Struny

Budeme jezdit na strunách

SkyWay je nadúrovňový dopravní systém, který k pohybu využívá patentovanou strunovou technologii. Je to inovativní, dynamicky se rozvíjející a převratný dopravní systém, který změní dějiny dopravy
a možná i celého lidstva! Celý systém je plně zautomatizovaný. Jedná se o 3 typy dopravy, a to vysokorychlostní, městské a nákladní. Autorem projektu je ruský vědec Anatolij Eduardovič Junitskij, který je mj. 
členem Federální kosmonautiky SSSR a autorem 140 vynálezů. Na projektu SkyWay pracoval dlouhých asi 40 roků! 

Poblíž běloruského hlavního města Minsku se staví testovací a předváděcí EkoTechnoPark a v něm zkušební tratě. V Bělorusku jsou rovněž projekční a konstrukční kanceláře a výrobní závod pro výrobu komponentů drážní konstrukce a prototypů kolejových souprav.

Podstata je v tom, že kolejová vozidla jezdí po dvou strunových kolejnicích, upevněných jako estakáda na pilířích - jezdí buď nad nimi nebo v závěsu pod nimi. Rovněž lze provozovat souběh obou tras - vrchní i spodní - a sloučit je do jedné mostovky na společných sloupech. Rozdíl oproti dosavadním estakádám je v tom, že mostovka je velmi tenká, lehká, podpěrné pilíře mohou mít rozpětí až 300 m!

Společnost SkyWay pracuje na třech základních druzích dopravy:

1. Vysokorychlostní doprava

Vozidla či spíše vlaky o kapacitě až 500 cestujících budou jezdit nad dráhou, a to rychlostí 500 km/h. Nebo mohou převážet náklad až 100 tun.
Sklon trati může být až 15%. Minimální poloměr zatáčky 30 km.
Dopravní vzdálenosti až 10 000 km (tedy z Lisabonu až na Kamčatku).
Počítá se s přepravou 200 tis. lidí nebo 100 tis. tun nákladu denně.

2. Městská doprava

Je navržena varianta jak vrchní, tak i visutá, kabiny pro 100 pasažérů dosáhnou rychlosti až 150 km/h,
po trati je možné také přepravovat náklady o hmotnosti 10 tun.
Sklon trati může být až 45%. Minimální poloměr zatáčky 2 km.
Investiční náklady na městskou trasu, bez vozidel a infrastruktury, jsou odhadovány na 1,5 - 5 mil. $/km, což je 3 až 5× méně než na železniční trasu.

3. Nákladní doprava

Rychlost je až 120 km/h, nosnost nákladního vozidla 20 tis. tun, kapacita až 250 mil. tun ročně.
Sklon typické trasy je 10%, avšak maximálně může byť až 60%.
Vzdálenost dopravy od bodu A do bodu B opět může být až 10 000 km.
Náklady na výstavbu trati od 1 mil. $/km.
Provozní náklady jsou ekonomicky velmi zajímavé, asi 2× nižší než na železnici.

Na jakém principu se vozidla pohybují, co je tím dopravním médiem?
Vzduchový polštář? Magnetická levitace? Supravodivý elektromagnet? Lineární motor? 

Ne, ne - je to klasické kolo. Pojezd je na podobném principu jak na klasické závěsné dráze nebo monorailu, kde kola s vodorovnou osou nesou váhu vozidla a současně jej pohánějí - tedy vlastně adhezní princip - a kola se svislou osou jedou po boku koleje a vedou vozidlo směrově.
Hlavní rozdíl oproti dřívějším projektům už někdy z padesátých - šedesátých let je v konstrukci dráhy: Namísto masivního tubusu jako ve visuté Safège v Châteauneuf sur Loire nebo tlusté betonové kolejnice, jako má ALWEG, jsou tu jen dvě kolejnice, rusky zvané струнный рельс (strunová kolej).

Jsou z velmi pevného, lehkého materiálu, jejich jádro tvoří předpjaté struny - ocelová lana,
která přenáší sílu na tzv. kotevní pilíře. Ocelový profil je vyplněn speciální betonovou směsí.

Kotevní pilíře jsou až 5 km od sebe. Mezi nimi je mostovka nesená nesrovnatelně tenčími sloupy
než má železniční estakáda, jejich rozestup může být až 300 m.

Porovnání této nové převratné strunové dráhy SW s klasickou železnicí:

1) SW je téměř dvakrát rychlejší než VRT ve světě (a třikrát než konvenční tratě u nás). Je to systém samostatné dráhy, na níž v provozu nepřekážejí stará pomalá vozidla. Ale nejen to: SW dokáže svou rychlost vyvinout s nižším měrným výkonem. Kabina pro 24 lidí o rychlosti 500 km/h má výkon motoru 300 kW, což není špatné ve srovnání např. s pendolinem, které má celkový výkon 4000 kW a uveze 350 cestujících rychlostí maximálně 230 km/h.

2) Sklony na železnici nesmí být větší než 40‰. Na SW ovšem může být sklon až 45%. Je to dáno
mj. konstrukcí kola. Není to komolý kužel jako u železničního kola, ale válec, jehož styčná plocha
s kolejí je asi 10x větší než na železnici.

Jestliže tedy si můžeme dovolit až 10× příkřejší sklony, trasa se nám zkrátí a narovná, protože nemusíme stavět oblouky, překonávající výškové rozdíly, nepotřebujeme náspy a zářezy, tunelů
je třeba minumum, všechny nerovnosti stačí vyrovnat štíhlé elegantní pilíře až 300 m od sebe.

3) Poloměr oblouku klasické železnice je limitován odstředivou silou. Dostředivá síla je přímo úměrná druhé mocnině rychlosti a nepřímo úměrná poloměru oblouku. Tato síla zajišťuje, že vozidlo nevylétne
z oblouku, čemuž mírně skosené nákolky napomáhají jen velmi málo. Tak jako silnice jsou na "obranu" proti příčné síle klopené, jako při jízdě na jednostopém vozidle (motorovém i šlapacím) ji eliminujeme sami náklonem těla směrem ke středu zatáčky, tak i železniční trať má v oblouku převýšení - vnější kolejnice je výš než vnitřní, čímž se také docílí náklonu vozidla. Jenže ten náklon nemůže být zdaleka tak velký jako je klopení silnice, protože v případě zastavení vlaku v oblouku by se nám naopak vlak překlopil směrem dovnitř.

Úplně jinak tomu ale je u naší nové dráhy. Ta má boční přídržná kolečka, která udrží vozidlo teoreticky až do náklonu 90°. Poloměr oblouku je tedy limitován jen tím, jakou výslednou sílu při dané rychlosti snesou pasažéři či náklad. Jakou výhodu to má pro trasování SW, snad netřeba vysvětlovat.

4) Velká styčná plocha, popsaná v předminulém bodě, plus další styčná plocha bočního přítlačného kola, zkrátí brzdnou dráhu asi 10×. Tím zvýší bezpečnost a odstraní největší bolest klasické železnice - dlouhou brzdnou dráhu.

5) Další velkou bolestí klasické dráhy je úrovňové křížení se silnicemi. Střety vlaku s autem jsou nejčastějšími a také nejtragičtějšími nehodami. Něco takového SW vůbec nezná. Křížení se silnicí
či se stávající tratí nevyžaduje stavbu žádného speciálního nadjezdu, ba ani přes vodní tok není třeba nový most, vždyť rozpětí pilířů je až 300 m.

6) Profil železniční dráhy byl stanoven již v 19. století a nelze ho zvětšit, skříň vozu může být široká maximálně 3 m, v patrových vozech mají vyšší lidé hlavu u stropu. Nyní se ale tvoří nový systém, vedený volným prostorem, který neomezují ani okolní stavby. Tak proč si u těch dálkových tras neudělat pohodlí a nestanovit profil mnohem širší?

Z toho ze všeho plyne, že SW oproti tradiční železnici vyjde mnohem kratší, nemusí složitě obcházet
či velkými oblouky překonávat hory, vyrovávat členitost terénu náspy a zářezy - stačí jen postavit pilíře 300 m od sebe. Nakolik se tím sníží cena jednoho kilometru, posuďte sami.

Porovnání SW i s nekonvenčními dráhami:

Bylo již poukázáno na to, že princip vedení vozidla pomocí bočního kola je stejný jako u monorailů. Strunová konstrukce je však nesrovnatelně lehčí. Ve světových metropolích dosud rozvíjel spíše maglev - většinou pro spojení hlavního nádraží či centra města se vzdáleným letištěm. I ten však vyžaduje masivní nosné těleso ze železa a cívek, aby vytvářely magnetické pole, potřebné k nadnášení i pohybu vozidla. Proto pan Junitskij zvolil kola, ne magnetickou levitaci.

A je tu ještě další výhoda:
Monoraily i maglevy většinou spojují jen dva koncové body trati, např. nádraží s letištěm, nevytvářejí složitou síť, neznají nádraží s mnoha kolejemi ani výhybny, natož rozřaďovací spádoviště. Výhybka
u dosavadních nekonvenčních drah je poněkud složitá a těžká. SW je však tvořena dvěma štíhlými pásy podobně jako železnice. Obrázek výhybky SW zatím nebyl zveřejněn, určitě však to nebude monstrum jako u monorailů a maglevů, což umožní vytvářet složitou dopravní síť i rozvětvená kolejiště nádraží.

A co hyperloop?

V poslední době jsou hitem články o hyperloop, který však lze podrobit nesmlouvavé kritice. Zřetelnou předností HL oproti SW je jen jedna: rychlost 1200 km/h. Štvanici za vyššími a vyššími rychlostmi nelze však hnát do nekonečna - co spěchá, to lze vyřídit po internetu. Oproti stísněné hyperloopové kapsli mohou vozidla SW vynahradit pasažérům delší jízdní dobu pohodlím, obsluhou, občerstvením, sledováním televize či videa ...

Naopak lze vyjmenovat řadu negativ HL - obtížné trasování vzhledem k nutnosti velkých poloměrů oblouků nebo alternativa v podobě velmi drahého podzemního vedení, tepelná roztažnost, tektonické ohrožení, dekomprese, obtížná evakuace i klaustrofobie cestujících či jen nechuť cestovat v rouře.
To všechno na strunové dráze odpadá.

(Základ textu byl převzat - následně aktualizován - doplněn a upraven)