К 2050 году в России планируется построить свыше 4,5 тысячи километров высокоскоростных магистралей. Над этим масштабным проектом работают более 150 государственных и частных предприятий из 36 регионов страны, создавая тысячи рабочих мест и новые специальности. Реализация проекта также сопряжена с созданием высокотехнологичных решений, которые получают правовую охрану в Роспатенте. Представляем подборку актуальных изобретений для железнодорожного транспорта.
«Инновации для транспорта являются одним из приоритетных направлений заявительской активности россиян. Порядка 10% заявок на изобретения и полезные модели в сфере транспорта связаны с усовершенствованием технологий и новыми разработками для улучшения качества и безопасности работы пассажирских поездов и грузовых составов. Роспатент плотно работает с РЖД, профильными научными и образовательными организациями, оказывая им консультативную помощь в вопросах регистрации прав и управления интеллектуальной собственностью», – сообщил руководитель Роспатента Юрий Зубов.
Тяговая секция высокоскоростного электропоезда
Специалисты ОАО «Российские железные дороги» изобрели конструкцию тяговой секции высокоскоростного электропоезда, способного двигаться со скоростью до 400 км/ч (патент №2847101). Секция состоит из четырех вагонов: двух моторных и двух прицепных, чередующихся между собой, что позволяет полноценно использовать сцепные свойства. Оборудование тяговой секции расположено по всем вагонам для равномерного распределения осевой нагрузки. Для быстрого электрического торможения применяются тормозные резисторы. Такая конструкция тяговой секции способна обеспечить высокоскоростное движение.
Снегоочиститель железнодорожных путей
Инженеры ОАО «ТМЗ им. В.В. Воровского» разработали новую модель снегоочистителя для железнодорожного полотна (патент №2835993). Почти все существующие аналоги снегоочистителей отбрасывают снег только в одном направлении, а не равномерно в стороны от путей, что приводит к образованию снежных валов вдоль одного края пути, а другая часть полотна остается недостаточно очищена. Новая модель снегоочистителя содержит плуг-отвал и автосцепное оборудование, смонтированное в его центральной части. Конструкция плуга включает регулируемые закрылки, а лезвия плуга оснащены пластиной-скребком, специально сконструированным для уборки рельса, что обеспечивает полное удаление снега с поверхности путей, в том числе из труднодоступных мест и при этом не наносит повреждений непосредственно рельсу. Проведенные испытания показали, что время для очистки одного километра пути сокращается до 30%, снег отбрасывается на гораздо большее расстояние от путей и увеличивается объем снега, перемещаемый за один проход. Удельная производительность такого снегоочистителя оказалась выше на 25-30% по сравнению с ближайшими аналогами.
Робототехнический комплекс для закрепления подвижного состава
В АО «НИИАС» придумали как роботизировать процессы закрепления и раскрепления железнодорожного подвижного состава при сохранении низкой трудоемкости. Для этого они создали робототехнический комплекс (патент № 2865578), который включает мобильный модуль с манипулятором для захвата и установки тормозных башмаков, блок ввода/вывода информации, а также систему «технического зрения» – вычислительный модуль, куда загружается информация о подвижном составе и тормозных башмаках, база правил и алгоритм интерпретации изображений. Комплекс размещается в междупутье на монорельсе с базовыми станциями для энергообеспечения. Система технического зрения в реальном времени контролирует завершение установки башмаков, правильность выполнения надвига и формирует протокол закрепления для передачи во внешнюю систему управления. Идентификация и контроль технического состояния башмаков осуществляются путем сканирования, сравнения с эталонными изображениями и принятия решения о возможности установки.
Автоматический контроль производства новых путей
Еще один авторский коллектив из ОАО «РЖД» разработал систему автоматического измерения и контроля параметров звена рельсошпальной решетки (патент №2853376). Технология позволяет повысить качество изготовления звеньев на сборочных линиях за счет автоматизированного контроля ключевых параметров сборки. Конструкция представляет собой портальную раму с платформой, установленной на колесах в направляющих, и измерительный ролик с датчиком-энкодером, который может подниматься и опускаться для контакта с головкой рельса. Система лазерных и оптических датчиков собирает данные о ширине колеи, длине рельсов, межосевых расстояниях и других геометрических характеристиках решетки. Для измерения электрического сопротивления между рельсами используются очистные устройства и электрощупы, размещенные на портальной раме. Все данные поступают в блок управления, который сравнивает измеренные значения с нормативными допусками и формирует сигналы оповещения при отклонениях. Система также содержит блок хранения данных и учета.
Надежная радиосвязь на железной дороге
Специалисты из ООО «РэйлНекст» изобрели систему для передачи данных и голосовой радиосвязи, способную работать в условиях сильных помех и шума, характерных для объектов железнодорожного транспорта (патент № 2852540). Система включает контроллер, к которому подключаются до трех приемопередатчиков разных диапазонов, а также устройства ввода и вывода звуковой и цифровой информации. Оборудование способно преобразовывать аналоговые и радио сигналы в цифровую форму и обратно для удобства связи. Обработанные приемниками сигналы через усилитель выводятся на динамики. Изобретение обеспечивает надежную связь между поездами, диспетчерами и наземным персоналом для безопасного управления движением и оперативного реагирования на чрезвычайные ситуации.
Дезинсекционная камера
Разработчики концерна «Крост» нашли способ быстрой и эффективной обработки крупногабаритных постельных принадлежностей. Для этого они предлагают использовать новую модель дезинсекционной камеры (патент №2863458). Существующие дезкамеры не могут равномерно обрабатывать большой объем крупногабаритных изделий, а также потребляют большое количество электроэнергии для поддержания высоких температур, при которых гибнут насекомые и бактерии. Предложенная конструкция камеры в виде контейнера с оригинально размещенными друг за другом рельсовыми тележками позволяет вертикально разместить большое количество крупногабаритных матрацев. Также за счет оптимизированного размещения средств дезинфекционного нагрева с вентиляторами в контейнере вокруг тележек, установленных с зазором друг от друга, уменьшается количество необходимой электроэнергии для равномерной обработки постельных принадлежностей горячим воздухом.
Сплав для износостойкого рельса
Ученые ФГУП «ЦНИИчермет им.И.П.Бардина» изобрели технологию получения нового сплава стали, повышающего эксплуатационную стойкость железнодорожных рельсов (патент №2855937). Предлагаемый ими «рецепт» сплава включает хром, никель, ванадий, кремний, углерод, никель, кобальт, марганец, алюминий, серу, фосфор и железо, причем для соотношения указанных хрома к никелю установлены специальные допустимые величины. За счет снижения уровня загрязненности стали, а также изменения ее микроструктуры по сравнению с применяемыми сплавами, разработка увеличивает прочность и износостойкость железнодорожных рельсов, предназначенных для высокоскоростного движения.