Новият скоростен влак: 400 км/ч. Защо изглежда странно?
Японската стрела ALFA-X има извънредно дълъг нос от 16-22 метра
Най-забележителната линия на ALFA-X е удълженият нос, пресилена версия на дизайна на влака-стрела от 1997 година (снимка: Locomotive Wiki)
Новият японски високоскоростен трен ALFA-X ще развива скорост от 400 километра в час, когато влезе в употреба през 2030 година. Влакът ще има въздушни спирачки на покрива и магнитни плочи изпод, с цел да стопира по-лесно, заяви Wired .
Но най-забележителната линия на ALFA-X е удълженият нос, пресилена версия на дизайна на влака-стрела от 1997 година Инженерите тестват и 16-метрова, и 22-метрова версия на носа. Това става посредством нощни тествания по трасето сред градовете Аомори и Сендай, които започнаха предходната седмица. Тестовете ще продължат 3 години.
Странният нос на влака-стрела буди неразбиране у мнозина. Ясно е, че заостреният, объл нос е предопределен да се бори с въздушното противодействие, само че за какво е толкова… изкилиферчен?!
Отговорът е комплициран. Най-вече задачата му е да се бори със страничните резултати от това, което инженерите назовават „ бутален резултат ”. Това включва няколко събития, които се случват, когато скоростните влакове нахлуват в тунел.
Бутален резултат
„ Това е като бутало, което влиза в цилиндър ”, изяснява Дейвид Сопер, учител по аеродинамика в Центъра за железопътни проучвания и обучение на Университета в Бирмингам. „ Когато влакът влиза в тунела, той основава талази на налягане – става въпрос формата, дължината и скоростта ”.
Ако сте се возили в метро, най-вероятно към този момент сте усещали въпросния бутален резултат: когато влакчето наближава метростанцията, в станцията се явява мощно въздушно течение, мощен вятър облъхва чакащите на перона, леките боклучета по земята се завихрят, от време на време вратите на станциите стартират да се отварят (както се случва на някои станции на софийското метро).
Този мощен полъх предлага блажено облекчение за потните пасажери в летния задух, само че при по-високи скорости може да има пагубни последствия. Силният вятър може да бутне пасажерите в инвалидни колички и децата, а лашкащите се порти на станциите могат да наранят някого.
Същият бутален резултат има и други проявления. Когато трен влиза в тунел, неочакваната смяна на налягането основава талази с микроналягане. През 70-те години японският Шинкансен става прочут с това, създавайки проблеми с напукани прозорци на околните къщи и звукова вълна, сходна на тропот, която се чува на разстояние до 400 метра.
„ Причината за странните форми на носа е стремежът да се понижи градиентът на вълната на налягането, която се основава, когато влакът влиза в тунел, с цел да се понижат вълните на микровълновото налягане при тунелните изходи ”, изяснява Сопър.
Алтернативите
Колкото по-плоска е предната част на влака, толкоз по-бързо вълната на налягането се натрупва в тунела, създавайки по-голяма смяна в налягането, когато влакът излезе. Дизайнът на ALFA-X има за цел да сведе до най-малко този резултат посредством понижаване на площта на напречното сечение в предната част на влака. Това значи, че вълната на налягането се натрупва по-продължително време.
Идеалната форма на носа в действителност би била хемисфера, само че има на практика ограничавания да се направи по този начин – тъй като е належащо място, където да седят машинистите.
Промяната на формата на влаковете не е единственият метод за битка с буталния резултати. Най-простото решение е влакът да се забави при доближаване към тунел.
Дизайнът на ALFA-X има за цел да сведе до най-малко този резултат посредством понижаване на площта на напречното сечение в предната част на влака (снимка: Locomotive Wiki)
Също по този начин дизайнерите могат да изградят специфични „ входни портали ” за тунелите, наподобявайки фунията на тромпет, предлага Алън Варди от университета в Дънди. Това обаче не е използвано на всички места. В страни с планински региони неведнъж няма задоволително пространство сред тунелите за построяването на този вид входове към тунелите, а забавянето преди всеки тунел може да има гибелен резултат върху времето за пътешестване.
Настилките на тунелите също играят роля. Варди показва, че звуковият проблем не е единствено тъй като влаковете се движат по-бързо – той действително стартира тогава, когато се вкарва практиката подовете на тунелите да се построяват с бетонни плочи, а не с насипния трошляк и баласт, употребявани в останалата част от железопътната мрежа.
Комфорт за пасажерите
Намаленият звук не е единствената изгода от странната форма на ALFA-X. „ Искаме да подобрим освен скоростта, само че и сигурността и комфорта ”, сподели Ичиро Огава, началник на изследователския център на Източна японска железопътна компания.
Съществуват общи аеродинамични изгоди от дългия нос, които могат да оказват помощ за понижаване на резултата от страничните ветрове и да създадат влака по-ефективен, намалявайки съпротивлението. В Европа Bombardier съумява да реализира 20% спестовност на сила посредством потребление на компютърно моделиране за възстановяване на дизайна на влаковете си.
Подобна особена форма може да направи пътуването и по-комфортно за пасажерите. Големите промени на налягането отвън влака всекидневно оказват въздействие върху самите вагони, изключително когато няма огромно разстояние сред покрива на влака и тавана на тунела. Ето за какво при пътешестване с трен мнозина усещат по какъв начин ушите им пукат при всяко влизане в тунел. Този проблем също се понижава посредством странната форма на ALFA-X.
Най-забележителната линия на ALFA-X е удълженият нос, пресилена версия на дизайна на влака-стрела от 1997 година (снимка: Locomotive Wiki)
Новият японски високоскоростен трен ALFA-X ще развива скорост от 400 километра в час, когато влезе в употреба през 2030 година. Влакът ще има въздушни спирачки на покрива и магнитни плочи изпод, с цел да стопира по-лесно, заяви Wired .
Но най-забележителната линия на ALFA-X е удълженият нос, пресилена версия на дизайна на влака-стрела от 1997 година Инженерите тестват и 16-метрова, и 22-метрова версия на носа. Това става посредством нощни тествания по трасето сред градовете Аомори и Сендай, които започнаха предходната седмица. Тестовете ще продължат 3 години.
Странният нос на влака-стрела буди неразбиране у мнозина. Ясно е, че заостреният, объл нос е предопределен да се бори с въздушното противодействие, само че за какво е толкова… изкилиферчен?!
Отговорът е комплициран. Най-вече задачата му е да се бори със страничните резултати от това, което инженерите назовават „ бутален резултат ”. Това включва няколко събития, които се случват, когато скоростните влакове нахлуват в тунел.
Бутален резултат
„ Това е като бутало, което влиза в цилиндър ”, изяснява Дейвид Сопер, учител по аеродинамика в Центъра за железопътни проучвания и обучение на Университета в Бирмингам. „ Когато влакът влиза в тунела, той основава талази на налягане – става въпрос формата, дължината и скоростта ”.
Ако сте се возили в метро, най-вероятно към този момент сте усещали въпросния бутален резултат: когато влакчето наближава метростанцията, в станцията се явява мощно въздушно течение, мощен вятър облъхва чакащите на перона, леките боклучета по земята се завихрят, от време на време вратите на станциите стартират да се отварят (както се случва на някои станции на софийското метро).
Този мощен полъх предлага блажено облекчение за потните пасажери в летния задух, само че при по-високи скорости може да има пагубни последствия. Силният вятър може да бутне пасажерите в инвалидни колички и децата, а лашкащите се порти на станциите могат да наранят някого.
Същият бутален резултат има и други проявления. Когато трен влиза в тунел, неочакваната смяна на налягането основава талази с микроналягане. През 70-те години японският Шинкансен става прочут с това, създавайки проблеми с напукани прозорци на околните къщи и звукова вълна, сходна на тропот, която се чува на разстояние до 400 метра.
„ Причината за странните форми на носа е стремежът да се понижи градиентът на вълната на налягането, която се основава, когато влакът влиза в тунел, с цел да се понижат вълните на микровълновото налягане при тунелните изходи ”, изяснява Сопър.
Алтернативите
Колкото по-плоска е предната част на влака, толкоз по-бързо вълната на налягането се натрупва в тунела, създавайки по-голяма смяна в налягането, когато влакът излезе. Дизайнът на ALFA-X има за цел да сведе до най-малко този резултат посредством понижаване на площта на напречното сечение в предната част на влака. Това значи, че вълната на налягането се натрупва по-продължително време.
Идеалната форма на носа в действителност би била хемисфера, само че има на практика ограничавания да се направи по този начин – тъй като е належащо място, където да седят машинистите.
Промяната на формата на влаковете не е единственият метод за битка с буталния резултати. Най-простото решение е влакът да се забави при доближаване към тунел.
Дизайнът на ALFA-X има за цел да сведе до най-малко този резултат посредством понижаване на площта на напречното сечение в предната част на влака (снимка: Locomotive Wiki)
Също по този начин дизайнерите могат да изградят специфични „ входни портали ” за тунелите, наподобявайки фунията на тромпет, предлага Алън Варди от университета в Дънди. Това обаче не е използвано на всички места. В страни с планински региони неведнъж няма задоволително пространство сред тунелите за построяването на този вид входове към тунелите, а забавянето преди всеки тунел може да има гибелен резултат върху времето за пътешестване.
Настилките на тунелите също играят роля. Варди показва, че звуковият проблем не е единствено тъй като влаковете се движат по-бързо – той действително стартира тогава, когато се вкарва практиката подовете на тунелите да се построяват с бетонни плочи, а не с насипния трошляк и баласт, употребявани в останалата част от железопътната мрежа.
Комфорт за пасажерите
Намаленият звук не е единствената изгода от странната форма на ALFA-X. „ Искаме да подобрим освен скоростта, само че и сигурността и комфорта ”, сподели Ичиро Огава, началник на изследователския център на Източна японска железопътна компания.
Съществуват общи аеродинамични изгоди от дългия нос, които могат да оказват помощ за понижаване на резултата от страничните ветрове и да създадат влака по-ефективен, намалявайки съпротивлението. В Европа Bombardier съумява да реализира 20% спестовност на сила посредством потребление на компютърно моделиране за възстановяване на дизайна на влаковете си.
Подобна особена форма може да направи пътуването и по-комфортно за пасажерите. Големите промени на налягането отвън влака всекидневно оказват въздействие върху самите вагони, изключително когато няма огромно разстояние сред покрива на влака и тавана на тунела. Ето за какво при пътешестване с трен мнозина усещат по какъв начин ушите им пукат при всяко влизане в тунел. Този проблем също се понижава посредством странната форма на ALFA-X.
Източник: technews.bg
КОМЕНТАРИ