Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством

Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к индустрии развлечений, а именно к конструкции аттракциона - катальной горы.

Известна катальная гора (RU №2338569; A63G 21/00; A63G 7/00; A63G 21/10, 20.11.2008), содержащая активную путевую структуру с двумя группами направляющих элементов для соответствующих транспортных средств. Одно транспортное средство выполнено с подвесными пассажирскими местами, а другое - с пассажирскими местами, опирающимися на тележки. В результате повышается производительность аттракциона и расширяются его функциональные возможности.

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и малая надежность, не обеспечивающая в полной мере безопасность аттракциона.

Известна установка для перевозки пассажиров на спуске с высокой станции к нижней «Installation for the downhill transportation of passengers from a higher station to a lower station» (US 6,550,392; A63G 21/22; B61B 1/00; B61B 11/00; B61B 3/00; B61B 7/00; B61H 7/00; B61H 9/00, 22.04.2003), содержащая электромагнитное тормозное устройство, состоящее из двух взаимодействующих элементов, один из которых установлен на транспортном средстве и выполнен с использованием постоянного магнита, а второй - в активной путевой структуре в виде электропроводящей (например, алюминиевой или медной) полосы, при этом управление тормозной системой осуществляется с учетом нагрузки транспортного средства.

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения надлежащей надежности аттракциона.

Известна электромагнитная система левитации транспортного средства (Deutsches Reichspatent DE643316 (С) - Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisemen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden/Hermann Kemper. B60L 13/10, которая лежит в основе технологии «Transrapid» (Technology Comparison: High Speed Ground Transportation Transrapid Superspeed Maglev and Bombardier JetTrain/December 2002. - Sources for This Paper Federal Railroad Administration Transrapid Intemational-USA, Inc. Bombardier Transportation. - 17 с.), содержащая установленные в боковых камерах несущей тележки бортовые электромагниты левитации и боковой стабилизации с ферромагнитным сердечником, а на активной путевой структуре - набранный из листовой электротехнической стали ферромагнитный рельс. За счет притяжения снизу бортовых электромагнитов к ферромагнитному рельсу между транспортным средством и активной путевой структурой поддерживается левитационный зазор на стоянке, участках разгона, торможения и в пути, не требуя установки колес. Для обеспечения эксплуатационного левитационного зазора транспортного средства служит электронная система регулирования тока бортовых электромагнитов левитации и боковой стабилизации, снабженная датчиками измерения зазора и обратной связью.

Недостатками аналога являются низкая эксплуатационная надежность и сложность его конструкции, обусловленные необходимостью использования на борту транспортного средства силового источника питания электромагнитов и датчиков с электронной системой определения левитационного зазора, работающей с высокой операционной скоростью измерений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Аттракцион с частью транспортного трека, имеющего форму спирали» - «Amusement ride with a vehicle track portion following the shape of a helix» (US 3,889,605; A63G 21/00; A63G 7/00; A63G 21/10, 17.06.1975). Аттракцион содержит два трека с транспортными средствами, снабженными тремя колесами на каждой стороне транспортного средства, из которых два колеса служат для передвижения транспортного средства по треку, а третье колесо для удержания транспортного средства на треке, обеспечивая безопасность его передвижения по треку.

Однако установленные на транспортном средстве колеса - по три на каждую сторону - ухудшают комфортабельность аттракциона вследствие создаваемых во время их работы шумов, снижают его безопасность из-за возможности поломки или частичного заклинивания колес, что снижает надежность аттракциона.

Задачей заявляемого изобретения является создание катальной горы с магнитолевитационным транспортным средством, обеспечивающей надежную эксплуатацию аттракциона на основе левитации, вертикальной и горизонтальной стабилизации транспортного средства, безопасное торможение транспортного средства при частичной или полной потере криоагента, экранирование магнитных полей рассеяния, малые удельные массогабаритные показатели и отсутствие энергетических затрат бортовых источников питания на левитацию и торможение.

Технический результат достигается тем, что в катальной горе с магнитолевитационным транспортным средством, включающей активную путевую структуру и транспортное средство, активная путевая структура на всем протяжении имеет установленные в три ряда постоянные магниты с чередующейся полярностью в поперечном направлении, а транспортное средство выполнено магнитолевитационным, днище которого содержит криостат из ферромагнитной стали с размещенным внутри него многослойным высокотемпературным сверхпроводником 2-го поколения.

Сущность заявляемого технического решения поясняется фигурами 1, 2, где:

на фиг.1 приведен чертеж (поперечный разрез) узла левитации и боковой стабилизации магнитолевитационного транспортного средства и активной путевой структуры,

на фиг.2 приведено схематическое изображение магнитного поля системы постоянных магнитов, многослойного высокотемпературного сверхпроводника 2-го поколения и криостата из ферромагнитной стали.

Сущность заявляемого технического решения состоит в следующем. Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством содержит активную путевую структуру 1, по длине которой на всем ее протяжении в три ряда устанавливают постоянные магниты 2 с чередующейся в поперечном направлении полярностью. В днище магнитолевитационного транспортного средства 3 установлен криостат из ферромагнитной стали 4, внутри которой размещен многослойный высокотемпературный сверхпроводник 2-го поколения 5.

Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством работает следующим образом. Криостат из ферромагнитной стали 4 заполняется криоагентом, например жидким азотом. Многослойный высокотемпературный сверхпроводник 2-го поколения 5, охладившись до температуры ниже критической, присущей данному высокотемпературному сверхпроводнику, переходит из нормального состояния в сверхпроводящее состояние. Благодаря магнитному полю, создаваемому постоянными магнитами 2, вследствие эффекта Мейсснера-Оксенфельда, возникает подъемная сила, и транспортное средство 3 начинает левитировать над активной путевой структурой 1. В таком состоянии катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством готова к работе.

Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством в штатном режиме работает за счет перманентного превращения потенциальной энергии в кинетическую и наоборот. При этом ее надежность обеспечивается за счет левитации, вертикальной и горизонтальной устойчивости магнитной системы, образованной постоянными магнитами 2 и многослойным высокотемпературным сверхпроводником 2-го поколения 5. Вертикальная и горизонтальная устойчивость магнитной системы возникает вследствие захвата центрами пиннинга (на фиг.2 показаны черными точками) в многослойном высокотемпературном сверхпроводнике 2-го поколения 5 магнитного потока, созданного постоянными магнитами 2, что свойственно сверхпроводникам 2-го рода, к которым относятся все высокотемпературные сверхпроводники, в том числе высокотемпературные сверхпроводники 2-го поколения.

В случае исчезновения криоагента в криостате из ферромагнитной стали 4 многослойный высокотемпературный сверхпроводник 2-го поколения 5, нагревшись до температуры выше критической, переходит из сверхпроводящего состояния в нормальное состояние. Вследствие исчезновения эффекта Мейсснера-Оксенфельда исчезает подъемная сила левитации, и криостат из ферромагнитной стали 4, а вместе с ним магнитолевитационное транспортное средство 3 притягивается к постоянным магнитам 2 и, соответственно, к активной путевой структуре 1. В процессе постепенного нагрева многослойного высокотемпературного сверхпроводника 2-го поколения 5, вплоть до перехода его в нормальное состояние, магнитные свойства многослойного высокотемпературного сверхпроводника 2-го поколения 5 изменяются постепенно, магнитолевитационное транспортное средство успевает частично затормозиться перед остановкой, вызванной притяжением между криостатом из ферромагнитной стали 4 и постоянными магнитами 2 на активной путевой структуре 1. В результате обеспечивается надежность эксплуатации катальной горы с магнитолевитационным транспортным средством в нештатном режиме и безопасность в аварийном режиме.

Таким образом, в штатном и нештатном режимах работы катальной горы с магнитолевитационным транспортным средством обеспечиваются надежность, безопасность и комфорт, отсутствие энергетических затрат бортовых источников питания на левитацию и торможение, а также снижение удельных массогабаритных показателей магнитолевитационного транспортного средства.

Катальная гора с магнитолевитационным транспортным средством, включающая активную путевую структуру и транспортное средство, отличающаяся тем, что активная путевая структура на всем протяжении имеет установленные в три ряда постоянные магниты с чередующейся полярностью в поперечном направлении, а транспортное средство выполнено магнитолевитационным, днище которого содержит криостат из ферромагнитной стали с размещенным внутри него многослойным высокотемпературным сверхпроводником 2-го поколения.