Какова вероятность обрыва струны?

Каждая струна набрана из нескольких десятков или даже сотен высокопрочных проволок и помещена в защитную оболочку, заполненную антикоррозионным составом. Всё это размещено внутри полого стального высокопрочного корпуса (рельса), заполненного затвердевшим заполнителем (например, на основе эпоксидной смолы). Сверху конструкцию закрывает головка рельса. Таким образом, струна будет надёжно защищена от внешних воздействий, как атмосферных, так и механических.

Перед монтажом каждая высокопрочная проволока пройдёт проверку на бездефектность. Кроме того, линейная схема SkyWay такова, что наличие в пролёте подвижной нагрузки изменяет (увеличивает) напряжения растяжения в струне всего на 0,1—0,5% (см. рис.18). Поэтому весь период эксплуатации SkyWay наиболее ответственный элемент его конструкции — струна — будет находиться в практически неизменном (статическом) напряжённо-деформированном состоянии. Это также увеличит срок службы системы, т. к. в ней не будет происходить накопление усталостных явлений.

Всё это позволяет спрогнозировать, что у SkyWay будет выше срок службы, чем у ближайшего аналога — висячего моста, и превысит 100 лет. При этом, поскольку каждая проволока в струне работает независимо от остальных (они не переплетены и размещены в струне параллельно друг другу), то её обрыв, и даже обрыв 50% проволок, не приведёт к обрушению конструкции. Конструкцию будут держать остальные, оставшиеся целыми, проволоки, при этом напряжения растяжения в них останутся неизменными (изменения будут в пределах 1%). При этом, поскольку упадёт общее усилие натяжения струны, то пропорционально увеличится её прогиб на пролёте. Например, при обрыве 5% процентов проволок провис струны на пролёте, например, станет равным 31,5 мм вместо 30 мм (см. рис. 13). Появившаяся дополнительная неровность, равная 31,5 – 30,0 = 1,5 мм на пролёте 30 м (относительная неровность 1/20 000) не отразится на функционировании SkyWay.

Всех перечисленных преимуществ нет, например, у существующих канатных дорог — их стальные канаты открыты воздействию агрессивной воздушной среды, они изнашиваются, особенно проволоки верхних (наружных) слоёв, всё время переламываются на шкивах, испытывая за срок службы миллионы циклов, они уязвимы внешним механическим воздействиям, например, выстрелу из ружья и т. п. И, тем не менее, обрывы канатов на канатных дорогах, рекордные пролёты на которых достигли 3 000 м, бывают крайне редки.

100 вопросов - 100 ответов


Узнайте больше о проекте: официальный сайт

Telegram канал

Youtube