> Техника, страница 86 > Треки

Треки

Треки (с англ, track—путь), замкнутые в плане пути, приспособленные для езды на велосипедах, мотоциклетах и автомобилях. Т. устраивают для спортивных и промышленных целей: для испытания машин, тренировки и соревнования гонщиков, причем в последнем случае Т. устраивают с трибунами для зрителей. Кроме того при Т. имеются обыкновенно помещения для хранения и обслуживания машин, необходимые помещения для гонщиков, медицинский пункт и помещение для судей. В зависимости от рода материалов имеем: 1) Т. земляные; 2) Т. деревянные; 3) Т. смешанные, деревянные подпорные стенки с земляной засыпкой и бетонной или асфальтовой поверхностью; 4) Т., имеющие бетонную плиту, покоящуюся на земляной насыпи; 5) Т. железобетонные. Форма Т. в плане образуется двумя прямыми параллельными отрезками, концы которых соединяются между собой двумя полуокружностями одного радиуса, или двумя па-раболич. кривыми, или многоцентровыми коробовыми кривыми с последовательно уменьшающимися радиусами от прямой линии; в другой форме прямые линии отсутствуют. Для Т. эллиптич. формы эллипс строится из отрезков окружностей разных радиусов, причем отрезки окружностей для промежуточных радиусов одинаковы по величине, за исключением отрезков окружностей, образованных наибольшим и наименьшим радиусами; эти отрезки могут иметь разные длины. Трек в Ленинграде (фигура 1) строился для велоспорта, но в дальнейшем на нем стали допускать мотогонки. Т. состоит из двух параллельных прямых, соединенных двумя кривыми, радиусом в 50 метров Длина Т. 500 метров Мото-велотрек стадиона «Динамо»*

Таблица 1. — Основные технические показатели трейбования в немецких трейбофенах.

Диам., 1 м	Глубина печи, м	Загрузка печи, т	Давление дутья, миллиметров Hg	Расход топлива, о /о	Расход материала, %	Производит. в час, т	Потери в весе, о /о PbAg
2,5	0,35—0,50	10—12			8—10		3—0,3
3,6	0,35—0,50	15—20	20—25	18—20	от пере-раб>т. свинца	0,25—0,30	6—0,8
8,5	—	20—25	—	—	_	_	_
4,0		сЬ	—	—	—	—	—

в Москве (фигура 2) состоит из двух прямых линий FC и НА и двух круговых кривых ΌΒ и EG радиусом в 44,6 м, соединенных с прямыми четырьмя переходными параболич. кри

выми:DC, FE, GH и АВ. Общая длина Т. 666,66 метров Велотрек в Амстердаме (фигура 3) составлен из двух сравнительно коротких прямых по 40,04 м, соединенных между собой двумя коробовыми пятицентровыми кривыми. Длина трека 500 метров Мото-велотрек в Ганно-вере (фигура 4) имеет два прямых отрезка, сое

диненных между собой двумя коробовыми семицентровыми кривыми. Длина трека 666,67 метров Прямой участок АВ, являющийся стартовой частью Т., уширен против общей ширины дорожки. Уширение стартовой части принято на многих Т., т. к. это обстоятельство создает возможность увеличивать число гонщиков в заезде. Проект неосуществленного Т. в Гер

мании (фигура 5) разнится от всех приведенных ранее Т. тем, что он не имеет прямых вставок, а состоит из двух коробовых девятицентровых кривых, сопряженных между собою.

В большинстве случаев Т. являются неотъемлемой частью стадионов и располагаются в виде окаймляющей спортивное ядро дороги с направлением продольной оси Т. с севера на юг. Для гонщиков расположение Т. отно сительно стран света безразлично; для зрителей расположение трибун с зап. стороны дает нек-рое преимущество, т. к. обычно состязания устраиваются во второй половине дня, и солнце, находясь за спиной зрителя, не будет мешать обозреванию трека. Желательно уст-раивать треки в углубленном месте или" же пользоваться естественными предохранениями от ветра в виде непосредственной близости леса, гор или других природных ограждений„

обеспечивающих боковые или верховые обтекания ветров вокруг Т., т. к. сопротивление среды движению возрастает пропорционально-квадрату относительной скорости. Кроме того для земляных и бетонных Т. приходится считаться с количеством земляных работ.

Длина Т. в первую очередь зависит от величины выбранного пространства, причем не

обходимо считаться с местами для зрителей, видимостью спортивного ядра, если Т. проектируется в комбинации с футбольным полем и прочими спортивными пятнами. Длина дорожки измеряется в некотором расстоянии от внутреннего края дорожки. Длину трека рекомендуется устанавливать так, чтобы несколько кругов, вместе взятых, давали длину, равную целому числу км. Для велогонок применяют 200, 250, 333V₃ м. Для гонок с лидером и мотогонок 500, 666²/₃, 1 000 метров В Германии имеются Т. размерами 454,54 метров (11 кругов, равные 5 км) и 416²/₃ м (12 кругов=5 км). По немецким данным на Т. длиною в 250 метров возможны гонки с лидерами за моторами малой мощности. Ширина дороги зависит от длины трека, от количества гонщиков, одновременно участвующих в заезде. Общепринятая ширина в горизонтальной проекции назначается в зависимости от вида гонок на Т.: для велотрека 4—6 м, для велогонок с лидером 6—7 м, для мототрека 9—10 метров На треках шириной в 10 метров возможны состязания малых автомобилей. Кроме линии измерения на Т. должна быть обозначена обгонная линия. Обыкновенно дорожку Т. делают на старте немного шире или же к ней прибавляют особую стартовую полосу.

Выбор конструкции трека зависит от назначения Т., имеющихся средств и от местных условий. В случае сооружения Т. путем возведения земляных насыпей необходимо принимать все меры к осаживанию насыпи путем ее обильной поливки, прослойки половняком, тщательной укатки и прочие После возведения насыпи указанным способом по соответствующим профилям необходимо выдержать ее некоторое время, не покрывая бетонной одеждой. За этот период времени должны производиться тщательные периодич. контрольные нивелировки профилей треков, и только после того, как будет обнаружено, что насыпь не имеет дальнейшей осадки, приступают к нанесению бетонного слоя. Если по соображениям форсирования работ невозможно выдерживать земляное полотно для осадки, то бетонную одежду необходимо армировать. Виражи являются наиболее ответственной частью Т., и если возможно ожидать осадки насыпных виражей, то в таких случаях необходимо перейти к железобетонным или деревянным конструкциям. На фигуре 6 показана конструкция железобетонных виражей трека, сооруженного в 1928 г. в Амстердаме. Поверхность железобетонной плиты на виражах должна быть выполнена особо тщательно в местах перехода с одного профиля виража к другому. Поверхность Т. не должен быть скользкой; для этой цели железобетонную плиту за границей обрабатывают рифлеными вальцами. Все усилия должен быть направлены к повышению трения на виражах между поверхностью Т. и колесами движущейся системы. Надлежащее внимание должен быть уделено Г-ным швам. Для уменьшения расхождения дцели Г-ного шва до минимума на последних конструкциях виражей в германском стадионе допущено максимальное расстояние между швами 12 метров Уменьшение расхождения щели шва позволяет заполнять его в таких случаях вместо гудрона плитчатой пробкой, чем избегается нежелательный выход гудрона из ще

Фиг. лей швов при повышенных t° на Т., могущий понизить коэф. трения. В остальном железобетонные конструкции должны удовлетворять общепринятым технич. условиям. Кроме железобетонных Т. имеются Т. с деревянными проезжими частями. В качестве опор служат деревянные или железные рамы. Настил устраивают из досок на ребро, которые прибивают гвоздями по направлению движения к нижележащей опалубке. В целях большей долговечности Т. рекомендуется употреблять в дело пропитанное дерево. Деревянный Т. дешевле железобетонного; на нем легче устраняются дефекты проезжей поверхности, которые обнаруживаются при больших скоростях движения, и заменяются отдельные сносившиеся части Т. В случае сооружения Т. в комбинации со спортивным ядром, то есть когда Т. находится в непосредственной близости от дорожки для бега, при нагревании бетонной проезжей части Т. солнечными лучами получаются вредные для состязающихся горячие воздушные течения, значительно меньшие при деревянной проезжей части. К недостаткам деревянного Т. можно отнести небольшой срок службы сооружения. Всякий Т. с внешней стороны должен быть огражден прочным барьером высотою 0,9—1,0 метров.

Движение системы по Т. сводится к движению по прямой %шкии и к движению по кривой линии. Кроме движущей силы и силы сопротивления движению на движущуюся систему, как только она вписывается в кривую, начинают действовать центростремительная и центробежная силы. Взаимодействие· А* сил в плоскости, перпендикулярной движению системы по кривой, представлено на фигуре 7, где ⁴ G—собственный вес движущейся системы, С—центростремительная сила, С_х—центробежная сила, N—сила сопротивления пути и N_x—сила давления на путь. Из фигура 7 видно, что центростремительная сила С получается в результате сложения двух сил G и N, а центробежная сила есть составляющая силы давления на путь. Центростремительная сила направлена к центру кривизны кривой, по которой совершается движение. Величина центробежной силы в килограммах определяется ф-лой,

(1)

где V—скорость, с которой система движется по кривой, т—масса и о—радиус кривизны в м, или ф-лой

^C1=W’ ⁽²⁾

где G—вес системы в килограммах, д—ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/ск². По мере увеличения центробежной силы для данной системы сила N начинает отклоняться от вертикального положения на угол а, увеличивающийся вместе с центробежной силой. Для сохранения одинаковости условий движения по кривой с условиями движения на прямой необходимо плоскость пути в кривой части Т. конструировать так, чтобы она была перпендикулярна к силе давления на путь в заданных условиях движения. По фигура 7

, ос v*G. _п V2

(3)

а т. к. угол отклонения равнодействующей от вертикали равен углу MAF, то ур-ие (3) дает также величину tg угла наклона плоскости пути к горизонтали. Этот угол увеличивается €0 скоростью и тем меньше, чем больше радиус виража. Давление на поверхность пути

Ν_χ=ν€ΐ+σ>=σγ~ι + ^· (4)

При постоянном собственном весе движущейся системы давление системы на Т. увеличивается с уменьшением радиуса виража и т. к. с увеличением давления на Т. сокращается •скорость движения системы, то можно заключить, что на более длинных Т.с соответствующими большими радиусами виражей м. б. достигнуты большие скорости, чем на Т. меньших размеров. С увеличением скорости движения системы увеличивается давление на плиту виража Т.

Если при данном радиусе виража и заданной скорости определен угол наклона а плоскости виража к горизонту, то при изменившейся скорости угол наклона у равнодействующей системы к плоскости виража не будет равен 90°, причем при скоростях, больших, чем заданные, у > 90°, а при меньших у < 90°. Переход системы из положения А в положение В или С (фигура 8) влечет за собой возникно

вение новых дополнительных сил, действующих на систему в плоскости, перпендикулярной к движению. Допустим, что система перешла в положение В. Направление равнодействующей Р определится ^сложением двух сил: G—собственного веса системы и С_г—центробежной силы. Разложив равнодействующую на силу P_w, нормальную к плоскости виража, и силу P_t, параллельную плоскости виража, и перенеся силу P_t из ц. т. системы в точку касания системы с плоскостью виража, будем иметь действующие на систему силы: пару сил, дающую момент P_t · к · cos β, где к — расстояние ц. т. системы до точки пересечения направления силы Р с плоскостью виража, силу P_w, дающую момент P_ws, уравновешивающий момент от пары сил, и силуР^, приложенную в точке соприкосновения системы с плоскостью виража. Для того чтобы сила Р^ не вызывала поперечного скольжения системы по виражу, необходимо., чтобы все время имело место неравенство

P_t< μ- Ρ_α,

где μ—коэф. трения соответствующих материалов (например резины по бетону). При расчете Т. на большие скорости необходимо проверять величину силы P_t при допускаемых отклонениях равнодействующей от нормали к поверхности виража. В заграничной практике (Германия и Франция) угол отклонения β допускается до 30°. В СССР при расчете стадиона «Динамо» в Москве максимум отклонения принят 20°, имея в виду понижение ко-эфициента трения резины о бетон при дождливой погоде. После того как окончательно фиксирован план трека то есть определены все его элементы в плане, а также установлен предел скорости, к оторой должен удовлетворять Т., приступают к расчету виражей. Всю ширину виража делят на несколько дорожек шириной 1,0—1,5 метров и для каждой до-рожки назначают соответственно пределы допускаемых скоростей. На фигуре 9 показан профиль виража, разделенного на шесть полос; ширина каждой полосы по поверхности виража составляет 1,5 метров При расчете очертания профиля виража стадиона «Динамо» в Москве основная кривая поперечного профиля трека была разбита на 11 частей, причем ширина каждой полосы равнялась 1 метров Каждый участок основной кривой был соответственно рассчитан для скоростей: 150, 140, 130, 120, 110, 100, 90, 80, 70, 60 и одиннадцатый 0-У50 км/ч, причем ширина последнего

40 515 5,2 7,1 7,5

-75 — —---

Фигура 9.

участка равнялась 2 метров Для каждого радиуса виража и для каждой полосы профиля соответственно определяется угол наклона его к горизонту. Кроме того для каждой полосы определяются скорости максимум и минимум, находящиеся в зависимости от принятого угла β отклонения равнодействующей от нормали к плоскости виража. В результате расчета получаем профиль в виде ломаной линии, в к-рую вписывается кривая, дающая плавное изменение угла наклона по всему профилю.

Если виражи Т. в плане представляют собою многоцентровые коробовые кривые, то профили виражей очевидно должен быть найдены для каждого радиуса отдельно. К моменту перехода от одного радиуса в плане к другому профиль виража должен соответствовать меньшему радиусу. Т. о., если радиусы постепенно изменяются в сторону их уменьшения (в плане), то вираж постепенно должен получать надлежащие подъемы от одного профиля к другому. Практически к разрешению этого вопроса подходят таким образом: 1) определяют отметки полос для профилей виража, соответствующих наименьшему и наибольшему радиусам; 2) оп ределяют уклон V ’ ^{где h}i “ Ц—отметки соответственных линий полос и I—длина виража, измеренная по кривой; 3) участок виража с наименьшим радиусом сохраняют горизонтальным с тем, чтобы отделить уклон от подъема (фигура 10); 4) в местах пересечения уклона или подъема с горизонтальными элементами прямой и виража в вертикальной плоскости для плавности перехода должны вписываться круговые кривые возможно больших радиусов. Полученные в связи с разгоном отметок профили сравниваются с профилями, соответствующими расчетам по радиусам виражей в плане. Расхождение может быть принято в пределах допускаемого угла β отклонения равнодействующей от нормали. В случае превыше-

29 -

Т. Э. m. XXIII.

ния соответственно изменяется план трека. Заданным максимальной и минимальной скоро-

4___

стям на полосе и выбранному предельному углу β отклонения равнодействующей от нормали должны соответствовать радиус и угол а наклона полосы к горизонту. Обозначим скорости, соответствующие предельным значениям угла β, через

V_max ^{11 v}min Тогда СОГЛаСНО ф-Лв (3)

Фиг. откуда где

^L Q tg (α-f β) gtg (α — β)

m tg (α - β)=tg (α -I- β),

Сделав преобразование, получаем квадратное уравнение

tg²a —

(т-1) (1 + tg²0)

,+ 1=0;

(5)

(m + l) tg β

.решая ейо, находим средний угол а наклона плоскости виража к горизонту. Если наир.

ν_ηίαχ= 100 км/ч и v_min=20 км/ч и /?=30° (фигура 11), то получаем tga=34^D5Q.

Проверка достаточности величины ρ радиуса виража в плане при данной скорости и данном угле наклона плоскости виража к горизонту производится по формуле (3). Дальнейшее определение очертаний профилей виража в пределах переходной кривой аналогично· с указанным ранее.

Кроме обычно принятых нагрузок при расчете прочности конструкций, для виражей от подвижной нагрузки принимаются нижеследующие расчетные нормы:

где N есть равнодействующая от центробежной силы Сф, определяемой по формуле =, и собственного веса G системы. Для велотрека принимается вес гонщика 90 килограмм и вес велосипеда 10 килограмм, а всего 100’-кг; динамич. коэф. по франц. данным принимается равным 1,67; следовательно 1,67x100=167 килограмм или округленно 170 килограмм. Для мототрека вес гонщика 90 килограмм и вес мотоцикла 210 килограмм, а всего 300 килограмм, при том же динамич. коэф-те получим 1,67 х 300 ^ 500 килограмм. В обоих случаях нагрузка концентрируется на одно заднее колесо. При расчете центробежной силы принимается только собственный вес без учета динамич. коэфициента 1,67. Взаимное расположение грузов принимается на расстоянии 0,75 метров друг от друга. Для автотреков собственный вес системы выбирается в зависимости от предполагаемого движения автомашин по Т.

Лит,.: Grrosskopf W., Radrennbalinen Entwurf,

Konstruktion u. Berechnurg, «Deutsche Bauzeiturg», 1930, 99. H. Филиппов.