II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Целью и актуальностью проекта является создание нового вида транспортной системы, на основе новых технологий, с использованием новых материалов и в тоже время экологически чистой, имеющая большую пропускную способность и предельно низкую аварийность, которая обеспечит быстрое, комфортное,  и относительно дешевое перемещение между Москвой и Нижним Новгородом. 

Основные задачи:

1. Выбрать наиболее оптимальную топологию трассы, после проведения анализа геодезии на данной территории.
2. Разработать архитектуру трассы в целом и отдельных ее частей.
3. Провести расчеты масс габаритных характеристик эстакады, а также мощностные характеристики движущих частей полотна.
4. Разработать дизайн поезда, его динамические и мощностные характеристики, провести масс габаритный расчет.
5. Использовать большой спектр «умных» экологически чистых материалов на основе новых технологий.

Для разработки проекта будет создана новая инфраструктура, включающая в себя  2 вокзала, соединяющиеся  эстакадой, а так же депо поездов, предназначенное для стоянки поездов, диагностики их состояния и устранения возможных неполадок. В депо поезд будет находиться в 3 - 4 рамках с горизонтальной подвижностью. Платформа будет приподнята до уровня колец.

Проект был разработан на базе «Новых умных материалов». В создании использовались такие материалы как:

1. Обшивка поезда сделана из наноструктурированного алюминида титана, заполненного армирующим композитом, для увеличению прочности и жесткости поезда. Многократное увеличение прочности титана было достигнуто при воздействии интенсивной пластической деформации, приводящей к формированию наноструктурированного состояния.
2. В частях поезда, взаимодействующих с роликами, применяются резинометаллические сайлент-блоки. Сайлент-блоки представляют собой блоки из полиуретана, с металлическими и нанокомпозитными вставками. Сайлент-блоки позволяют гасить вибрации, создаваемые во время движения поезда, примерно на 80%.
3. В местах контакта с роликами используется самозалечивающийся композитный материал. В полимерный материал, выполненный на основе эпоксидной матрицы, вводятся микрокапсулы с «залечивающей жидкостью» (циклопентадиеном) и вкрапления катализирующего вещества. В нормальном состоянии катализатор не соприкасается с циклопентадиеном. Когда же в материале возникает трещина, то, распространяясь, она разрушает стенки микрокапсул, а также в каком-либо месте выходит и на вкрапление катализатора. Происходит реакция полимеризации циклопентадиена, которая в течение нескольких минут приводит к его затвердеванию.
4. В салоне поезда в качестве иллюминаторов используется электрохроматическое стекло. Электрохроматический эффект заключается в обратимом изменении оптических свойств материала. Этим эффектом обладают аморфные и кристаллические пленки предельных окислов ряда переходных металлов. Электрохроматическое стекло покрыто тонкой пленкой оксида вольфрама. Оно темнеет под действием электрического тока.
5. Умный бетон. Свойство умного бетона - восстанавливать форму после деформации. Это свойство появляется при замене стандартных стальных армирующих конструкций на нитиноловые. Нитинол - это сплав, состоящий из 55% титана и 45% никеля, который обладает редким эффектом «памяти формы». Эта «память» позволяет полностью восстанавливать форму после деформации в результате нагрева или действия внешней силы.
6. Для продления службы бетонных опор необходимо минимизировать воздействие на них окружающей среды. Для этого опоры покрываются жидкой резиной. Жидкая резина представляет собой эластомерную водную эмульсию на основе высокомодифицированных производных нефти с добавлением специальных полимеров.

Жидкая резина напыляется холодным методом и немедленно образует на обрабатываемой поверхности единую бесшовную полимеризованную мембрану, без отверстий и стыков, с исключительно высокой адгезией к любому материалу.

Таким образом, проект предусматривает создание новой, экологически чистой и безопасной транспортной системы между Москвой и Нижний Новгородом, обеспечивающей быстрое, комфортное и недорогое перемещение большого количества пассажиров между этими городами. С помощью современных «умных» материалов был разработан проект, обладающий следующими преимуществами над существующими транспортными сетями.

Проект и презентация «Транспортной сети «Вектор» были представлены на экологической конференции студентов Института радиоэлектроники и информационных технологий.