Про ж.д. пути к каждому дому

[Toman]

​...Однако, отвлечёмся пока от традиционных для этой темы дискуссий об экономическом, организационном и психологическом аспектах, и рассмотрим более техническую сторону вопроса. Какими могли бы быть пути и ходовая часть подвижного состава этого вида транспорта? (Исходя из того, что базово это что-то на основе традиционного двухрельсового пути и стальных одноребордных колёс, без всяких монорельсов, пневмоколёс и т.п.)

Собственно, особенность данного вида транспорта среди существующих видов рельсового транспорта - в необходимости использования кривых предельно малых радиусов. Опыт трамвайных систем, шахтных узкоколеек, а также некоторых других промышленных рельсовых систем даёт некоторые ориентиры, какие примерно минимальные радиусы кривых достижимы для традиционных вариантов ходовой части с жёсткой базой. Для вагонеток шахтных узкоколеек (имеющих колёса малого диаметра, как правило, отдельно вращающиеся, т.е. не соединённые жёстко в колёсные пары) принят минимальный радиус кривых, равный четырёхкратной жёсткой базе - например, для двухосных вагонеток или двухосных тележек с жёсткой базой 1250 мм минимальный радиус будет 5 м - именно такой минимальный радиус принят среди стандартных стрелочных переводов и кривых шахтных узкоколеек. На некоторых трамвайных системах можно встретить кривые радиусом около 5-6-кратной жёсткой базы вагона или тележки, однако в современных системах обычно используются радиусы не менее 10-11-кратной жёсткой базы.

В то же время, сама длина жёсткой базы тележки ограничена снизу соображениями курсовой устойчивости в колее. Из практики опять же традиционных трамваев и магистральных железных дорог мы знаем, что обычно минимальную длину базы тележки делают не меньше примерно 1,2*S, где S - ширина колеи, но чем больше максимальная скорость подвижного состава, тем больше желательна длина базы тележки, для скоростного подвижного состава она приближается к (1,7..2,0)*S.

Если принять для системы ширину колеи около 1000 мм, то жёсткая база традиционной двухосной тележки должна быть не менее 1200..1400 мм, что в принципе может обеспечить прохождение кривых радиусом 5..7 м - однако это будет, как известно, сопровождаться очень большим износом колёс и рельсов, и сильным неприятным шумом. Да и для системы, претендующей на замену автомобильного транспорта, такая величина минимального радиуса кривой, по-хорошему, великовата. Было бы желательно иметь радиус проходимых кривых порядка 2,5, а то и 2,0 м.

Поэтому для такой системы необходимы тележки с радиальной установкой осей. Поскольку кривые малых радиусов сами по себе очень короткие, и в большинстве случаев могут иметь лишь очень короткие переходные кривые или вовсе не иметь их, радиальная установка имеет смысл только на основе кинематики с измерением кривизны на короткой базе - в пределах самой тележки, на основе положений нескольких недалеко соседствующих осей.

Минимальное число осей, необходимое и достаточное для измерения средней кривизны - три. Соответственно, в качестве базовых, простейших вариантов тележек, реализуемого при помощи наиболее простых механизмов, имеет смысл рассматривать трёхосные.

Естественным образом можно выделить три наиболее очевидных/логичных варианта трёхосных тележек:

1) С равнозначными (равнозагруженными, одинаково обмоторенными и оборудованными тормозами и т.д.) всеми тремя осями;

2) С основными (несущими основную нагрузку, обмоторенными, полноценно оборудованными тормозами) крайними осями и вспомогательной (малозагруженной, не обмоторенной, возможно, без тормозов или с упрощёнными тормозами, с колёсами меньшего диаметра) средней осью - как на типичных трёхосных трамвайных вагонах середины XX века;

3) С основной средней осью и вспомогательными крайними - в чистом виде такой схемы я пока нигде не видел, однако идеологически это можно считать неким развитием идеи двухмоторных четырёхосных трамваев на асимметричных двухосных тележках т.н. maximum traction - только с превращением тележек в симметричные, трёхосные и с радиальной установкой.

Наиболее способными и выгодными именно для прохождения кривых минимального радиуса мне представляются тележки третьего типа - хотя они, конечно, подразумевают больше всего дополнительных расходов в виде механики и вспомогательных деталей на одну основную ось.