АЭРОДИНАМИКА
вариантах конструкции подвижного
состава и параметров инфраструкту-
ры. соответствующих критериям ТБЬ
система рельсового транспорта дол-
жна
функционировать
оптималь-
ным образом с точки зрения как за-
трат, так и обеспечения безопасно-
сти и охраны здоровья людей.
Следует отметить, что выполне-
ние требований безопасности, на-
пример в части устойчивости к воз-
действию
бокового
ветра,
пред-
полагает,
что
статистическая
ве-
роятность
схода
с
рельсов
при
определенных
условиях
должна
быть ниже установленного уровня.
Это, однако,
не означает,
что по-
езд, не соответствующий этим тре-
бованиям, обязательно будет опро-
кинут под действием ветра, а поезд,
соответствующий им. непременно
устоит.
Функциональные требования
Технические требования заказ-
чика обычно содержат некоторые
специфические
функциональные
условия.
Например,
по
желанию
заказчика с целью снижения затрат
энергии
может быть разработана
определенная конструкция, мини-
мизирующая аэродинамическое со-
противление. Другим важным тре-
бованием может стать обеспечение
функционирования всего оборудо-
вания для охлаждения, отопления,
вентиляции и кондиционирования
воздуха при движении поезда с вы-
сокой скоростью и определенных
ветровых условиях.
Первым
шагом
при
разработ-
ке поезда гейго стало проведение
сравнительной оценки всех извест-
ных
концепций
высокоскорост-
ных поездов и выбор на ее основе
определенных технических
реше-
ний. Это касалось, в частности, це-
лесообразности использования уз-
лов сочленения, тележек традици-
онного
типа
или
одиночных
ко-
лесных пар, а также рассмотрения
преимуществ и недостатков сталь-
ных и алюминиевых кузовов.
К числу критериев для принятия
решения относились также размер
доступной
площади
для
размеще-
ния пассажирских кресел на едини-
цу длины поезда, удельное аэродина-
мическое сопротивление на одного
пассажира при полной загрузке поез-
да, осевая нагрузка и распределение
масс. Затем была выполнена оцен-
ка потенциала соответствия каждой
концепции различным, а в некото-
рых случаях — противоречивым тре-
бованиям, включая плавность хода,
тепловой комфорт, акустические по-
казатели и энергопотребление.
Постановка задачи
Подбор
аэродинамических
ха-
рактеристик будущего поезда дол-
жен был обеспечить минимальное
потребление энергии на одного пас-
сажира
и максимальную скорость
при наименьшей возможной мощ-
ности тягового привода.
На
рис.
3
представлено
соот-
ношение
между
потребной
мощ-
ностью на тягу и коэффициентом
аэродинамического сопротивления
при
максимальной скорости,
рав-
ной
420 км/ч.
Видно, что потреб-
ность в мощности, а следовательно,
установленная
мощность
тягово-
го подвижного состава может быть
снижена,
если
аэродинамическое
сопротивление будет меньше.
По-
требная мощность на тягу в зависи-
мости от аэродинамического сопро-
тивления
рассчитывается
с
помо-
щью достаточно простой формулы.
Показанное соотношение свиде-
тельствует о возможности уменьше-
ния стоимости подвижного состава
за счет улучшения его аэродинами-
ки. Затраты на совершенствование
аэродинамических характеристик
могут быть компенсированы сни-
жением эксплуатационных расхо-
дов вследствие уменьшения потреб-
ления электроэнергии на тягу.
Подобное
исследование
бы-
ло выполнено и в отношении мас-
сы. За основу при этом был принят
принцип, согласно которому любое
Рис. 2. Дизайн-проект поезда Zefiro 380
(источник: Bombardier)
увеличение массы вследствие реа-
лизации какого-либо мероприятия,
способствующего улучшению аэро-
динамических характеристик, дол-
жно компенсироваться снижением
массы применяемого тягового обо-
рудования. Данный принцип при-
менялся на стадиях разработки кон-
цепции и проектирования поезда.
При поиске путей радикально-
го
совершенствования
аэродина-
мических
характеристик
высоко-
скоростного
поезда
прежде
всего
необходимо выявить факторы, ко-
торые могли бы
вызвать их ухуд-
шение. На рис. 4 показано влияние
параметров
отдельных
конструк-
тивных элементов на аэродинами-
ческие показатели региональных и
высокоскоростных поездов.
Безусловно, реальные значения
аэродинамического сопротивления
вследствие тех или иных факторов
для различных поездов будут раз-
личаться. В то же время из рис. 4
видно,
что
для
обычного
элек-
тро-
или дизель-поезда, имеюще-
го выступающие части, например
0,4
0.44
0.48
0.52
0.56
0.6
Коэффициент
аэродинамического сопротивления
Рис. 3. Зависимость потребной мощности
на тягу от коэффициента аэродинамиче-
ского сопротивления
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 9
43
предыдущая страница 44 Железные дороги мира 2011 09 читать онлайн следующая страница 46 Железные дороги мира 2011 09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст