Для связи с рельсовым путем в нижней части кузова размещены колеса, установленные в два ряда. Движение транспортного модуля обеспечивают установленные в кузове привод и система управления (Журнал "Эврика" 3, 1998, с.53-55). Closest to the invention is a high-speed transport module used in the Unitsky string transport system, comprising a streamlined body with a conjugate sphere-shaped front, drop-shaped middle and cone-shaped rear parts, in which the lower surface of the middle part is made flattened. To communicate with the rail in the lower part of the body placed wheels in two rows. The movement of the transport module is provided by the drive and control system installed in the body (Journal "Eureka" 3, 1998, p. 53-55).

При значениях скоростей, развиваемых в струнной транспортной системе Юницкого (свыше 300 км/час), одной из основных становится задача по снижению коэффициента аэродинамического сопротивления транспортного модуля, т.к. сопротивление воздуха в суммарном сопротивлении движению составляет более девяноста процентов. Соответственно мощность привода транспортного средства и его экономичность на девяносто и более процентов определяются именно аэродинамическими характеристиками кузова модуля. Кроме того, при движении транспортного модуля с высокими значениями скоростей, воздействие различных внешних факторов вызывает необходимость в стабилизации положения транспортного модуля по направлению траектории его движения. With the speeds developed in the Unitsky string transport system (over 300 km / h), one of the main tasks is to reduce the aerodynamic drag coefficient of the transport module, because air resistance in the total resistance to movement is more than ninety percent. Accordingly, the power of the vehicle’s drive and its efficiency by ninety or more percent are determined precisely by the aerodynamic characteristics of the module body. In addition, when a transport module moves with high speeds, the effect of various external factors necessitates stabilization of the position of the transport module in the direction of its movement path.

Форма кузова известного транспортного модуля не обеспечивает получения минимально возможного значения коэффициента аэродинамического сопротивления. Это объясняется тем, что при решении в нем задачи по оптимальному обтеканию воздухом передней части кузова, из-за необходимости соблюдения требований, предъявляемых к габаритной длине транспортного модуля, на задней части его кузова неизбежно происходит отрыв воздушного потока, вызванный невозможностью устранения скачков градиентов давления. Кроме того, в известном техническом решении не решена проблема по оптимизации выбора площади фронтальной поверхности (миделя) кузова, который, так же как и коэффициент аэродинамического сопротивления, прямым образом влияет на сопротивление воздуха движению транспортного модуля. Указанные причины не позволяют оптимизировать показатели транспортного модуля с точки зрения энергетических характеристик. Отсутствие каких-либо средств для стабилизации положения транспортного модуля по направлению траектории движения приводит его к зависимости от воздействия различных дестабилизирующих внешних причин. The body shape of the known transport module does not provide the minimum possible value of the drag coefficient. This is due to the fact that when solving the problem of optimal airflow around the front of the body, because of the need to comply with the requirements for the overall length of the transport module, airflow detachment inevitably occurs on the back of its body, due to the inability to eliminate pressure jumps. In addition, the known technical solution does not solve the problem of optimizing the selection of the frontal surface (midship) of the body, which, like the aerodynamic drag coefficient, directly affects the air resistance of the transport module. These reasons do not allow to optimize the performance of the transport module in terms of energy characteristics. The absence of any means to stabilize the position of the transport module in the direction of the trajectory of movement leads to its dependence on the impact of various destabilizing external causes.

Заявленный в качестве изобретения высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого направлен на повышение энергетических показателей за счет снижения потерь, определяемых его аэродинамическими характеристиками, и повышение стабилизации положения кузова по направлению траектории движения. Claimed as an invention, the high-speed transport module of the Unitsky transport system is aimed at increasing energy performance by reducing losses determined by its aerodynamic characteristics, and improving stabilization of the body position in the direction of the motion path.

Указанный результат достигается тем, что высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого содержит кузов обтекаемой формы с сопряженными сферообразной передней, каплеобразной средней и конусообразной задней частями, в котором нижняя поверхность средней части выполнена уплощенной, а также размещенные в нижней части корпуса колеса, установленные в два ряда, и связанный с колесами привод с системой управления, при этом задняя конусообразная часть кузова выполнена с образующими, имеющими знакопеременную кривизну, а на нижней поверхности кузова выполнено два симметричных продольных участка с отрицательной кривизной поверхности, причем точки сопряжения продольных участков, имеющих отрицательную кривизну поверхности, с нижней поверхностью кузова, находятся на расстоянии от вертикальной плоскости симметрии кузова, выбираемом из условия:

Figure 00000001

где а - расстояние от точек сопряжения каждого из продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с нижней поверхностью кузова до вертикальной плоскости симметрии кузова, м;
Н - максимальная высота кузова в поперечном сечении, м,
а точки сопряжения продольных участков, имеющих отрицательную кривизну поверхности, с боковыми поверхностями кузова находятся на расстоянии от нижней поверхности кузова, выбираемом из условия:
Figure 00000002

где b - расстояние от точек сопряжения каждого из продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с боковой поверхностью кузова до нижней поверхности кузова, м.This result is achieved by the fact that the high-speed transport module of the Unitsky transport system contains a streamlined body with conjugated spherical front, droplet-shaped middle and cone-shaped rear parts, in which the lower surface of the middle part is made flattened, as well as wheels placed in the lower part of the body, installed in two rows , and a drive connected to the wheels with a control system, while the rear cone-shaped body part is made with generators having alternating curvature, and the bottom surface of the body there are two symmetric longitudinal sections with negative surface curvature, and the points of contact of the longitudinal sections having negative surface curvature with the lower surface of the body are at a distance from the vertical plane of symmetry of the body, selected from the condition:
Figure 00000001

where a is the distance from the mating points of each of the longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the lower surface of the body to the vertical plane of symmetry of the body, m;
N - maximum body height in cross section, m,
and the mating points of the longitudinal sections having negative surface curvature with the side surfaces of the body are at a distance from the lower surface of the body, selected from the condition:
Figure 00000002

where b is the distance from the mating points of each of the longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the side surface of the body to the bottom surface of the body, m

Указанный результат достигается также тем, что образующие поверхности задней конусообразной части кузова в вертикальной плоскости имеют большую степень кривизны, чем в горизонтальной плоскости, при этом вершина задней конусообразной части кузова выполнена в форме клина, ребро которого образует заднюю кромку кузова, расположенную в горизонтальной плоскости. The indicated result is also achieved by the fact that the generatrix surfaces of the rear cone-shaped body part in the vertical plane have a greater degree of curvature than in the horizontal plane, while the top of the rear cone-shaped body part is made in the form of a wedge, the edge of which forms the trailing edge of the body located in the horizontal plane.

Указанный результат достигается также тем, что длина средней части кузова и расстояние между рядами колес выбираются из соотношения:

Figure 00000003

где L1 - длина средней части кузова между точками линии сопряжения поверхностей передней и задней частей кузова с нижней уплощенной поверхностью средней части кузова, м;
L2 - расстояние между рядами колес, м.The specified result is also achieved by the fact that the length of the middle part of the body and the distance between the rows of wheels are selected from the ratio:
Figure 00000003

where L 1 is the length of the middle part of the body between the points of the line connecting the surfaces of the front and rear parts of the body with the lower flattened surface of the middle part of the body, m;
L 2 - the distance between the rows of wheels, m

Указанный результат достигается также тем, что длина передней, средней и задней частей кузова выбирается из условий:

Figure 00000004

Figure 00000005

где L3 - длина передней части кузова от крайней передней точки до точек линии сопряжения поверхности передней части с нижней уплощенной поверхностью средней части кузова, м;
L4 - длина задней части кузова от крайней задней точки до точек линии сопряжения поверхности задней части с уплощенной нижней поверхностью средней части кузова, м.The specified result is also achieved by the fact that the length of the front, middle and rear parts of the body is selected from the conditions:
Figure 00000004

Figure 00000005

where L 3 is the length of the front of the body from the extreme front point to the points of the line connecting the surface of the front with the lower flattened surface of the middle part of the body, m;
L 4 - the length of the rear of the body from the extreme rear point to the points of the line connecting the surface of the rear with a flattened lower surface of the middle part of the body, m

Указанный результат достигается также тем, что точки линии изменения знака кривизны образующей конусообразной поверхности задней части кузова, находятся на расстоянии от точек линии сопряжения поверхностей средней и задней частей кузова, выбираемом из условия:

Figure 00000006

где L5 - расстояние от точек линии изменения знака кривизны образующей конусообразной поверхности задней части кузова, до точек линии сопряжения поверхностей средней и задней частей кузова, м.This result is also achieved by the fact that the points of the line of change of the sign of curvature of the generatrix of the conical surface of the rear of the body are at a distance from the points of the line of conjugation of the surfaces of the middle and rear parts of the body, selected from the condition
Figure 00000006

where L 5 is the distance from the points of the line of change of the sign of curvature of the generatrix of the cone-shaped surface of the rear of the body to the points of the interface line of the surfaces of the middle and rear parts of the body, m

Указанный результат достигается также тем, что площадь максимального поперечного сечения средней части кузова и площадь максимального поперечного сечения задней части кузова, выбираются из соотношения

Figure 00000007

где Sзад - площадь максимального поперечного сечения задней части кузова, м2;
Sсред.макс - площадь максимального поперечного сечения средней части кузова, м2.This result is also achieved by the fact that the maximum cross-sectional area of the middle part of the body and the maximum cross-sectional area of the rear of the body are selected from the ratio
Figure 00000007

where S ass - the maximum cross-sectional area of the rear of the body, m 2 ;
S sred.maks - the maximum cross-sectional area of the middle part of the body, m 2 .

Указанный результат достигается также тем, что сопряжение каплеобразной верхней и уплощенной нижней частей кузова осуществляется при условии:

Figure 00000008

где Н1 - максимальная высота верхней части кузова от линии, проходящей через точки кузова с вертикальным положением касательной, м;
Н2 - соответствующая высота нижней части кузова от линии, проходящей через точки кузова с вертикальным положением касательной, м.The specified result is also achieved by the fact that the pairing of the drop-shaped upper and flattened lower parts of the body is carried out under the condition:
Figure 00000008

where H 1 - the maximum height of the upper part of the body from the line passing through the points of the body with the vertical position of the tangent, m;
N 2 - the corresponding height of the lower part of the body from the line passing through the points of the body with the vertical position of the tangent, m

Указанный результат достигается также тем, что задняя кромка кузова выполнена вогнутой. The specified result is also achieved by the fact that the trailing edge of the body is made concave.

Указанный результат достигается также тем, что задняя кромка кузова выполнена выпуклой. The specified result is also achieved by the fact that the trailing edge of the body is convex.

Указанный результат достигается также тем, что задняя кромка кузова выполнена прямой. The specified result is also achieved by the fact that the trailing edge of the body is made straight.

Выполнение задней части кузова транспортного модуля конусообразной формы с образующими, имеющими знакопеременную кривизну, позволяет оптимизировать обтекание кузова набегающим воздушным потоком. Наличие плавного перехода кривизны образующей задней конусообразной части кузова от положительного значения к отрицательному, т.е. от выпуклой формы к вогнутой, как показали результаты аэродинамических испытаний, позволяет, практически без увеличения габаритной длины задней части кузова, за счет устранения скачков градиента давления, значительно снизить его коэффициент аэродинамического сопротивления. The implementation of the rear part of the body of the transport module cone-shaped with generators having alternating curvature, allows you to optimize the flow around the body of the incident air flow. The presence of a smooth transition of the curvature of the generatrix of the rear cone-shaped body part from a positive value to a negative one, i.e. from a convex to a concave shape, as shown by the results of aerodynamic tests, it allows, practically without increasing the overall length of the rear of the body, by eliminating pressure jumps, to significantly reduce its aerodynamic drag coefficient.

Выполнение образующих задней конусообразной части кузова со степенью кривизны в вертикальной плоскости большей, чем их степень кривизны в горизонтальной плоскости позволяет сформировать на задней части кузова клиновидный профиль с вершиной на задней кромке, лежащей в горизонтальной плоскости, и обеспечить в этой плоскости стабилизацию транспортного модуля по направлению траектории движения. The implementation of the generators of the rear cone-shaped body part with a degree of curvature in the vertical plane greater than their degree of curvature in the horizontal plane allows you to form a wedge-shaped profile with a vertex at the rear edge lying in the horizontal plane on the rear part of the body and ensure that the transport module is stabilized in this direction trajectory of movement.

Выполнение на нижней поверхности кузова двух симметричных продольных участков с отрицательной кривизной поверхности, точки сопряжения которых, с нижней поверхностью кузова, находятся на расстоянии от вертикальной плоскости симметрии кузова, выбираемом из условия:

Figure 00000009

а точки сопряжения с боковыми поверхностями кузова, находятся на расстоянии от нижней поверхности кузова, выбираемом из условия:
Figure 00000010

позволяет, при соблюдении в центральной части поперечного сечения кузова, в зоне прохода пассажиров, эргонометрических требований по высоте салона, предъявляемых к пассажирским транспортным средствам, значительно уменьшить площадь фронтальной поверхности и соответственно сопротивление воздуха движению транспортного модуля.The execution on the lower surface of the body of two symmetric longitudinal sections with a negative curvature of the surface, the mating points of which, with the lower surface of the body, are at a distance from the vertical plane of symmetry of the body, selected from the condition:
Figure 00000009

and the interface with the side surfaces of the body are located at a distance from the lower surface of the body, selected from the condition:
Figure 00000010

allows, subject to the ergonomic requirements for passenger vehicles in the central part of the cross-section of the body, in the passenger passage area, to significantly reduce the front surface area and, accordingly, the air resistance to movement of the transport module.

Уменьшение расстояния от точек сопряжения каждого из продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с нижней поверхностью кузова до вертикальной плоскости симметрии кузова за указанные пределы, т.е. уменьшение ширины образованного в нижней части кузова продольного "гребня", приводит к дискомфорту при перемещении пассажиров по проходу между кресел, а также к срыву воздушного потока и соответственно увеличению аэродинамического сопротивления на узком гребне, имеющем малые радиусы кривизны. В то же время увеличение этого расстояния за указанные пределы приводит к неоправданному понижению эффективности мероприятий, направленных на уменьшение площади фронтальной поверхности. Reducing the distance from the mating points of each of the longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the lower surface of the body to the vertical plane of symmetry of the body beyond the specified limits, i.e. a decrease in the width of the longitudinal “ridge” formed at the bottom of the body leads to discomfort when moving passengers along the aisle between the seats, as well as to disruption of the air flow and, accordingly, an increase in aerodynamic drag on a narrow ridge with small radii of curvature. At the same time, an increase in this distance beyond the specified limits leads to an unjustified decrease in the effectiveness of measures aimed at reducing the frontal surface area.

Увеличение расстояния от точек сопряжения каждого из продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с боковой поверхностью кузова до нижней поверхности кузова за указанные пределы приводит к дискомфорту сидящих на сиденьях пассажиров, тогда как уменьшение этого расстояния за указанные пределы приводит к неоправданному понижению эффективности мероприятий, направленных на уменьшение площади фронтальной поверхности. An increase in the distance from the interface points of each of the longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the side surface of the body to the lower surface of the body beyond these limits leads to discomfort for passengers sitting on the seats, while reducing this distance beyond these limits leads to an unjustified decrease in the effectiveness of measures aimed at reducing frontal area.

Выбор длины средней части кузова и расстояния между рядами колес, исходя из условия:

Figure 00000011

позволяет, при оптимизированном, с точки зрения аэродинамических характеристик, выполнении кузова транспортного модуля, обеспечивать его динамическую устойчивость на рельсовом пути при высокоскоростном, более 300 км/час, движении.The choice of the length of the middle part of the body and the distance between the rows of wheels, based on the conditions:
Figure 00000011

allows, with optimized, from the point of view of aerodynamic characteristics, body of the transport module, to ensure its dynamic stability on the track during high-speed, more than 300 km / h, movement.

При уменьшении отношения длины средней части кузова к расстоянию между рядами колес до значения меньше указанного, возникают трудности по обеспечению необходимых, с точки зрения аэродинамических характеристик, обводов кузова. При этом соблюдение требований по оптимизации аэродинамических характеристик приводит к удлинению передней и задней частей кузова, размер которых становится соизмеримым с длиной средней части, и, как следствие, к появлению динамической неустойчивости, что при боковых порывах ветра может привести к сходу модуля с рельсового пути. При увеличении значения этого отношения за указанные пределы, кузов транспортного модуля вытягивается в длину, а форма средней части кузова приближается к цилиндрической, что приводит к увеличению площади боковой поверхности и соответственно к увеличению аэродинамического сопротивления. When reducing the ratio of the length of the middle part of the body to the distance between the rows of wheels to a value less than the specified, it becomes difficult to provide the necessary, from the point of view of aerodynamic characteristics, body contours. At the same time, compliance with the requirements for optimizing aerodynamic characteristics leads to lengthening of the front and rear parts of the body, the size of which becomes comparable with the length of the middle part, and, as a result, to the appearance of dynamic instability, which with lateral gusts of wind can lead to the module coming off the track. When the value of this ratio increases beyond the specified limits, the body of the transport module is extended in length, and the shape of the middle part of the body approaches the cylindrical one, which leads to an increase in the lateral surface area and, accordingly, to an increase in aerodynamic drag.

Выбор размеров передней, средней и задней частей кузова транспортного модуля из условий:

Figure 00000012

Figure 00000013

позволяет, при размещении колес в корпусных нишах оптимизированного по форме транспортного модуля, обеспечить его динамическую устойчивость на рельсовом пути.The choice of sizes of the front, middle and rear parts of the body of the transport module from the conditions:
Figure 00000012

Figure 00000013

allows, when placing the wheels in the housing niches of the transport module optimized in shape, to ensure its dynamic stability on the rail track.

Уменьшение длины передней части кузова за границы, определяемые указанным соотношением, не позволяет оптимизировать выбор кривизны лобовой части с точки зрения уменьшения коэффициента аэродинамического сопротивления. Тогда как увеличение длины за указанные границы приводит к понижению динамической устойчивости транспортного модуля из-за рыскания большой консоли передней части кузова. Reducing the length of the front of the body beyond the boundaries defined by the specified ratio does not allow to optimize the choice of the curvature of the frontal part from the point of view of reducing the drag coefficient. Whereas an increase in length beyond these boundaries leads to a decrease in the dynamic stability of the transport module due to the yaw of the large console of the front of the body.

Уменьшение длины задней части кузова за границы, определяемые указанным соотношением, не позволяет реализовать требования по получению плавного перехода от выпуклой поверхности к вогнутой, т.е. обеспечить отсутствие скачков градиента давления на задней части кузова. Тогда как увеличение длины задней части кузова за указанные границы приводит к понижению динамической устойчивости транспортного модуля из-за рыскания большой консоли задней части кузова. Reducing the length of the rear of the body beyond the boundaries defined by the specified ratio does not allow to realize the requirements for obtaining a smooth transition from a convex to a concave surface, i.e. ensure that there are no jumps in the pressure gradient on the rear of the body. While the increase in the length of the rear of the body beyond the specified boundaries leads to a decrease in the dynamic stability of the transport module due to the yaw of the large console of the rear of the body.

Выбор положения точек линии изменения знака кривизны образующей конусообразной поверхности задней части кузова по отношению к точкам линии сопряжения поверхностей средней и задней части кузова удовлетворяющий условию:

Figure 00000014

определяется требованиями, предъявляемыми к задней части транспортного модуля, с точки зрения получения оптимальных аэродинамических характеристик.The choice of the position of the points of the line of change of the sign of curvature of the generatrix of the conical surface of the rear of the body with respect to the points of the interface line of the surfaces of the middle and rear of the body satisfying the condition:
Figure 00000014

determined by the requirements for the rear of the transport module, in terms of obtaining optimal aerodynamic characteristics.

Уменьшение расстояния от точек линии изменения знака кривизны образующей конусообразной поверхности задней части кузова до точек линии сопряжения поверхностей средней и задней части кузова приведет к возможности срыва воздушного потока за счет большого градиента давления при переходе от средней к задней части кузова. Тогда как увеличение данного расстояния за пределы, определяемые указанным соотношением, приведет к снижению динамической устойчивости транспортного модуля из-за рыскания большой консоли задней части кузова. Reducing the distance from the points of the line of change of the sign of curvature of the generatrix of the conical surface of the rear of the body to the points of the interface line of the surfaces of the middle and rear of the body will lead to the possibility of disruption of the air flow due to the large pressure gradient during the transition from the middle to the rear of the body. Whereas an increase in this distance beyond the limits determined by the indicated ratio will lead to a decrease in the dynamic stability of the transport module due to the yaw of the large console of the rear of the body.

Выбор площади максимального поперечного сечения средней части кузова и площади максимального поперечного сечения задней части кузова в соответствии с отношением:

Figure 00000015

определяется требованиями к получению необходимой кривизны поверхности средней части кузова для его плавного обтекания воздушным потоком. При наличии ограничений на габаритную длину кузова транспортного модуля, указанное условие выполнения кривизны поверхности средней части, как показали аэродинамические испытания, является наиболее оптимальным с точки зрения снижения коэффициента аэродинамического сопротивления.The choice of the maximum cross-sectional area of the middle part of the body and the maximum cross-sectional area of the rear part of the body in accordance with the ratio:
Figure 00000015

determined by the requirements for obtaining the necessary curvature of the surface of the middle part of the body for its smooth flow around the air stream. If there are restrictions on the overall length of the body of the transport module, the specified condition for the curvature of the surface of the middle part, as shown by aerodynamic tests, is the most optimal from the point of view of reducing the drag coefficient.

Выбор площади максимального поперечного сечения задней части кузова меньше определяемого указанным выражением приводит к отрыву воздушного потока от кузова и соответственно к ухудшению его аэродинамических характеристик. В случае же выбора площади больше, чем в указанном выражении, ухудшается динамическая устойчивость транспортного модуля из-за рысканья большой консоли задней части кузова. The choice of the maximum cross-sectional area of the rear of the body is less than determined by the specified expression leads to the separation of the air flow from the body and, accordingly, to the deterioration of its aerodynamic characteristics. In the case of choosing a larger area than in the indicated expression, the dynamic stability of the transport module is deteriorated due to the yaw of the large console of the rear of the body.

Выбор соотношения высот при сопряжении каплеобразной верхней и уплощенной нижней поверхностей средней части кузова из условия:

Figure 00000016

позволяет, как показали аэродинамические испытания, при сохранении оптимизированных значений коэффициента аэродинамического сопротивления, реализовать требования к форме кузова, выдвигаемые с точки зрения эргономики и конкретного предназначения транспортного модуля.The choice of the ratio of heights when pairing a drop-shaped upper and flattened lower surfaces of the middle part of the body from the condition:
Figure 00000016

allows, as shown by aerodynamic tests, while maintaining the optimized values of the drag coefficient, to realize the requirements for body shape, put forward in terms of ergonomics and the specific purpose of the transport module.

В зависимости от степени кривизны образующих задней конусообразной части кузова задняя кромка может быть прямой, вогнутой или выпуклой формы. Depending on the degree of curvature of the generatrices of the rear cone-shaped body part, the trailing edge may be straight, concave or convex.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1а, 1б, 1в представлен высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого при среднем и крайних значениях отношений длины средней части кузова к расстоянию между рядами колес;
на фиг. 2а, 2б, 2в - высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого при среднем и крайних значениях условий выполнения передней и задней частей кузова;
на фиг. 3а, 3б, 3в - высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого при различных местах расположения линии, проходящей через точки изменения знака кривизны огибающей конусообразной поверхности задней части кузова;
на фиг. 4а, 4б, 4в - высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого при среднем и крайних значениях отношений площади максимального поперечного сечения задней части кузова к площади максимального поперечного сечения средней части кузова;
на фиг. 5а, 5б, 5в - высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого при крайних и среднем значениях соотношений максимальных высот при сопряжении каплеобразной верхней и уплощенной нижней поверхности средней части кузова;
на фиг. 6а, 6б, 6в - максимальные поперечные сечения кузова высокоскоростного транспортного модуля транспортной системы Юницкого при среднем значении расстояния от точек сопряжения симметричных продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с боковыми поверхностями кузова до нижней поверхности кузова и различными значениями расстояний от точек сопряжения симметричных продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с нижней поверхностью кузова до вертикальной плоскости симметрии кузова;
на фиг. 7а, 7б, 7в - максимальные поперечные сечения кузова высокоскоростного транспортного модуля транспортной системы Юницкого при среднем значении расстояния от точек сопряжения симметричных продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с нижней поверхностью кузова до вертикальной плоскости симметрии кузова и различными значениями расстояний от точек сопряжения симметричных продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с боковыми поверхностями кузова до нижней поверхности кузова.
The invention is illustrated by drawings, where
on figa, 1b, 1c presents a high-speed transport module of the Unitsky transport system with average and extreme values of the ratio of the length of the middle part of the body to the distance between the rows of wheels;
in FIG. 2a, 2b, 2c - a high-speed transport module of the Unitsky transport system with average and extreme values of the conditions for fulfilling the front and rear parts of the body;
in FIG. 3a, 3b, 3c - a high-speed transport module of the Unitsky transport system at various locations of the line passing through the points of change of the sign of curvature of the envelope of the envelope-shaped surface of the rear of the body;
in FIG. 4a, 4b, 4c - a high-speed transport module of the Unitsky transport system with average and extreme values of the ratio of the maximum cross-sectional area of the rear of the body to the maximum cross-sectional area of the middle of the body;
in FIG. 5a, 5b, 5c - a high-speed transport module of the Unitsky transport system at extreme and average values of the ratios of maximum heights when pairing a drop-shaped upper and flattened lower surface of the middle part of the body;
in FIG. 6a, 6b, 6c are the maximum cross sections of the body of the high-speed transport module of the Unitsky transport system with an average value of the distance from the mating points of symmetrical longitudinal sections with negative curvature of the surface with the side surfaces of the body to the lower surface of the body and different values of the distances from the mating points of symmetric longitudinal sections with negative the curvature of the surface with the lower surface of the body to the vertical plane of symmetry of the body;
in FIG. 7a, 7b, 7c are the maximum cross sections of the body of the high-speed transport module of the Unitsky transport system with an average value of the distance from the interface points of symmetrical longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the lower surface of the body to the vertical plane of symmetry of the body and various distance values from the interface points of symmetric longitudinal sections with negative curvature of the surface with the side surfaces of the body to the bottom surface of the body.

Высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы Юницкого состоит из кузова 1 обтекаемой формы (фиг.1а, 1б, 1в) с сопряженными сферообразной передней 2, каплеобразной средней 3 и конусообразной задней 4 частями. Нижняя поверхность 5 средней 3 части кузова выполнена уплощенной. Для связи с путевой структурой 6 в нижней части кузова установлены два ряда колес 7. В кузове также размещены привод 8 с системой управления 9. The high-speed transport module of the Unitsky transport system consists of a streamlined body 1 (Fig. 1a, 1b, 1c) with conjugated spheroid-shaped front 2, droplet-shaped middle 3 and conical rear 4 parts. The lower surface 5 of the middle 3 body parts is made flattened. To communicate with the track structure 6, two rows of wheels 7 are installed in the lower part of the body. The drive 8 with a control system 9 is also located in the body.

На нижней 5 поверхности кузова 1 выполнено два симметричных продольных участка 10 с отрицательной кривизной поверхности. Расстояние а от точек сопряжения 11 продольных участков 10 с нижней 5 поверхностью кузова 1 до вертикальной плоскости симметрии и расстояние b от точек сопряжения 12 продольных участков 10 с боковой 13 поверхностью кузова 1 до нижней поверхности 5 кузова 1 выбираются исходя из требований по уменьшению площади фронтальной поверхности транспортного модуля при сохранении требований, предъявляемых к нему, с точки зрения эргономики. On the lower 5 surface of the body 1 there are two symmetrical longitudinal sections 10 with a negative curvature of the surface. The distance a from the mating points of 11 longitudinal sections 10 with the lower 5 surface of the body 1 to the vertical plane of symmetry and the distance b from the mating points of 12 longitudinal sections 10 with the side 13 surface of the body 1 to the lower surface 5 of the body 1 are selected based on the requirements for reducing the front surface area transport module while maintaining the requirements for it, from the point of view of ergonomics.

Длина L1 средней 3 части кузова 1, между точками линий сопряжения поверхностей передней 2 и задней 4 частей кузова с нижней поверхностью 5 средней 3 части кузова 1, при выбранном расстоянии L2 между рядами колес 7, определяется исходя из получения необходимой динамической устойчивости транспортного модуля при выбранной форме кузова 1.The length L 1 of the middle 3 parts of the body 1, between the points of the interface between the surfaces of the front 2 and rear 4 parts of the body with the lower surface 5 of the middle 3 parts of the body 1, at a selected distance L 2 between the rows of wheels 7, is determined on the basis of obtaining the necessary dynamic stability of the transport module with the selected body shape 1.

Длины L3 передней 2 и L4 задней 4 частей кузова 1 (фиг.2а, 2б, 2в) определяются исходя из обеспечения динамической устойчивости транспортного модуля и оптимизации значения коэффициента аэродинамического сопротивления.The lengths L 3 of the front 2 and L 4 of the rear 4 body parts 1 (Fig. 2a, 2b, 2c) are determined on the basis of ensuring the dynamic stability of the transport module and optimizing the value of the drag coefficient.

Задняя 4 конусообразная часть кузова 1 выполнена со знакопеременной кривизной (фиг. 3а, 3б, 3в). Переход от выпуклой формы поверхности к вогнутой осуществлен в точках 14 линии, положение которой определяется исходя из требований по оптимизации обтекания кузова 1 набегающим воздушным потоком при различных режимах эксплуатации и конкретного конструктивного его выполнения. The rear 4 conical part of the body 1 is made with alternating curvature (Fig. 3A, 3B, 3C). The transition from the convex shape of the surface to the concave is carried out at points 14 of the line, the position of which is determined based on the requirements for optimizing the flow of the body 1 by the incoming air flow under various operating conditions and its specific design.

Площадь Sзадн максимального поперечного сечения А-А задней 4 части (фиг. 4а, 4б, 4в) кузова 1, по отношению к площади максимального поперечного сечения средней 3 части корпуса Sсред.макс, определяет условия оптимального обтекания воздушными потоками кузова 1 модуля при соблюдении требований к динамической устойчивости.The area S of the rear maximum cross section AA of the rear 4 parts (Figs. 4a, 4b, 4c) of the body 1, with respect to the area of the maximum cross section of the middle 3 part of the body S medium max , determines the conditions for optimal air flow around the body 1 of the module at compliance with the requirements for dynamic stability.

Соотношение максимальных значений высот Н1 и Н2 измеряемых от линии, проходящей через точки 15 и 151 с вертикальным положением касательных при сопряжении соответственно каплеобразной верхней и уплощенной нижней 5 поверхностей средней части 3 кузова 1 (фиг.5а, 5б, 5в), определяется из требований по минимизации фронтальной поверхности кузова и требований по оптимизации коэффициента аэродинамического сопротивления, а также с учетом требований с точки зрения эргономики, в зависимости от конкретного предназначения транспортного модуля.The ratio of the maximum values of the heights H 1 and H 2 measured from the line passing through points 15 and 15 1 with the vertical position of the tangents when pairing, respectively, a drop-shaped upper and flattened lower 5 surfaces of the middle part 3 of body 1 (Fig. 5a, 5b, 5c), is determined from the requirements to minimize the front surface of the body and the requirements for optimizing the aerodynamic drag coefficient, as well as taking into account the requirements from the point of view of ergonomics, depending on the specific purpose of the transport module.

Задняя кромка 16, образованная за счет того, что образующие задней конусообразной 4 части кузова 1 в вертикальной плоскости имеют большую степень кривизны, чем в горизонтальной плоскости, расположена в горизонтальной плоскости и может иметь прямую (фиг.2а), выпуклую (фиг.2б) или вогнутую (фиг.2в) форму. В предельном случае величина радиуса кривизны образующих поверхности задней 4 части кузова 1 в одной из плоскостей может стремиться к бесконечности (фиг.1а, 2в), определяя максимальную ширину задней кромки 16. The trailing edge 16, formed due to the fact that the generators of the rear cone-shaped 4 body parts 1 in the vertical plane have a greater degree of curvature than in the horizontal plane, is located in the horizontal plane and can have a straight line (Fig. 2a), convex (Fig. 2b) or concave (pigv) form. In the extreme case, the radius of curvature of the generatrix of the surface of the rear 4 of the body 1 in one of the planes can tend to infinity (figa, 2B), determining the maximum width of the trailing edge 16.

Описанная форма кузова транспортного модуля может быть использована и в случае выполнения его корпусной части, состоящей из двух и более кузовов. The described form of the body of the transport module can be used in the case of its hull, consisting of two or more bodies.

Движение транспортных модулей в транспортной системе Юницкого осуществляется со скоростями 300 км/час и выше. При таких значениях скоростей движения основополагающим фактором, оказывающим влияние на энергетические показатели транспортного модуля, является его сопротивление набегающему воздушному потоку, величина которого пропорциональна квадрату скорости движения, площади фронтальной поверхности (миделю) и коэффициенту аэродинамического сопротивления. The movement of transport modules in the Unitsky transport system is carried out at speeds of 300 km / h and higher. At such speeds, the fundamental factor influencing the energy performance of the transport module is its resistance to the incoming air flow, the value of which is proportional to the square of the speed of movement, the area of the front surface (midship) and the aerodynamic drag coefficient.

При движении транспортного модуля, набегающий воздушный ноток равномерно, без отрывов, обтекает сопряженные переднюю 2 сферообразную и среднюю 3 каплеобразную части кузова 1 (фиг.1а, 1б, 1в). При сходе воздушного потока с задней 4 конусообразной части кузова 1, за счет выполнения ее образующей со знакопеременной кривизной, обеспечивается плавное, без скачков градиента, изменение давления. Это позволяет избежать отрывов воздушного потока от кузова 1 и соответственно улучшить коэффициент аэродинамического сопротивления транспортного модуля, без неоправданного увеличения его габаритной длины. When the transport module is moving, an oncoming air note evenly, without tearing off, flows around the conjugated front 2 sphere-shaped and middle 3 drop-shaped body parts 1 (Fig. 1a, 1b, 1c). When the air flows from the rear 4 of the cone-shaped body part 1, due to the implementation of its generatrix with alternating curvature, a smooth, without jumps in gradient, pressure change is ensured. This allows you to avoid airflow detachments from the body 1 and, accordingly, improve the aerodynamic drag coefficient of the transport module, without unreasonably increasing its overall length.

Одновременно, при выполнении образующих задней 4 конусообразной части кузова 1 со степенью кривизны в вертикальной плоскости большей, чем в горизонтальной плоскости (фиг. 1а), сформированный на клиновидном профиле воздушный поток, сходя с задней кромки 16, оказывает стабилизирующее воздействие на транспортный модуль в вертикальной плоскости по направлению траектории движения. At the same time, when forming the rear 4 of the cone-shaped body part 1 with a degree of curvature in the vertical plane greater than in the horizontal plane (Fig. 1a), the air flow formed on the wedge-shaped profile, coming down from the trailing edge 16, has a stabilizing effect on the transport module in the vertical plane in the direction of the trajectory of movement.

Значительное влияние на уменьшение сопротивления воздуха движению транспортного модуля оказывают два симметричных продольных участка 10 с отрицательной кривизной поверхности, выполненные на нижней 5 поверхности кузова 1 (фиг.6а, 6б, 6в, 7а, 7б, 7в). Конкретное место расположения продольных участков 10 с отрицательной кривизной поверхности и их конкретное выполнение определяются, решением задачи по уменьшению площади фронтальной поверхности кузова 1, с учетом эргонометрических требований по организации посадочных мест и прохода между ними. A significant effect on reducing air resistance to the movement of the transport module is exerted by two symmetric longitudinal sections 10 with negative surface curvature, made on the lower 5 surface of the body 1 (figa, 6b, 6c, 7a, 7b, 7c). The specific location of the longitudinal sections 10 with a negative curvature of the surface and their specific implementation are determined by solving the problem of reducing the front surface area of the body 1, taking into account ergonomic requirements for the organization of seats and the passage between them.

Так, при выбранной высоте Н кузова 1, определяемой среднестатистическим значением роста человека, принятого для проектирования транспортных средств, предназначенных для перевозки пассажиров, наиболее оптимальным, с точки зрения реализации требований как по уменьшению площади фронтальной поверхности кузова, так и по обеспечению эргонометрических требований по организации посадочных мест и прохода между ними, является выбор положения точек сопряжения 11 продольных участков 10 с нижней 5 поверхностью кузова 1 и точек сопряжения 12 продольных участков 10 с боковой 13 поверхностью кузова 1 исходя из условий:

Figure 00000017

Figure 00000018

Оптимальные значения
Figure 00000019
и
Figure 00000020
(фиг.6б, 7б) позволяют, при обеспечении достаточной комфортности салона, реализовать значительное уменьшение площади фронтальной поверхности кузова транспортного модуля.So, at the selected height H of the body 1, determined by the average person’s height adopted for the design of vehicles designed to carry passengers, it is most optimal from the point of view of fulfilling the requirements both to reduce the front surface area of the body, and to ensure ergonomic requirements for organization seats and the passage between them, is the choice of the position of the interface points 11 of the longitudinal sections 10 with the lower 5 surface of the body 1 and the interface points 12 longitudinal x portions 10 with side surface 13 of the body 1 based on the conditions:
Figure 00000017

Figure 00000018

Optimal values
Figure 00000019
and
Figure 00000020
(figb, 7b) allow, while ensuring sufficient cabin comfort, to realize a significant reduction in the area of the front surface of the body of the transport module.

Выполнение кузова 1 транспортного модуля со значением отношений меньше

Figure 00000021
(фиг.7а) и больше
Figure 00000022
(фиг.6в) приведет к дискомфорту находящихся в салоне кузова пассажиров.Bodywork 1 of a transport module with a relationship value less
Figure 00000021
(figa) and more
Figure 00000022
(figv) will lead to discomfort of passengers in the passenger compartment.

В случае выполнения кузова 1 транспортного модуля со значением отношений больше

Figure 00000023
(фиг.7в) и меньше
Figure 00000024
(фиг.6а) меры, предпринимаемые для понижения площади фронтальной поверхности кузова, становятся практически неэффективными.In case of execution of body 1 of the transport module with a ratio value greater than
Figure 00000023
(figv) and less
Figure 00000024
(figa) measures taken to reduce the area of the frontal surface of the body become practically ineffective.

Выбранная форма кузова 1 транспортного модуля, обеспечивающая высокие значения скоростей, выдвигает, в свою очередь, определенные требования по обеспечению его динамической устойчивости на путевой структуре 6. The selected form of the body 1 of the transport module, providing high speeds, puts forward, in turn, certain requirements to ensure its dynamic stability on the track structure 6.

Так, при выбранном расстоянии L2 между рядами колес 7, связанными с рельсами путевой структуры 6, выбор длины L1 средней 3 части кузова 1, между точками линий сопряжения поверхностей передней 2 и задней 4 частей кузова с нижней поверхностью 5 средней части кузова, должен осуществляться из условия:

Figure 00000025

Оптимальное значение отношения
Figure 00000026
(фиг.1а) позволяет при движении транспортного модуля достаточно просто обеспечить необходимое значение его динамической устойчивости при выбранной форме кузова 1.So, with the selected distance L 2 between the rows of wheels 7 associated with the rails of the track structure 6, the choice of the length L 1 of the middle 3 of the body part 1, between the points of the interface lines of the surfaces of the front 2 and rear 4 parts of the body with the lower surface 5 of the middle part of the body, should be carried out from the condition:
Figure 00000025

Optimal Ratio
Figure 00000026
(figa) allows the movement of the transport module to simply provide the necessary value of its dynamic stability with the selected shape of the body 1.

При выполнении кузова 1 транспортного модуля со значением отношения меньше

Figure 00000027
(фиг.1б) возникают чисто конструктивные трудности по реализации формы кузова, обеспечивающей плавное обтекание его набегающим воздушным потоком с одновременным обеспечением динамической устойчивости, т.к. требования к оптимальному, с точки зрения коэффициента аэродинамического сопротивления, выполнению кузова приводит к относительному удлинению передней 2 и задней 4 его частей и соответственно к понижению динамической устойчивости транспортного модуля.When executing body 1 of a transport module with a ratio value less
Figure 00000027
(figb) purely structural difficulties arise in the implementation of the body shape, providing a smooth flow around it with an incoming air stream while ensuring dynamic stability, because requirements for optimal, in terms of aerodynamic drag coefficient, body performance leads to a relative lengthening of the front 2 and rear 4 of its parts and, accordingly, to a decrease in the dynamic stability of the transport module.

В случае выполнения кузова 1 транспортного модуля со значением отношения больше

Figure 00000028
(фиг.1в), с учетом ограничений на его поперечные размеры, при движении с большими скоростями, значительную роль начинает играть вырождение средней 3 части кузова в цилиндр, что приводит к увеличению площади боковой поверхности и соответственно к увеличению аэродинамического сопротивления.In the case of the execution of the body 1 of the transport module with a ratio value greater than
Figure 00000028
(figv), taking into account the restrictions on its transverse dimensions, when moving at high speeds, a significant role begins to play the degeneracy of the middle 3 body parts into a cylinder, which leads to an increase in the lateral surface area and, accordingly, to an increase in aerodynamic drag.

Большое влияние на коэффициент аэродинамического сопротивления транспортного модуля и соответственно на потери, возникающие при указанных скоростях движения, оказывают плавность сопряжения передней 2, средней 3 и задней 4 частей кузова и выступающие части конструкции, в частности колеса 7, связывающие кузов с путевой структурой 6. A great influence on the aerodynamic drag coefficient of the transport module and, accordingly, on the losses occurring at the indicated speeds are exerted by the smoothness of the pairing of the front 2, middle 3 and rear 4 parts of the body and the protruding parts of the structure, in particular the wheels 7, connecting the body with the track structure 6.

Для решения задачи по плавному сопряжению сферообразной передней 2, каплеобразной средней 3 и конусообразной задней 4 частей корпуса 1, при уже реализованных, с точки зрения оптимизации коэффициента аэродинамического сопротивления, требованиях к форме кузова, в корпусных нишах по краям средней 3 части которого установлены колеса 7, возникает необходимость в определенном выборе размеров L3 и L4 соответственно передней 2 и задней 4 частей кузова 1.To solve the problem of smooth conjugation of a sphere-shaped front 2, droplet-shaped middle 3 and cone-shaped rear 4 parts of the housing 1, when the requirements for the shape of the body are already implemented, from the point of view of optimizing the aerodynamic drag coefficient, wheels are installed in the body niches along the edges of the middle 3 of which 7 , there is a need for a specific selection of sizes L 3 and L 4, respectively, front 2 and rear 4 body parts 1.

Так расстояние L3 (фиг.2а, 2б, 2в) от крайней передней точки кузова 1 до точек линии сопряжения поверхности передней 2 части с нижней 5 уплощенной поверхностью средней 3 части кузова 1 и расстояние L4 от крайней задней точки кузова до точек линии сопряжения поверхности задней 4 части с уплощенной нижней 5 поверхностью средней 3 части кузова 1, по отношению к длине L1 средней 3 части, должны выбираться соответственно из условий:

Figure 00000029

Figure 00000030

Средние значения отношений
Figure 00000031
и
Figure 00000032
(фиг.2а) позволяют без особых трудностей обеспечить построение кузова 1 транспортного модуля с необходимыми аэродинамическими обводами.So the distance L 3 (figa, 2b, 2c) from the extreme front point of the body 1 to the points of the interface line of the surface of the front 2 parts with the bottom 5 flattened surface of the middle 3 body parts 1 and the distance L 4 from the extreme rear point of the body to the points of the interface line the surfaces of the rear 4 parts with the flattened lower 5 surface of the middle 3 of the body part 1, with respect to the length L 1 of the middle 3 part, should be selected accordingly from the conditions:
Figure 00000029

Figure 00000030

Relationship Averages
Figure 00000031
and
Figure 00000032
(figa) allow without particular difficulties to ensure the construction of the body 1 of the transport module with the necessary aerodynamic contours.

При выполнении кузова 1 транспортного модуля со значениями отношений меньше

Figure 00000033
(фиг.2б) и
Figure 00000034
(фиг.2в) возникают конструктивные сложности по обеспечению плавного сопряжения передней 2, задней 4 и средней 3 частей кузова 1, при условии соблюдения требований к его форме, с точки зрения оптимизации аэродинамических характеристик транспортного модуля.When executing body 1 of a transport module with relationship values less
Figure 00000033
(figb) and
Figure 00000034
(figv) there are structural difficulties in ensuring smooth coupling of the front 2, rear 4 and middle 3 parts of the body 1, subject to the requirements for its shape, from the point of view of optimizing the aerodynamic characteristics of the transport module.

В случае выполнения кузова 1 транспортного модуля со значениями отношений больше

Figure 00000035
(фиг.2в) и
Figure 00000036
(фиг.2б) ухудшается динамическая устойчивость транспортного модуля из-за рыскания большой консоли передней 2 и задней 4 частей кузова 1.In case of execution of body 1 of the transport module with relations greater than
Figure 00000035
(figv) and
Figure 00000036
(figb) the dynamic stability of the transport module is deteriorating due to the yaw of the large console of the front 2 and rear 4 parts of the body 1.

При сходе воздушного потока с задней 4 части кузова 1 на аэродинамические характеристики транспортного модуля, при его движении с высокой скоростью по путевой структуре, значительное влияние оказывает расстояние L5 (фиг. 3а, 3б, 3в), на котором расположены точки 14 линии изменения знака кривизны огибающей конусообразной задней 4 части кузова 1 от точек линии сопряжения поверхностей средней 3 и задней 4 частей кузова. Так, при фиксированных габаритной длине транспортного модуля и соответственно размере L1 средней 3 части кузова, положение точек 15, на задней 4 части кузова, через которые проходит указанная линия, определяется условием:

Figure 00000037

При среднем значении отношения
Figure 00000038
(фиг.3а) достаточно просто реализовать требования по обеспечению плавного схода воздушного потока с задней 4 части кузова 1 и разумного выбора длины самой задней 4 части, влияющей на динамическую устойчивость транспортного модуля на путевой структуре 6.When the air flow from the rear 4 of the body 1 to the aerodynamic characteristics of the transport module, when it moves at high speed along the track structure, the distance L 5 (Fig. 3a, 3b, 3c) at which points 14 of the sign change line are located the curvature of the envelope of the cone-shaped rear 4 parts of the body 1 from the points of the interface line of the surfaces of the middle 3 and rear 4 parts of the body. So, with a fixed overall length of the transport module and, accordingly, size L 1 of the middle 3 body parts, the position of the points 15 on the rear 4 of the body through which the specified line passes is determined by the condition:
Figure 00000037

With an average ratio
Figure 00000038
(figa) it is quite simple to implement the requirements for ensuring a smooth descent of the air flow from the rear 4 of the body 1 and a reasonable choice of the length of the rear 4, affecting the dynamic stability of the transport module on the track structure 6.

При выполнении кузова 1 транспортного модуля со значениями соотношений меньше

Figure 00000039
(фиг. 3б) становится реальным срыв воздушного потока при переходе от средней 3 части кузова 1 к его задней 4 части.When performing body 1 of the transport module with ratios less
Figure 00000039
(Fig. 3b) becomes a real disruption of the air flow during the transition from the middle 3 of the body 1 to its rear 4 parts.

В случае выполнения кузова 1 транспортного модуля со значениями отношений больше

Figure 00000040
(фиг.3в), при соблюдении требований к форме задней 4 части, с точки зрения оптимизации аэродинамических характеристик, ухудшается динамическая устойчивость транспортного модуля из-за рысканья большой консоли задней 4 части кузова.In case of execution of body 1 of the transport module with relations greater than
Figure 00000040
(figv), subject to the requirements for the shape of the rear 4 parts, from the point of view of optimizing aerodynamic characteristics, the dynamic stability of the transport module is deteriorated due to the yaw of the large console of the rear 4 parts of the body.

Большое значение на аэродинамические характеристики транспортного модуля, при его высокоскоростном движении, оказывает величина кривизны верхней каплеобразной 10 поверхности средней 3 части кузова 1 (фиг.4а, 4б, 4в). Of great importance on the aerodynamic characteristics of the transport module, with its high-speed movement, is the curvature of the upper droplet-shaped 10 surface of the middle 3 body parts 1 (figa, 4b, 4c).

Наиболее оптимальным для получения высоких аэродинамических характеристик, соответствующих каплеобразному профилю, при наличии ограничений на габаритную длину транспортного модуля, является условие, когда:

Figure 00000041

При выполнении кузова 1 со значением отношения
Figure 00000042
(фиг. 4а) удается достаточно просто получить оптимальное значение коэффициента аэродинамического сопротивления, учитывая ограничения на габаритную длину транспортного модуля.The most optimal for obtaining high aerodynamic characteristics corresponding to a drop-like profile, if there are restrictions on the overall length of the transport module, is the condition when:
Figure 00000041

When doing body 1 with a ratio value
Figure 00000042
(Fig. 4a), it is quite simple to obtain the optimal value of the drag coefficient, taking into account the restrictions on the overall length of the transport module.

В случае выбора значения отношения больше

Figure 00000043
(фиг.4б) для обеспечения плавного схода воздушного потока возникает необходимость в удлинении задней 4 части кузова 1, что понижает динамическую устойчивость транспортного модуля из-за рысканья большой консоли задней 4 части кузова.If you select a ratio greater than
Figure 00000043
(figb) to ensure a smooth flow of air there is a need to lengthen the rear 4 of the body 1, which reduces the dynamic stability of the transport module due to the yaw of a large console of the rear 4 of the body.

При выполнении кузова 1 транспортного модуля с отношением меньше

Figure 00000044
(фиг.4в) возникают причины для отрыва воздушного потока.When performing body 1 transport module with a ratio of less
Figure 00000044
(figv) there are reasons for the separation of the air flow.

В зависимости от конкретного предназначения и областей использования высокоскоростной транспортный модуль может иметь различное соотношение максимальной высоты Н1 верхней части кузова 1 и соответствующей ей высоты Н2 нижней части от линии, проходящей через точки 15 и 151 кузова с вертикальным положением касательной (фиг.5а, 5б, 5в).Depending on the specific purpose and areas of use, the high-speed transport module may have a different ratio of the maximum height H 1 of the upper part of the body 1 and the corresponding height H 2 of the lower part from the line passing through points 15 and 15 1 of the body with the vertical position of the tangent (Fig. 5a 5b, 5c).

С учетом предъявляемых требований указанное отношение определяется условием:

Figure 00000045

Одним из оптимальных условий для выполнения кузова 1 транспортного модуля, предназначенного для пассажирских перевозок, представляется
Figure 00000046
(фиг. 5а). При этом условии достаточно легко реализуются требования, предъявляемые к транспортному модулю с точки зрения эргономики и получения оптимального значения коэффициента аэродинамического сопротивления.Given the requirements, this ratio is determined by the condition:
Figure 00000045

One of the optimal conditions for the implementation of the body 1 of the transport module, designed for passenger traffic, seems
Figure 00000046
(Fig. 5a). Under this condition, the requirements for the transport module from the point of view of ergonomics and obtaining the optimal value of the drag coefficient are easily realized.

Выполнение транспортного модуля с отношением меньше

Figure 00000047
(фиг.5б) представляется не целесообразным из-за значительного отклонения от формы кузова, обладающей наименьшим коэффициентом аэродинамического сопротивления.Running a transport module with a ratio of less
Figure 00000047
(figb) is not advisable due to a significant deviation from the body shape, which has the lowest coefficient of aerodynamic drag.

Выбор значений отношения больше

Figure 00000048
(фиг.5в) затрудняет размещение колес 7 в корпусных нишах, что также отрицательно сказывается на аэродинамических характеристиках транспортного модуля при его движении.Choosing more relationship values
Figure 00000048
(figv) complicates the placement of the wheels 7 in the housing niches, which also negatively affects the aerodynamic characteristics of the transport module during its movement.

Использование изобретения позволит значительно снизить влияние дестабилизирующих факторов и улучшить аэродинамические характеристики высокоскоростного транспортного модуля, используемого в транспортной системе Юницкого, что, в итоге, повысит энергетические и соответственно экономические показатели транспортной системы. The use of the invention will significantly reduce the influence of destabilizing factors and improve the aerodynamic characteristics of the high-speed transport module used in the Unitsky transport system, which, in the end, will increase the energy and, accordingly, economic indicators of the transport system.

Claims (10)

1. Высокоскоростной транспортный модуль транспортной системы, содержащий кузов обтекаемой формы с сопряженными сферообразной передней, каплеобразной средней и конусообразной задней частями, в котором нижняя поверхность средней части выполнена уплощенной, а также размещенные в нижней части кузова колеса, установленные в два ряда, и связанный с колесами привод с системой управления, отличающийся тем, что задняя конусообразная часть кузова выполнена с образующими, имеющими знакопеременную кривизну, а на нижней поверхности кузова выполнены два симметричных продольных участка с отрицательной кривизной поверхности, причем точки сопряжения продольных участков, имеющих отрицательную кривизну поверхности, с нижней поверхностью кузова находятся на расстоянии от вертикальной плоскости симметрии кузова, выбираемом из условия
Figure 00000049

где а - расстояние от точек сопряжения каждого из продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с нижней поверхностью кузова до вертикальной плоскости симметрии кузова, м;
Н - максимальная высота кузова в поперечном сечении, м,
а точки сопряжения продольных участков, имеющих отрицательную кривизну поверхности, c боковыми поверхностями кузова находятся на расстоянии от нижней поверхности кузова, выбираемом из условия
Figure 00000050

где b - расстояние от точек сопряжения каждого из продольных участков с отрицательной кривизной поверхности с боковой поверхностью кузова до нижней поверхности кузова, м.
1. A high-speed transport module of the transport system, comprising a streamlined body with conjugated spherical front, droplet-shaped middle and cone-shaped rear parts, in which the lower surface of the middle part is made flattened, as well as wheels arranged in the lower part of the body, installed in two rows, and connected with wheels drive with a control system, characterized in that the rear cone-shaped body part is made with generators having alternating curvature, and on the lower surface of the body there are two symmetric longitudinal sections with negative surface curvature, and the points of contact between the longitudinal sections having negative surface curvature and the lower surface of the body are at a distance from the vertical plane of symmetry of the body, chosen from the condition
Figure 00000049

where a is the distance from the mating points of each of the longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the lower surface of the body to the vertical plane of symmetry of the body, m;
N - maximum body height in cross section, m,
and the mating points of the longitudinal sections having a negative curvature of the surface with the side surfaces of the body are at a distance from the lower surface of the body, selected from the condition
Figure 00000050

where b is the distance from the mating points of each of the longitudinal sections with a negative curvature of the surface with the side surface of the body to the bottom surface of the body, m
2. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что образующие поверхности задней конусообразной части кузова в вертикальной плоскости имеют большую степень кривизны, чем в горизонтальной плоскости, причем вершина задней конусообразной части кузова выполнена в форме клина, ребро которого образует заднюю кромку кузова, расположенную в горизонтальной плоскости. 2. The transport module according to claim 1, characterized in that the generatrix surfaces of the rear cone-shaped body part in a vertical plane have a greater degree of curvature than in the horizontal plane, and the top of the rear cone-shaped body part is made in the form of a wedge, the edge of which forms the rear edge of the body, located in the horizontal plane. 3. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что длина средней части кузова и расстояние между рядами колес выбираются из соотношения
Figure 00000051

где L1 - длина средней части кузова между точками линий сопряжения передней и задней частей с нижней уплощенной поверхностью средней части кузова, м;
L2 - расстояние между рядами колес, м.
3. The transport module according to claim 1, characterized in that the length of the middle part of the body and the distance between the rows of wheels are selected from the ratio
Figure 00000051

where L 1 is the length of the middle part of the body between the points of the pairing lines of the front and rear parts with the lower flattened surface of the middle part of the body, m;
L 2 - the distance between the rows of wheels, m
4. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что длина передней, средней и задней частей кузова выбирается из условий
Figure 00000052

Figure 00000053

где L3 - длина передней части кузова от крайней передней точки до точек линии сопряжения передней части с уплощенной нижней поверхностью средней части кузова, м;
L4 - длина задней части кузова от крайней задней точки кузова до точек линии сопряжения задней части с уплощенной нижней поверхностью средней части кузова, м.
4. The transport module according to claim 1, characterized in that the length of the front, middle and rear parts of the body is selected from the conditions
Figure 00000052

Figure 00000053

where L 3 is the length of the front of the body from the extreme front point to the points of the line connecting the front of the flattened bottom surface of the middle part of the body, m;
L 4 - the length of the rear of the body from the extreme rear point of the body to the points of the line connecting the rear with a flattened lower surface of the middle part of the body, m
5. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что точки линии сопряжения конусообразных поверхностей задней части корпуса с разными знаками кривизны находятся на расстоянии от линии точек сопряжения средней и задней частей кузова, выбираемом из условия
Figure 00000054

где L5 - расстояние от точек линии сопряжения конусообразных поверхностей задней части кузова с разными знаками кривизны до точек линии сопряжения средней и задней частей кузова, м.
5. The transport module according to claim 1, characterized in that the points of the interface line of the cone-shaped surfaces of the rear of the body with different signs of curvature are at a distance from the line of interface points of the middle and rear parts of the body, selected from the condition
Figure 00000054

where L 5 is the distance from the points of the mating line of the conical surfaces of the rear of the body with different signs of curvature to the points of the mating line of the middle and rear parts of the body, m
6. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что площадь максимального поперечного сечения средней части кузова и площадь максимального поперечного сечения задней части кузова выбираются из отношения
Figure 00000055

где Sзадн - площадь максимального поперечного сечения задней части кузова, м2;
Sср.макс - площадь максимального поперечного сечения средней части кузова, м2.
6. The transport module according to claim 1, characterized in that the maximum cross-sectional area of the middle part of the body and the maximum cross-sectional area of the rear part of the body are selected from the ratio
Figure 00000055

where S back - the maximum cross-sectional area of the rear of the body, m 2 ;
S sr.max - the maximum cross-sectional area of the middle part of the body, m 2 .
7. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что сопряжение каплеобразной верхней и уплощенной нижней поверхностей средней части кузова осуществляется при условии
Figure 00000056

где H1 - максимальная высота верхней части кузова от линии, проходящей через точки кузова с вертикальным положением касательной, м;
H2 - соответствующая высота нижней части кузова от линии, проходящей через точки кузова с вертикальным положением касательной, м.
7. The transport module according to claim 1, characterized in that the pairing of the droplet-shaped upper and flattened lower surfaces of the middle part of the body is subject to
Figure 00000056

where H 1 - the maximum height of the upper part of the body from the line passing through the points of the body with the vertical position of the tangent, m;
H 2 - the corresponding height of the lower part of the body from the line passing through the points of the body with the vertical position of the tangent, m
8. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что задняя кромка кузова выполнена выпуклой. 8. The transport module according to claim 1, characterized in that the trailing edge of the body is convex. 9. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что задняя кромка кузова выполнена прямой. 9. The transport module according to claim 1, characterized in that the trailing edge of the body is straight. 10. Транспортный модуль по п. 1, отличающийся тем, что задняя кромка кузова выполнена вогнутой. 10. The transport module according to claim 1, characterized in that the trailing edge of the body is concave.
RU2001121673/28A 2001-08-03 2001-08-03 High-speed module of transportation system RU2201369C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001121673/28A RU2201369C1 (en) 2001-08-03 2001-08-03 High-speed module of transportation system
EA200200736A EA003490B1 (en) 2001-08-03 2002-07-30 High-speed transportation module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001121673/28A RU2201369C1 (en) 2001-08-03 2001-08-03 High-speed module of transportation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2201369C1 true RU2201369C1 (en) 2003-03-27

Family

ID=20252293

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001121673/28A RU2201369C1 (en) 2001-08-03 2001-08-03 High-speed module of transportation system

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA003490B1 (en)
RU (1) RU2201369C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018170574A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 Анатолий Эдуардович Юницкий High-speed transport module (variants)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Эврика, 1998, №3, с.53-55. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018170574A1 (en) 2017-03-23 2018-09-27 Анатолий Эдуардович Юницкий High-speed transport module (variants)
CN110662692A (en) * 2017-03-23 2020-01-07 A·尤尼茨基 High speed transport module (variants)

Also Published As

Publication number Publication date
EA003490B1 (en) 2003-06-26
EA200200736A1 (en) 2003-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009090681A (en) Vehicle lower structure
US3999797A (en) Airvane device for bluff vehicles and the like
US9682735B2 (en) Fuel efficiency of road vehicles
KR101474702B1 (en) Side skirt for a pulled vehicle
CN102883945B (en) Moving body lateral structure
CN103313900B (en) A kind of body modules with flow spoiler
NZ202289A (en) Maintaining attached flow of flowing medium over impervious body
JP4161201B2 (en) Air resistance reduction device for automobiles
US6530620B1 (en) Sun visor for vehicle
CN110431066A (en) Automobile air power part
RU2201369C1 (en) High-speed module of transportation system
RU2201368C1 (en) High-speed module of transportation system
RU2203194C1 (en) Transportation system high speed module
RU2203195C1 (en) Transportation system high speed module
JP2002120769A (en) Body structure
RU2211781C2 (en) High-speed transport module of transport system
JP3775930B2 (en) Current collector
TWM621934U (en) Vehicle body structure for increasing propulsion force and further reducing wind resistance
WO2018170574A1 (en) High-speed transport module (variants)
CN113799816B (en) Drag reduction control device for high-speed train
CN109677432A (en) A kind of safety high speed train
CN214084066U (en) Luggage rack crossbeam and car
EA003534B1 (en) High-speed transportation module
JP7120795B2 (en) electrostatic antenna
WO2018170575A1 (en) High-speed transport module

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090804