механическая конструкция системы

Предлагаемая конструкция более детально.

Примерные габариты машины - электробуса, для перевозки одного или двух пассажиров:

Значительную часть поверхности представляет собой полностью прозрачные, не затененные окна, остальное - прочный металлический корпус. Спереди и сзади на одном уровне упругий бампер, предназначен для мягкого сцепления нескольких машин в одну группу, без зазора между машинами.
Цент тяжести машины расположен низко, на высоте около 40 см, из-за массы электродвигателей с системой охлаждения (до 100кг) и суперконденсаторов (до 200кг). Вес пассажиров или груза практически не влияет на устойчивость. В любом случае, благодаря конструкции управляющего ролика переворачивание машине не грозит и при наклоне на 30, 45, на даже на 90 градусов. Даже в таком положении машина сохранит способность к самостоятельному движению. Зацепление с фиксирующим рельсом теряется на доли секунды только в моменты переключения ролика, перед стрелкой, но благодаря тому что у электробуса 2 управляющих ролика, которые управляются независимо друг от друга, при переключении один из роликов "подстраховывает" другой, переключаясь примерно на секунду позже, поэтому связь с фиксирующим рельсом не прерывается. Следовательно влюбой мометн времени, при движении электробуса по рельсам он никогда не сможет потерять сцепления, что снижает требования к устойчивости машины - электробуса.
Низкие требования к устойчивати позволяют распологать колеса на небольшом растоянии от центра, это облегчает поворот машины на учатках дорог с малым радиусом поворота, делает возможным разворот на месте на специальных площадках, такой возможности нет практически ни в одном похожем проекте!

Рельсы, профиль колеса, рельса.

Профиль колес представлен на следующем рисунке:

Такое колесо, кроме движения по рельсу может двигаться по любой ровной металлической поверхности, например по прочной металлической площадке. Это дает возможность применять дополнительно к обычным стрелкам возможность разворота на любой угол на небольшой площадке, поворот осуществляется как у гусенечного транспорта, левые и правые колеса вращаются с небольшой скоростью в разные стороны, пока машина не повернется на нужный угол. Для осуществления такого маневра, момент подводимый от электродвигателя должен превышать некоторое пороговое значения, ориентировочно 1000..1500 н/м. Применение антифрикционной смазки, или просто пленка воды еще более снизит требуемые усилия.

Фиксация ролика в конечном положении достигается за счет высокой силы трения в червячной передаче и небольшого момента создаваемого электродвигателями, достаточно 1-2Н·м
Червячная передача выбрана из-за ее простоты, надежности, больших допустимых нагрузок, хорошей фиксации механизма в конечном положении за счет высоких фрикционных сил. Работа пассивных стрелок упрощенно представленна на следующей анимационной картинке:

в зависимости от положения ролика (левое или правое) происходит движение прямо или поворот, в зависимости от конструкции стрелки, например налево. Фиксирующий рельс, 2 ролика и 4 ходовых колеса идущие по П-образным канавкам однозначно определяют тракторию движения, что позволяет проходить стрелки на больших скоростях. Существуют десятки вариантов конструкций разных стрелок управляющих роликов, проанализировав все из них автор постарался спроектировать лучший вариант, без недостатков присущих прототипам и обладающую следующими достоинствами:
- схема управления проста, позволяет однозначно идентифицировать траекторию движения
- кроме управления движением на стрелках, конструкция защищает машину от поперечного и продольного опрокидывания на любом участке движения
- надстройка над управляющим рельсом в 2 см дает возможность простой прокладки защищенного контактного провода, даоступного на всем участке пути кроме стрелок, даже на стрелках токосъемники пространственно не пересекаются с рельсами, что повышает их надежность и упрощает конструкцию
- защита от опрокидывания позволят ближе расположить колеса, позволяя делать повороты под прямым углом, или на месте, как у гусеничного транспорта, что многократно повышает маневренность.

Также хотелось бы подчеркнуть ущербность идеи монорельсовой дороги, присущей ей изначально:

	Поверхность представляет собой сложную кривую состоящую из двух дуг и короткого прямого участка. При расположении колеса точно в центре колеи соприкосновение колеса с рельсом происходит на небольшом непрерывном участке, ширина "контактного" пятна 1.5 мм, при смещении колеса влево или вправо смещается и точка соприкосновения колеса с рельсом, причем: - чем больше отклонение от среднего положения тем выше сила действующая на колесо в обратном направлении - точка соприкосновения колеса с рельсом всегда одна, это исключает шум от трения двух контактных точек двигающихся с разной скоростью, как например у обычных поездов с Т-образным рельсом, снижает износ колес
		Зависимость "возвращающей" силы от смещения колеса нелинейна, смещение никак не влияет на вращение колеса, не увеичивается шум, не увеличивается сила трения , износ колес. Небольшая площадь соприкасающихся поверностей позволяет обеспечить между ними плотный контакт, высокое давление до 1ГПа, при таком давлении лед и снег и прочие загрязнения выдавливаются с поверхности рельс, обеспечивая учстойчивое механическое сцепление и надежное защитное заземление корпуса. Электрический контакт рельс - колесо не используется для системы электропитания, как например в трамвае, электропоездах а предназначено только для заземления корпуса в целях повышения электробезопасности.