Mevcut Durum
Yeraltı raylı sistemleri tasarlanırken yerçekimi kuvvetinden yararlanmak pek akla gelmemektedir. Bu sistemler de yerüstündeki yol yapımına uygun mantıkla, olabildiğince düz tasarlanmaktadır. Yer üstündeki yol yapımı 2 boyutta düşünülmektedir. Ancak yüksek bir engel (dağ) ile karşılaşıldığında tünel, derin vadilerle karşılaşıldığında viyadükler kullanılmaktadır. Yeraltı yol yapımında ise derinlik faktörü 3. boyut olarak devreye girmektedir. Ancak yeraltı raylı sistem tasarlanırken yerüstü yol mantığı kullanıldığından güvenli derinliğe inildikten sonra “düz “ devam edilmektedir.
Toplu taşıma sistemlerinde, aralarındaki mesafe birkaç kilometreyi geçmeyen çok sayıda istasyon (durak) vardır. Yolcular, bu duraklara asansör ve yürüyen merdiven ile inip çıkarlar. Metro iki durak arasında önce hızlanır, sonra sabit hızla devam eder ve varış durağına yaklaştığında frenleyerek durur.
Aşağıdaki Şekil1 de mevcut metro modeli gösterilmiştir. Yolcular soldaki merdivenlerden inerek metroya binecekleri durağa gelirler ve metroya binerler. Metro iki durak arası yolda belli bir mesafe boyunca hızlanır, sonra bir süre sabit hızla devam eder, en sonunda frenleme mesafesi boyunca fren yaparak sonraki durağa varır.
Şekil 1. Mevcut metro modeli.
Bu yolculuk boyunca yerçekimi kuvvetinden yararlanılmamıştır.
Kaykay Pistleri
Kaykay pistleri yerçekimi kuvvetinden olabildiğince yararlanılacak şekilde tasarlanıyor. Yüksek noktadan kaymaya başlayan sporcu, alçak noktaya ulaştığında hızı maksimum olur. Tekrar yükseğe çıkarken yavaşlayıp durabilir veya ters yönde kaymaya devam eder.
Şekil 2. de tipik bir kaykay pisti gösterilmiştir. Soldaki tümsekte kaymaya başlayan sporcu düzlüğe ulaşana kadar hızlanır, düzlük boyunca sabit hızla devam eder ve hiç enerji harcamadan sağdaki tümseğe yaklaşır ve az bir enerji ile tümseğe çıkar.
Şekil 2. Kaykay pisti.
Önerilen Yapı
Kaykay pistlerindeki bu eğimli yol yapısının metro hatlarına uygulanması durumunda enerji tasarrufunun yanı sıra, yolculuk süresi kısalacaktır. Durakların yüzeyden olan derinlikleri azalacağı için yolcuların metro hattına inerken ve çıkarken kullandıkları asansör ve yürüyen merdivenler daha kısa mesafelerde çalışacaktır. Metronun hızlanma aşamasında aşağı doğru eğim olduğundan yerçekimi kuvvetinden yararlanılacak ve enerji harcaması azalacaktır. Frenleme aşamasında da yukarı doğru eğim olduğundan frenleme mesafesi kısalacaktır. İki durak arasındaki ortalama hız artacağı için yolculuk süresi azalacaktır. Böylece hem enerjiden, hem de zamandan tasarruf sağlanacaktır.
Şekil 3. Önerilen metro hattı.
