Контактный рельс: реализация, достоинства и недостатки

Современный наземный транспорт можно разделить на два вида: с питанием от контактного рельса и с автономными силовыми установками. У каждого из них есть свои плюсы и минусы. Но при движении по земле оба варианта остаются опасными для людей. Давайте разберёмся, чем транспортно-инфраструктурные комплексы uST принципиально отличаются от всех остальных систем, использующих контактный рельс.

Трамвай

Этот вид рельсового транспорта считается одним из самых старых, так как вошёл в обиход задолго до изобретения паровоза. Само слово tramway в переводе с английского – это «конная железная дорога», так как уже с 1500-х годов лошадей запрягали в рельсовые повозки, чтобы перевозить руду из шахт на поверхность. Большинство трамваев работают на электротяге с подачей энергии через верхнюю контактную сеть, но есть и такие, которые питаются от третьего контактного рельса или аккумуляторов.

К плюсам трамваев можно отнести невысокую стоимость прокладки путей относительно метро или монорельса, экономичность эксплуатации, гибкую настройку интервала движения, экологичность и безопасность для пассажиров.

Среди очевидных минусов: невысокая, до 15 000 пасс/ч, провозная способность, невозможность полной изоляции трамвайных рельсов, что вызывает утечку электричества и порождает блуждающие токи, которые разрушают близлежащие подземные коммуникации.

Электропоезд

Дальний родственник паровоза, впервые переоборудованный под электротягу в 1896 году. Используется в качестве средства передвижения для скоростного наземного и подземного пассажирского сообщения. И метрополитен, и электропоезд тносятся к внеуличному транспорту, который имеет собственный габарит. Первый приводится в движение при помощи третьего контактного рельса, второй – преимущественно через верхнюю контактную сеть.

Безусловный плюс метрополитена – удобство для пассажиров: высокая скорость и регулируемый интервал движения, которые не зависят от погодных условий. При этом стоимость строительства такой транспортной сети настолько велика, что позволить её могут лишь крупные агломерации. Кроме того, лишь 30 % мирового метро автоматизировано, а значит, остальные 70 % требуют большого количества квалифицированного персонала. Также метро небезопасно для пассажиров: контакт с третьим рельсом под высоким напряжением грозит мгновенной смертью.

Наземным электропоездам, так же как и подземным, необходима сопутствующая инфраструктура (сеть железных, переезды, эстакады, мосты, развязки и станции). Их реализация, как правило, дешевле метрополитена, но значительно дороже прокладки трамвайных путей. Во время строительства окружающая среда сильно загрязняется либо и вовсе уничтожается. Но при этом электропоезда значительно повышают транспортную доступность в регионах. Однако нахождение на путях несёт смертельную опасность для людей и животных.

Троллейбус

Достаточно молодой, но не менее популярный вид общественного транспорта, вошедший в обиход к началу ХХ века. Представляет собой механическую безрельсовую колёсную машину с электрическим приводом, ток в который поступает через двухпроводную контактную сеть с помощью штангового токоприёмника.

Преимуществом троллейбуса в первую очередь будет его способность использовать дорожное полотно для перемещения в транспортном потоке – дополнительные линии для него оборудовать не нужно. Строительство контактной линии, как и её капитальное обслуживание, тоже нельзя назвать дорогим по сравнению с предыдущими видами транспорта. Если проводить аналогию с трамваем, троллейбус более маневренный и может отклоняться от контактной линии на 4,5 м, а также проходить по кривым меньшего радиуса. Его система питания сложна, но не производит вредных блуждающих токов. Троллейбус экологичен и долговечен.

Минусы: по средней скорости уступает почти всем прочим видам общественного транспорта; уязвим к погодным условиям (обледенение контактной линии, дорожного покрытия); не способен ехать без тока; в редких случаях опасен для пассажиров – из-за пробоев изоляции корпуса может ударить выходящих людей током.

Монорельс

Этот вид транспорта начал развиваться с 1820-х годов, но его первое коммерческое применение состоялось на 150 лет позже. Монорельс относится к транспортной системе «второго уровня», что, безусловно, имеет свои достоинства: обособленность от основной дорожной сети, возможность закладки маршрута со сложной траекторией, включая уклоны и повороты, набор высокой скорости.

При этом недостатки монорельса обычно превышают его достоинства. Это и дорогое строительство эстакады, и сложность технического обслуживания, и проблемная эксплуатация в связи с погодными условиями, и не такой большой пассажиропоток по сравнению с метро.

Струнный транспорт

Инфраструктура общественного транспортного сообщения развивалась на протяжении 150 лет. Но за это время людям так и не удалось придумать достойного решения, которое бы совмещало в себе практичность, доступность, комфорт, безопасность, экологичность и экономичность. Или всё же удалось? Давайте на фоне вышесказанного посмотрим на транспортно-инфраструктурные комплексы uST.

Во-первых, такие решения представляют собой продвинутую систему «второго уровня», так как их путевая структура расположена над землёй на высоте, как правило, 10 м. Во-вторых, опорные балки и промежуточные опоры не требуют большого землеотвода, а их возведение занимает всего несколько недель. При этом стоимость строительства намного дешевле прокладки путей для того же трамвая и тем более метро. 

В-третьих, благодаря свойству преднапряжённого рельса, путевая структура получается необычайно прочной и устойчивой, с пропускной способностью до 50 000 чел/ч и возможностью регулирования пассажиропотока.

В-четвёртых, рельсо-струнный транспорт, пожалуй, самое экологичное решение, подходящее как для мегаполисов, так и для природных объектов. Кроме того, это крайне эстетичная и безопасная система, не требующая регулярного технического обслуживания.

Как работает комплекс uST

Мы не случайно сравнили рельсо-струнный транспорт с другими системами, в которых используется контактный рельс. В транспортно-инфраструктурных комплексах uST он также представляет собой электропроводящий компонент, который обеспечивает подачу энергии на подвижной состав с минимальными потерями. В системах uST это особенно важно, поскольку юнимобили движутся с малым интервалом и на высокой скорости, для чего требуется устойчивое электроснабжение. Контактный рельс прокладывается вдоль путевой структуры и подключается к источникам постоянного или переменного тока через распределительные пункты.

Контактный рельс систем uST изготавливается из высококачественных сплавов меди и алюминия, которые обеспечивают ему хорошую проводимость и устойчивость к износу. Важным элементом конструкции является профиль рельса, который разрабатывается с учётом требований к механической прочности и безопасности. Профиль обычно имеет гладкую и ровную поверхность для оптимального контакта с токосъёмниками подвижного состава.

Важно отметить, что в некоторых системах применяется технология самозажимных соединений, обеспечивающая надёжное электрическое и механическое сцепление между отдельными секциями рельса.

Контактный рельс в системах uST отделяется от окружающей среды специальными защитными ограждениями и изоляторами – они предотвращают случайный контакт с токоведущими элементами. Кроме того, используются системы мониторинга, контролирующие целостность и правильность работы рельса в режиме реального времени.

Преимущества контактного рельса в системах uST

Использование контактного рельса в системах uST имеет ряд значительных преимуществ:
1.    Высокая эффективность передачи электроэнергии. Контактный рельс обеспечивает минимальные потери при передаче тока, что позволяет экономить энергоресурсы и снижать эксплуатационные расходы.
2.    Повышенная надёжность и долговечность. Благодаря применению современных материалов и технологий контактные рельсы способны выдерживать большие механические нагрузки и неблагоприятные климатические условия.
3.    Безопасность. Системы защиты и изоляции сводят на нет риск поражения электрическим током и обеспечивают надёжную работу даже в экстремальных условиях.
4.    Удобство обслуживания. Модульная конструкция рельсов и продвинутые технологии соединений позволяют быстро проводить ремонтные работы и замену повреждённых участков.

Альтернативное решение

В условиях постоянно растущих агломераций, где требуется тщательное планирование жилых кварталов и магистралей, достичь транспортной доступности получается не сразу и не всегда. Это сказывается на комфорте жителей, вынужденных приобретать личные автомобили для решения повседневных задач.

Транспортно-инфраструктурные комплексы uST могут быстро и эффективно решить эту проблему, причём даже без разрушения или перенаправления уже существующих коммуникаций. Эта эффективная транспортная система способна дополнить и разгрузить действующие маршруты, став настоящим спасением для горожан, а также послужит прекрасным дополнением для туристических маршрутов, предложив возможность живописных обзорных экскурсий.