Области знаний
Партнёрские проектыМатериалы БРЭСпецпроектыСтать автором
Настроить видСменить языкИнформация
О РУВИКИ
Найти статью

Скоростные лифты

Pause

Скоростны́е ли́фты (также высокоскоростные лифты, сверхскоростные лифты) — лифты, предназначенные для быстрого вертикального перемещения пассажиров в высотных зданиях, развивающие скорость более 2 м/с[1]. В отличие от обычных пассажирских лифтов (скорость 1-1,6 м/с), скоростные лифты способны достигать скорости до 20,5 м/с (около 74 км/ч). Такие лифты являются неотъемлемой частью современных небоскрёбов и обеспечивают эффективную вертикальную транспортную систему в зданиях высотой более 100 этажей.

История

История скоростных лифтов началась в 1960-х годах с ростом строительства высотных зданий. Первым значительным проектом стала установка лифтов в здании «Касумигасэки» (Kasumigaseki Building) в Токио в 1968 году, где были использованы лифты с номинальной скоростью 300 м/мин (5 м/с).

В последующие десятилетия рекорды скорости лифтов обновлялись с регулярностью в несколько лет:

  • 1991 год — 540 м/мин (9 м/с) в здании Токийского столичного правительства.
  • 1993 год — 810 м/мин (13,5 м/с) — мировой рекорд.
  • 2004 год — лифты в башне Taipei 101 достигли скорости 1010 м/мин (16,83 м/с или 60,6 км/ч)
  • 2014 год — лифты в башне CTF Finance Centre в Гуанчжоу (Китай) развили скорость 1200 м/мин (72 км/ч), установив новый рекорд, который был зафиксирован в Книге рекордов Гиннесса.
  • 2026 год — компания Mitsubishi Electric заявила о достижении скорости 1230 м/мин (20,5 м/с, около 74 км/ч) в испытательном центре.

Физические аспекты

Движение скоростного лифта является классической задачей школьной физики, иллюстрирующей применение законов динамики и кинематики.

Ускорение

При разгоне и торможении лифта пассажиры испытывают перегрузки, а их вес изменяется. Ускорение современного скоростного лифта при разгоне может составлять около 1,4 м/с². Для сравнения, обычный пассажирский лифт разгоняется с ускорением около 0,5 м/с².

При движении лифта вверх с ускорением вес пассажира увеличивается: P = m(g + a). При движении вниз с ускорением вес уменьшается: P = m(g — a).

Скорость и время подъёма

Скоростной лифт в башне CTF Finance Centre преодолевает 95 этажей за 43 секунды. При средней высоте этажа около 4 метров это соответствует средней скорости около 8,8 м/с, а пиковой — 20 м/с.

Энергетика

Подъём лифта требует совершения работы против силы тяжести. Мощность привода определяется скоростью подъёма и массой кабины с пассажирами. Применение рекуперативных систем позволяет возвращать часть энергии в сеть при спуске[2].

Классификация

По номинальной скорости лифты классифицируются следующим образом:

  • Малой скорости — до 1 м/с.
  • Средней скорости — 1-2 м/с.
  • Скоростные — 2-5 м/с.
  • Высокоскоростные — 5-10 м/с.
  • Сверхскоростные — более 10 м/с.

Конструктивные особенности

Достижение высоких скоростей требует применения специальных технических решений, отличающих скоростные лифты от обычных.

Система подвески

В скоростных лифтах используются стальные или композитные канаты (тросы) с высоким запасом прочности. При больших высотах подъёма собственный вес канатов становится существенным фактором, поэтому применяются специальные компенсирующие канаты и системы натяжения для снижения вибраций[3][4].

Современные технологии, такие как KONE UltraRope®, представляют собой лёгкие композитные канаты, снижающие вес подъёмной системы и позволяющие достигать больших высот с меньшим энергопотреблением[5].

Направляющие и ролики

При высоких скоростях стандартные скользящие башмаки создают значительное трение и шум. В скоростных лифтах используются роликовые направляющие с резиновыми демпферами, которые снижают вибрацию примерно на 70 % и обеспечивают плавность хода. Для сверхвысоких скоростей (свыше 10 м/с) применяются активные роликовые направляющие с электрическим управлением.

Аэродинамика

При скоростях более 6 м/с (около 20 км/ч) аэродинамическое сопротивление становится существенным фактором. На кабину скоростного лифта действуют значительные аэродинамические нагрузки, создающие шум и дискомфорт для пассажиров[6].

Для снижения аэродинамического шума и сопротивления применяются специальные аэродинамические обтекатели кабины (воздушные кожухи), устанавливаемые сверху и снизу кабины. Исследования показывают, что форма обтекателя существенно влияет на аэродинамические характеристики[6]. Для моделирования аэродинамических нагрузок используются уравнения Навье-Стокса и методы вычислительной гидродинамики (CFD)[6].

Система демпфирования

Скоростные лифты оснащаются многоступенчатыми системами гашения вибраций и ударов. В конструкции применяются гидравлические демпферы на дне шахты и упругие элементы между несущими конструкциями и приводом[1][7].

Система управления давлением

При быстром подъёме на большую высоту у пассажиров может возникать дискомфорт из-за изменения атмосферного давления («закладывание ушей»). Для предотвращения этого эффекта в сверхскоростных лифтах используется система активного контроля давления воздуха в кабине, которая быстро выкачивает или подаёт воздух для поддержания комфортного давления[8].

Привод

В современных скоростных лифтах применяются безредукторные частотно-регулируемые электроприводы переменного тока, обеспечивающие плавный разгон и торможение, а также возможность рекуперации энергии при спуске[2]. Использование инверторного управления позволяет оптимизировать энергопотребление и повысить комфорт поездки.

Рекорды скорости

Согласно данным World Atlas (2026), самые быстрые лифты в мире находятся в Китае (средняя скорость около 20,5 м/с). На втором месте — Япония (около 18 м/с), на третьем — Южная Корея (около 16,8 м/с).

Здание Местоположение Скорость Год установки
CTF Finance Centre Гуанчжоу, Китай 1200 м/мин (72 км/ч) 2014
Taipei 101 Тайбэй, Тайвань 1010 м/мин (60,6 км/ч) 2004
Yokohama Landmark Tower Иокогама, Япония 750 м/мин (45 км/ч) 1993
Бурдж-Халифа Дубай, ОАЭ 600 м/мин (36 км/ч) 2010

По состоянию на 2026 год рекорд скорости принадлежит испытательному лифту Mitsubishi Electric, достигшему скорости 1230 м/мин (20,5 м/с)[9].

Безопасность

Скоростные лифты оснащаются усиленными системами безопасности:

  • Ограничители скорости — механические устройства, срабатывающие при превышении допустимой скорости и приводящие в действие ловители, которые останавливают кабину[10].
  • Аварийные тормозные системы — обеспечивают плавное замедление при отключении питания.
  • Автоматические системы эвакуации — позволяют доставлять пассажиров до ближайшего этажа при аварийной ситуации[11][12].
  • Дополнительные источники питания — обеспечивают работу лифта при отключении основного электропитания.

С 2026 года вводятся усовершенствованные требования к системам безопасности скоростных лифтов, включая обязательное наличие автоматических систем эвакуации и дополнительных аварийных источников питания[11].

Применение в небоскрёбах

Скоростные лифты являются критически важным элементом инфраструктуры небоскрёбов. В зданиях высотой более 300 метров эффективная вертикальная транспортная система определяет функциональность всего комплекса.

В башне Jeddah Tower (Саудовская Аравия, высота более 1 км) будут установлены лифты со скоростью до 10 м/с, способные преодолевать самое высокое вертикальное расстояние в мире[5].

Для повышения пропускной способности в скоростных лифтах часто применяются двухкабинные конструкции (double-deck elevators), когда две кабины установлены одна над другой в одной шахте и обслуживают два этажа одновременно[13].

Перспективные разработки

Современные исследования направлены на создание лифтов без канатов с использованием электромагнитной левитации. Компания thyssenkrupp разрабатывает систему MULTI, в которой несколько кабин могут двигаться в одной шахте независимо друг от друга, изменяя направление движения с помощью электромагнитов[14]. Такая система позволит сократить время ожидания до 30 секунд и значительно повысить пропускную способность вертикального транспорта.

⚠️Подсказка для ЕГЭ/ОГЭ

Для успешной сдачи ЕГЭ по теме «Скоростные лифты» необходимо усвоить, что движение кабины с ускорением изменяет вес тела (P) — силу давления на пол: при подъёме с ускорением a (вверх) P=m(g+a), при спуске с ускорением (вниз) P=m(g−a), а при a=g наступает невесомость; ключевое — записывать второй закон Ньютона в проекциях на вертикаль для кабины и пассажира (ma=T−mg для подъёма, где T — сила натяжения троса, или ma=mg−T для спуска), а также для противовеса (если он есть), чтобы найти T и мощность двигателя (N=T⋅v при равномерном движении, или N=T⋅v с учётом мгновенной скорости при разгоне/торможении).

Обязательно помните кинематические уравнения равноускоренного движения (s=v0​t+2at2​, v=v0​+at), так как типовые задачи включают разгон, равномерный ход и торможение — нужно рассчитывать путь, время и скорость на каждом участке, а затем определять работу (A=mgh для равномерного подъёма, или A=T⋅s для ускоренного движения).

В экзаменационных заданиях могут попросить построить график зависимости веса от времени, вычислить перегрузку (P/(mg)) или объяснить, почему при резком торможении вниз вес увеличивается (ускорение направлено вверх, формула P=m(g+a)).

Систематизируйте через связку «силы → уравнения динамики → кинематика → энергия/мощность», обязательно отработайте задачи с противовесом (уравнения для двух тел, связанных нитью) — и тогда любые вопросы по скоростным лифтам, включая расчётные задачи повышенной сложности, вы решите без ошибок.

Примечания

  1. ↑ 1 2 Скоростные лифты. Top Level Lift. Дата обращения: 7 августа 2026.
  2. ↑ 1 2 К вопросу разработки электропривода пассажирских лифтов с регулируемой номинальной скоростью движения кабины лифта // КиберЛенинка.
  3. ↑ Dynamic analysis of high-speed traction elevator and traction car–rope time-varying system // CiNii Research. — 2025.
  4. ↑ Question of Speed // Elevator World. — 2026.
  5. ↑ 1 2 KONE to equip Jeddah Tower, the world's tallest-building-to-be in Saudi Arabia with People Flow® solutions. KONE (8 октября 2025). Дата обращения: 7 августа 2026.
  6. ↑ 1 2 3 разработка конструкции обтекателя кабины скоростного лифта на основании результатов cfd-моделирования // КиберЛенинка.
  7. ↑ A kind of super high speed elevator multistage damping system. — 2017.
  8. ↑ Быстрые лифты покоряют рекордные вершины. Лифт-Пресс (22 апреля 2009). Дата обращения: 7 августа 2026.
  9. ↑ Mitsubishi clocks fastest elevator speed. Gulf Construction (30 июля 2026). Дата обращения: 7 августа 2026.
  10. ↑ Сравнительный анализ конструктивных схем натяжных устройств канатов ограничителей скорости и обоснование требований к ним // КиберЛенинка. — 2020.
  11. ↑ 1 2 Срывная волна: в конструкциях скоростных лифтов выявили опасные недоработки. Известия (20 февраля 2025). Дата обращения: 7 августа 2026.
  12. ↑ Щербинский лифтостроительный завод разработал универсальную систему управления лифтами. Комсомольская правда (29 мая 2025). Дата обращения: 7 августа 2026.
  13. ↑ Otis to install ‘fastest elevator in the country’ at India’s ‘tallest’ commercial building. The Hindu (26 мая 2026). Дата обращения: 7 августа 2026.
  14. ↑ The thyssenkrupp test tower explores elevator technology of tomorrow. Autodesk (27 февраля 2026). Дата обращения: 7 августа 2026.

Категории

© Правообладателем данного материала является АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».
Использование данного материала на других сайтах возможно только с согласия АНО «Интернет-энциклопедия «РУВИКИ».
Pause