АЭРОДИНАМИКА
Оптимизация
аэродинамики
высокоскоростных
поездов
Рост
цен
на
энергоносители
и
необходимость
сокращения
эмиссии диоксида углерода создают дополнительные стимулы
для совершенствования аэродинамических характеристик и
повышения энергетической эффективности подвижного соста-
ва железнодорожного транспорта.
Первоочередные задачи в
этом направлении — уменьшение аэродинамического сопро-
тивления и обеспечение устойчивости поездов к воздействию
бокового ветра при движении со скоростью более 300 км/ч.
Достижение оптимальных аэро-
динамических показателей является
одной из основных задач при созда-
нии высокоскоростного подвижного
состава. Разработка специалистами
компании Bombardier электропоез-
да Zefiro 380 стала важным этапом в
области исследования и оптимиза-
ции аэродинамики высокоскорост-
ного подвижного состава.
Аэродинамическим
характери-
стикам тягового подвижного соста-
ва
начали уделять
внимание еще
в
1920-1930-е годы.
При относи-
тельно малой мощности эксплуати-
ровавшихся тогда паровозов пред-
полагалось.
что
более
высокую
скорость можно реализовать толь-
ко за счет придания локомотивам
Рис. 1. Паровоз серии 05 компании В о ^
с оптимизированной сточки зрения аэро-
динамики формой (фото 1936 г.)
обтекаемой формы. Примером мо-
гут
послужить
два
паровоза,
по-
строенные заводом компании Вог-
sig в Берлине в 1935 г. для железных
дорог Германии и рассчитанные на
скорость 175 км/ч (рис. 1); один из
них 11 мая 1936 г. достиг скорости
200,4 км/ч.
Развитие в XX в. электрической
тяги привело к существенному уве-
личению тяговой мощности, вслед-
ствие чего значение аэродинамиче-
ских качеств уменьшилось, и при
этом рост мощности локомотивов
сопровождался
несколько
прене-
брежительным
отношением
к
их
дизайну.
Лишь с появлением высокоско-
ростных
поездов
семейства
Син-
кансен (Япония), а позднее —TGV
(Франция) и ICE (Германия) аэро-
динамике подвижного состава же-
лезных дорог вновь стали уделять
внимание как важной области
ис-
следований. Аэродинамические ха-
рактеристики
были
признаны
од-
ним из наиболее значимых факто-
ров при разработке компанией Bom-
bardier семейства высокоскоростных
электропоездов Zefiro (рис. 2).
Создание поезда Zefiro 380 по-
требовало решения задачи повыше-
ния
аэродинамической
эффектив-
ности с целью снижения энергопо-
требления и обеспечения устойчи-
вости к воздействию бокового ветра.
Требования ТЭ1
В Европе основные требования
к
аэродинамическим
характери-
стикам, обеспечивающим безопас-
ную эксплуатацию высокоскорост-
ных поездов, изложены в Техниче-
ских требованиях
ЕС по технико-
эксплуатационной совместимости
(ТБ1) и охватывают ряд факторов,
в частности:
• устойчивость к воздействию бо-
кового ветра и снижению риска схо-
да с рельсов при определенных кли-
матических условиях на специфи-
ческих участках пути, например на
мостах и насыпях;
• защита
персонала,
занятого
в
работах на линии, и пассажиров на
платформах при прохождении вы-
сокоскоростных
поездов,
создаю-
щих
эффект
спутной
струи.
Для
уменьшения
опасности
затягива-
ния людей необходимо ограничить
максимальную скорость воздушно-
го потока;
• смягчение нагрузки от воздей-
ствия
перепадов
давления
на
от-
крытых участках и в тоннелях;
•ограничение
вероятности
вы-
броса балласта при высокой скоро-
сти движения поездов;
• смягчение
проблемы
образо-
вания
волн микродавления
в слу-
чае возникновения звукового уда-
ра у
выходного
портала
тоннеля
при входе поезда с высокой скоро-
стью в тоннель с противоположной
стороны.
Вследствие нелинейной
приро-
ды аэродинамических процессов для
достижения оптимальных характе-
ристик
конструкцию
подвижного
состава и параметры инфраструкту-
ры следует рассматривать совмест-
но. Применительно к аэродинами-
ческим
показателям
технико-экс-
плуатационная совместимость озна-
чает, что теоретически при любых
42
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, №9
предыдущая страница 43 Железные дороги мира 2011 09 читать онлайн следующая страница 45 Железные дороги мира 2011 09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст