В целях истории я пытаюсь разработать систему общественного транспорта для идеального города. Верно... может быть, не так идеально, если внимательно присмотреться к деталям, но на самом деле система общественного транспорта должна быть очень эффективной.
Тем не менее, город построен с нуля с сильным вдохновением от нового урбанизма (общественный транспорт, высокие здания, смешанное зонирование, красивые парки, очень мало автомобилей). В RL система пригородных железных дорог метро способна тратить даже 45% используемой энергии на торможение (и инженеры надеются восстановить небольшую часть для рекуперативного торможения). В RL также есть попытки уменьшить потери энергии, работая с уклонами - после выезда со станции поезд немного опускается, чтобы подняться прямо перед следующей, тем самым экономя все это ускорение / торможение.
Я хочу сделать еще один шаг вперед - я хочу расположить станции явно выше пути, чтобы фактически не было необходимости в разрыве. (Да, метро будет напоминать американские горки, я знаю). Система работала бы идеально, если бы все станции находились на одной высоте, тратилось бы совсем немного энергии на компенсацию качения и трения о воздух. Если бы перепад высот был бы минимальным, то поезду нужно было бы использовать энергию только в этом слегка подъёмном направлении, а в обратном всё обеспечивалось бы гравитацией.
Есть ли какая-нибудь идея, как рассчитать (эмпирическое правило, что угодно), какой будет максимальная разница высот между станциями, при которой такая система действительно может работать?
Технический уровень сравним с современной Землей.
(Пояснение: я знаю, что вы должны включить трение качения, воздушное трение и т. д. Вопрос только в том, как найти данные для включения в такую формулу, или как сделать очень грубую настройку на основе какого-то примера из жизни RL. , чтобы вывести расчеты, что бы ни один инженер не плакал)
Сопротивление поезда зависит от многих вещей. Я постарался собрать все эти вещи вместе, насколько это возможно, для вас здесь . Вы можете поиграть со значением x (в радианах), и результатом будет максимальная скорость, которую поезд достигнет на этом склоне. Коэффициенты качения и сопротивления воздуха взяты отсюда и часть математики позаимствована отсюда . Решение для x позволяет вам поиграть с V, чтобы получить соответствующий наклон для заданной скорости.
Наконец, разница в высоте будет пропорциональна потере энергии на трение, которая сама зависит от наклона рельса, скорости поезда и расстояния, которое он проходит между станциями. Вы можете рассчитать это здесь .
Это все грубые расчеты, а я давно не занимался физикой. Также есть большая вероятность, что я использовал неправильную единицу измерения плотности воздуха, поэтому, пожалуйста, отнеситесь к этому ответу с долей скептицизма, и я определенно рекомендую проверить это у наших друзей на physics.stackexchange.com.
Могу дать номер. Для описываемой вами системы поездов максимальный уклон составляет около 4%. Это означает, что самая крутая трасса, которую вы можете проложить, — это подъем на 4 м через каждые 100 м горизонтального перемещения. Для сравнения, грузовые поезда могут обрабатывать только абсолютный максимум 2%. Вопрос не задан, но я обычно использую радиус 300 м для самых крутых поворотов. Я не использую сверхвысоту (крены) в своих проектах.
Пехлеван
работает.t
нзаман
Бендл