CC BY
17
УДК 629.4
И. А. Гребнев, О. Е. Пудовиков
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)), г. Москва, Российская Федерация
К ОЦЕНКЕ ВЛИЯНИЯ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ НА ГРУЗОВОЙ ПОЕЗД
Аннотация. Статья посвящена исследованию влияния ветровой нагрузки на аэродинамическую составляющую сопротивления движению грузового поезда. Полученные результаты способствуют пониманию влияния аэродинамического сопротивления на расход топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) на тягу поездов. В статье показана высокая значимость рассматриваемой проблемы для Российских железных дорог (ОАО «РЖД»), сделаны выводы из анализа статистических данных маршрутов машинистов, работающих на участке Палласовка - Верхний Баскунчак, который является подверженным ветровым нагрузкам. При помощи приложения SOLIDWORKS создана модель поезда с локомотивом и полувагонами в сцепе на железнодорожной насыпи, а с помощью расширения SOLIDWORKS Flow Simulation смоделирована ветровая нагрузка, разная по скорости, изменяющаяся под углом от 0 до 90 °. Получены значения силы аэродинамического сопротивления движению на поезд в целом и на каждую единицу подвижного состава в отдельности. Методами теории тяги поездов выполнена оценка влияния аэродинамического сопротивления на расход топлива на тягу. На основе полученных значений сил аэродинамического сопротивления и картин распределения воздушных потоков сделаны выводы о влиянии загрузки полувагона на увеличение сопротивления движению. Сделаны выводы о влиянии ветровой нагрузки на каждую единицу подвижного состава в поезде. Установлено, что при направлении ветра под углом к оси пути сила ветрового воздействия увеличивается по сравнению со случаем, когда угол между осью пути и вектором скорости равен нулю. Данные эксперимента об увеличении сопротивления от ветровой нагрузки подтверждаются теоретическим расчетом и практической обработкой маршрутов машинистов. Данная статья демонстрирует необходимость отдельного нормирования ТЭР при возникновении ветровых нагрузок, может быть полезна при дальнейшем детальном изучении аэродинамического сопротивления грузовых поездов.
Ключевые слова: аэродинамическое сопротивление, ветровые нагрузки, энергоэффективность, моделирование воздушного потока, удельный расход топлива.
Ivan A. Grebnev, Oleg E. Pudovikov
Russian University of Transport (MIIT), Moscow, the Russian Federation
ON THE ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF WIND LOAD ON A FREIGHT TRAIN
Abstract. The article is devoted to the research of the of wind load effect on the aerodynamic component to the movement of a freight train. These findings contribute to a better understanding of the impact of aerodynamic resistance on the consumption of fuel and energy resources (FER) on train traction. The article shows the high significance of this problem for Joint Stock Company Russian Railways (RZD JSC). The conclusions were drawn from the analysis of statistical data on the routes of locomotive drivers, working on the Pallasovka-Verkhniy Baskunchak section, which is undergone to wind loads. The SOLIDWORKS application was used to design a train with a locomotive and gondola cars coupled on an embankment, and SOLIDWORKS Flow Simulation plug-in was used to simulate wind load, different in speed, varying from 0 to 90°. The values of the force of aerodynamic resistance to movement for the train as a whole and for each unit of the rolling stock separately were obtained. Using the methods of the theory of train traction, the influence ofaerodynamic drag on fuel consumption for traction has been assessed. Based on the obtained values of the aerodynamic drag forces and patterns of airflow distribution, conclusions were drawn about the effect of loading a gondola car on an increase in traffic resistance. Conclusions are drawn about the effect of wind load on each unit of rolling stock in the train. It was found that when the wind is directed at an angle to the axis of the path, the force of the wind effect increases, compared with the case when the angle between the axis of the path and the velocity vector is zero. The experimental data on the increase in resistance from the wind load are confirmed by theoretical calculation, as well as practical processing of routes machinists. This article demonstrates the need for a separate regulation offuel and energy resources in the event of wind loads, and may be useful in further detailed study of the aerodynamic drag offreight trains.
Keywords: aerodynamic resistance, wind Loads, energy efficiency, air flow simulation, specific fuel consumption.
Проблема ресурсосбережения является важной составляющей в экономической политике компании ОАО «РЖД». Особенно острой является проблема нормирования топлива и электроэнергии на тягу поездов. В большинстве случаев учитываются лишь известные
12 4(52) 2022
постоянные факторы, влияющие на энергозатраты, а именно - план и профиль пути [1]. Однако имеются некоторые участки железных дорог, на которых велико влияние переменных факторов, к примеру ветровых нагрузок. К таким метеозависимым участкам относится в частности участок Приволжской железной дороги Палласовка - Верхний Баскунчак [2].
Следует отметить, что до сих пор доподлинно не установлено влияние взаимных скоростей и направлений перемещений подвижного состава и ветровых потоков на тягу поездов и расход топливно-энергетических ресурсов (ТЭР). В Правилах тяговых расчетах (ПТР) [3] представлены лишь коэффициенты для увеличения дополнительного сопротивления, учитывающие скорость ветра, но не угол между вектором скорости движения поезда и направлением ветра. Такое определение не подходит для конкретных участков с целью нормирования энергозатрат на них.
Влияние воздушной среды на подвижной состав многопланово. Условно его рассматривают в рамках внешней, внутренней и пограничной аэродинамики. Обычно поезд характеризуется внешней аэродинамикой, которая определяется скоростью движения поезда, его составностью, степенью аэродинамического совершенства вагонов и локомотивов, условиями движения по железнодорожному полотну, состоянием и величиной внешних и внутренних аэродинамических связей в поезде, а также поезда с элементами инфраструктуры, расположенными вблизи нее [4, 5].
Для экспериментального установления влияния ветровой нагрузки на расход ТЭР был выполнен анализ статистических данных о расходе топлива в периоды март - май и октябрь -декабрь 2019, 2020 гг., полученных из маршрутов машинистов форма № ТУ-3ВЦ (отчетная форма, содержащая информацию о выполненной локомотивной бригадой поездке, в частности, данные об остановках, расходе топлива за поездку по показаниям контрольно-измерительных приборов) на участке Палласовка - Верхний Баскунчак Приволжской железной дороги в тяге с тепловозами 2ТЭ25КМ. Рассматриваемый период выбран не случайно - именно в эти месяцы дуют ветра преимущественно восточного направления с максимальной за год скоростью. В электронную форму учета маршрутов вносятся также данные о присутствии ветровых нагрузок на основе рапорта машиниста. Данный анализ показал, что в тех поездках, в которых было воздействие ветровых нагрузок при прочих равных факторах, наблюдалось увеличение удельного расхода топлива в среднем на 6,5 %. Причем большая разница по сравнению со случаями отсутствия воздействия ветровых нагрузок наблюдалась для поездов, состоящих из порожних полувагонов. На рисунке 1, а, б показаны плотности распределения удельного расхода топлива без наличия ветровых нагрузок (см. рисунок 1, а) и при их наличии (см. рисунок 1, б) для поездов с фиксированной минимальной нагрузкой на ось [6].
f, изм/кг 0,09 п
0,08 -
0,07 -
0,06 -
0,05 -
0,04 -
0,03 -
0,02 -
0,01 -0
f, изм/кг 0,08
0,07 0,06 0,05 0,04 -0,03 0,02 0,01 -0
14,8 - 19,3 - 23,7 - 28,2 - 32,6 - 37,1 - 41,5 - е, кг/изм 19,3 23,7 28,2 32,6 37,1 41,5 46
14,8 - 20,7 - 26,5 - 32,3 - 38,1 - 43,9 - 49,7 - е, кг/изм 20,7 26,5 32,3 38,1 43,9 49,7 55,6
б
Рисунок 1 - Гистограмма плотности распределения удельного расхода топлива тепловозом 2ТЭ25КМ без ветра (а) и при наличии ветровой нагрузки (б) для общей выборки с порожними поездами
Известно, что аэродинамическое сопротивление тела, обтекаемого потоком, представляет собой сумму составляющих его сопротивлений, а именно - формы, индуктивного поверхностного (трения), интерференционного и внутренних потоков. Составляющая сопротивления, определяемая формой тела, возникает в результате появления перепадов давления на поверхности обтекаемого тела, вызванных срывом потока [7]. Сопротивление трения возникает в результате преодоления сопротивления вязкой текучей среды, эта составляющая зависит от площади обтекаемой поверхности тела, на нее оказывает влияние и шероховатость поверхности. Так как по известной классификации железнодорожный поезд представляет собой плохообтекаемое тело значительного удлинения, движущееся вдоль экрана [4], эти две составляющие сопротивления являются преобладающими для грузового железнодорожного поезда, в то время как величинами индуктивного сопротивления, возникающего в результате действия подъемной силы, интерференционного, возникающего в результате взаимодействия потоков, обтекающих различные части поезда, а также сопротивления внутренних потоков можно пренебречь.
Дополнительная ветровая нагрузка оказывает влияние на аэродинамическую составляющую сопротивления движению, а также ухудшает условия взаимодействия подвижного состава и железнодорожного пути, дополнительно прижимая гребни колесных пар к внутреннему по отношению к действующему ветру рельсу, создавая дополнительное сопротивление в подшипниках качения [8, 9].
Оценку влияния воздушной среды, в том числе ветровых нагрузок, на грузовой поезд выполним, используя метод имитационного моделирования. Для выполнения расчета используем программный пакет SOLIDWORKS, в состав которого входит расширение Flow Simulation. SOLIDWORKS Flow Simulation - вычислительный инструмент для моделирования потоковых процессов в текучей среде Computational Fluid Dynamics (CFD-анализ), полностью встроенной в SOLIDWORKS [10].
Была выполнена проверка возможности использования расширения SOLIDWORKS для определения характера силового взаимодействия исследуемого объекта и набегающего потока путем определения величины коэффициента лобового сопротивления Cz, качественной оценки характера воздушного потока и сопоставления ее с результатами эксперимента. Проверка проводилась для тела с уже известным коэффициентом лобового сопротивления, а именно для сферы. Величина Cz вычислялась по известной формуле [11]:
2F
CC сопр
р • V 2- S'
(1)
где ^сопр - величина силы, действующей на тело в результате обтекания его воздухом, определяется в результате выполнения расчетов, Н;
р - плотность воздуха, кг/м3;
V - скорость набегающего потока воздуха, м/с;
£ - наибольшая (миделева) площадь поперечного сечения обтекаемого тела. Для сферы 5 = где d - диаметр сферы, м.
Выполненные расчеты для различных Re ^е - безразмерная величина - число Рейнольдса, определяющее относительную роль сил инерции и сил трения в динамике потока) показали, как качественное (по характеру обтекания тела), так и количественное соответствие результатов расчета результатам экспериментальных исследований по определению величины С2.
Анализ влияния ветровой нагрузки выполним применительно к поездам в грузовом движении, обращающимся на участке Палласовка - Верхний Баскунчак Приволжской железной дороги. Выбор данного участка обусловлен тем, что он расположен в зоне с повторяемостью ветра скоростью более 12 м/с 10-15 % в год. Согласно ГОСТ 16350-80 «Климат СССР. Районирование и статистические параметры для технических целей». То есть на этом участке дуют ветра со скоростями 12 м/с и выше чаще чем 53 дня в году [2]. На рисун-
ке 2 приведена информация о ветровой нагрузке, зафиксированной в период с марта по май 2015 - 2019 гг. (именно в эти переходные сезоны возникает наиболее сильное ветровое воздействие) на метеостанции поселка Эльтон, расположенной на исследуемом участке железной дороги, примерно на одинаковом удалении от конечных точек рассматриваемого маршрута.
За 3 месяца Март Апрель Май
а б 6 г
Рисунок 2 - Роза ветров метеостанции Эльтон
На рисунке 2 показана повторяемость ветров каждого направления. Сила ветра отображается цветом сектора диаграммы, размер сектора в радиальном направлении соответствует повторяемости данного ветра. Согласно данным метеостанции [12] преобладает ветер восточного направления. Так, за все время наблюдений повторяемость ветров с направлений от северо-восточного до юго-восточного составляет 38 %, при этом 33 % из них со скоростями до 6 м/с.
Устойчивые значения пиковых скоростей ветра определяются по формуле [13]:
ы = ы + каш, (2)
где и> - максимальная скорость ветра; ш - средняя скорость ветра; ош - стандартное отклонение естественной скорости ветра; k - коэффициент достоверности.
Различные значения k соответствуют разным коэффициентам надежности; коэффициент надежности определяется как вероятность того, что средняя пиковая скорость ветра не превысит ш + каш. При ^ равном 2,84, вероятность того, что пиковая скорость ветра не превысит ш + каш, составляет 99,77 %. При ветровом потоке, действующем под углом к оси пути, земляное полотно оказывает значительное влияние на траекторию и скорость воздушного потока, способствуя дополнительному вихреобразованию и турбулизации потока, а следовательно, оказывая влияние на характер взаимодействия подвижного состава с воздушным потоком [14]. Стандартное отклонение скорости ветра зависит главным образом от средней скорости ветра и интенсивности турбулентности; оно рассчитывается по формуле [15]:
ош = (3)
где Ь - интенсивность турбулентности, которую можно вычислить по формуле:
где к - высота насыпи над землей, к = 2 м; к0 - шероховатость насыпи, к0 = 0,07 м. С учетом сказанного получена средняя пиковая скорость ветра, равная 13 м/с.
Расчеты были выполнены при различных сочетаниях скоростей и направлений скорости воздушного потока для случая движения поезда в безветренных условиях, т. е. при ув = 0 м/с. Проведена серия расчетов для случая действия ветра со скоростью, равной среднему пиковому значению скорости ветра, действующему на протяжении всего года в районе метеостанции
Эльтон и составляющему 13 м/с, при этом ветровой поток был направлен навстречу подвижному составу под углом а, изменяющимся в диапазоне от 0 до 90 ° с шагом в 15 ° к оси пути (рисунок 3). Для сопоставления результатов расчета по определению влияния ветра на величину аэродинамического сопротивления поезда, а значит, и расхода ТЭР на тягу, был выполнен расчет при скорости ветрового потока ув = 6 м/с, направленного под углом а = 75 ° к оси пути. Данный вариант соответствует наиболее вероятной величине угла между направлениями ветрового потока и движения поезда с учетом трассировки рассматриваемого участка железной дороги.
Для выполнения расчета была создана модель поезда, состоящего из односекционного локомотива, по своим основным геометрическим размерам соответствующего одной секции современного магистрального тепловоза, а также из 26 полувагонов. Модели всех экипажей выполнены в масштабе 1:1.
Рисунок 3 - Схема учета дополнительного ветрового воздействия на поезд
Во всех случаях расчеты выполнены при скорости поезда vn = 60 км/ч, равной технической, определенной в результате обработки статистического материала из маршрутов машиниста.
Необходимо отметить, что расчеты выполняют в предположении, что твердое тело, обтекаемое потоком, является неподвижным. Тогда в соответствии с принципом относительности скорость эквивалентного воздушного потока vП, воздействующего на поезд:
ч'п = -Vn + VB х = -Vn + vB cos а. (5)
На рисунке 4 приведены результаты расчета, иллюстрирующие обтекание поезда, движущегося со скоростью уп = 60 км/ч, ветровым потоком со скоростью ув = 6 м/с, направленным под углом а = 75 ° к оси пути. На рисунке приведено распределение скоростей воздушного потока и линии тока в горизонтальной плоскости, параллельной оси пути на высоте 2 м от уровня головки рельсов, а также в вертикальной плоскости, содержащей ось пути. Как видно (рисунок 4, а), головная часть локомотива служит для набегающего под углом к оси пути потока экраном, способствуя отклонению воздушного потока от начальной траектории, интенсивному вихреобразованию вокруг головной части поезда, а также создавая «тень» для группы вагонов, расположенных непосредственно за локомотивом, вследствие чего характер их обтекания значительно отличается от аналогичного для вагонов, расположенных на большем удалении от локомотива.
Как видно из рисунка 4, а, характер обтекания вагонов варьируется и зависит от местоположения вагона в поезде, он стабилизируется по мере удаления от головной части, так как при этом значительно снижается влияние эффекта экранирования набегающего потока локомотивом. В хвостовой части поезда, очевидно, значительное отличие от остальных должен иметь характер течения вокруг последнего вагона, что подтверждается результатами расчетов
(рисунок 4, б). Как видно из рисунка 4, а, б, из-за отсутствия заполнения вагонов в их кузовах тоже наблюдается интенсивное вихреобразование, сопровождающееся значительным перепадом давления на различных стенках вагонов. Все эти факторы, а именно повышенное вихреобразование, перепады давления, ведут к увеличению сил аэродинамического сопротивления, действующих на вагоны порожнего поезда, а значит, и на поезд в целом.
б
Рисунок 4 - Распределение скоростей воздушного потока и линии тока в областях головной (а) и хвостовой (б) групп экипажей
В таблице приведены результаты расчетов - значения сил (кН), действующих на порожний поезд при движении в безветренных условиях, а также при скорости ветра ув = 6 м/с, воздействующего на поезд под углом а = 75 Кроме этого в таблице приведены результаты расчетов как для порожнего, так и для груженого поезда при действии ветра со скоростью ув = 13 м/с и изменении угла дополнительной ветровой нагрузки а от 0 до 90 °.
Силы, действующие на поезд, кН
Тип загрузки вагонов Скорость ветра, м/с Направление ветрового потока, а
0 15 30 45 60 75 90
Порожние 0 14,4 - - - - - -
6 - - - - - 27,3 -
13 22,2 35,5 36,7 38,3 42,1 42,4 41,3
Груженые 13 17,0 25,5 29,5 35,0 36,5 36,1 32,4
а
Как видно из представленных результатов, величина силы давления существенно зависит от величины скорости потока, а также от величины угла между направлением движения поезда и направлением ветра. При скорости ветра рв = 13 м/с максимальное значение силы давления, действующей на поезд, состоящий из порожних вагонов, достигается при величине угла, равной примерно 60 - 75 при этом в результате детального повагонного анализа значений сил установлено, что наибольшая сила, действующая на локомотив, достигается при величине угла 45 °. Установлено также, что сила давления, действующая на локомотив, значительно превышает аналогичные силы, действующие на вагоны поезда, составляет от 12 до 21 % от величины общей силы и равномерно убывает от 21 до 12 % при изменении угла ветровой нагрузки от 0 до 90 °. Так же и для последнего вагона в поезде доля общей величины сопротивления, приходящейся на него, примерно в два раза превышает аналогичные значения для промежуточных вагонов при величинах углов в диапазоне 0 до 60 °, при больших значениях углов данная разница значительно снижается. Вагоны (со второго по пятый), расположенные непосредственно за локомотивом, имеют значительно больший разброс величин сил давления воздушного потока по сравнению со средним по составу (40 % против 6 %), при этом их величина значительно меньше, чем у локомотива. Причиной этого является то, что локомотив выступает экраном, который создает эффект «тени» для набегающего потока воздуха, способствуя интенсивному вихреобразованию вокруг головной части поезда [16]. Применительно к промежуточным вагонам: величина силы давления равномерно возрастает по мере увеличения угла дополнительной ветровой нагрузки, достигая максимума при значении этого угла 90 ° В случаях, если угол дополнительной ветровой нагрузки составляет 60 - 90 силы, действующие на все экипажи поезда, за исключением головной группы, примерно одинаковы, при этом суммарное сопротивление является наибольшим. Установлено, что на группу вагонов, расположенных между пятым и последним вагоном поезда, действуют примерно одинаковые по значению силы, что позволяет масштабировать полученные результаты на поезд произвольной длины [17].
На рисунке 5 приведены результаты повагонного определения сил, действующих на экипажи поезда при скорости ветра ув = 13 м/с, направленного под углом а = 30 ° на движущийся поезд.
кН
6,0
4,0
2.0
0.0
N
0
10
15
20
25
Рисунок 5 - Силы, действующие на экипажи поезда при ув = 13 м/с и а = 30 °
Как видно из результатов, приведенных в таблице, при скорости ветра, равной 6 м/с, и направлении ветрового потока под углом 75 ° по отношению к направлению движения, по сравнению с результатами расчета варианта при отсутствии ветровой нагрузки величина силы аэродинамического сопротивления больше примерно на 12,9 кН. Данное значение увеличивает величину силы основного сопротивления движению поезда рассматриваемого варианта формирования при движении со скоростью 60 км/ч, вычисленную в соответствии с известной методикой [3 с. 35,36; 64, 65], на 17 % с 74 до 87,9 кН. Проведенная оценка показала, что удельный расход топлива, затрачиваемого на тягу поезда, в этом случае увеличивается
на 11 %. Данный результат в достаточной мере соответствует результатам статистической обработки данных, полученных в эксплуатации, подтверждающих увеличение расхода в среднем на 6,5 %.
Применительно к груженому поезду (см. таблицу): величины сил сопротивления движению являются значительно меньшими по сравнению с поездом, состоящим из порожних вагонов, что объясняется значительно более благоприятными условиями обтекания вагонов поезда воздушным потоком, связанным с большей однородностью сечения поезда.
В остальном характер изменения аэродинамических сил по длине поезда, зависимости этих сил от величины угла дополнительного ветрового потока являются в целом аналогичными вариантам, полученным для поезда, состоящего из порожних полувагонов.
Таким образом, как статистический анализ, так и результаты математического моделирования показали, что ветровая нагрузка оказывает существенное влияние на расход топливно-энергетических ресурсов на тягу поездов за счет увеличения аэродинамической составляющей сопротивления движению поезда, а также некоторых сопутствующих факторов. Подтверждено, что степень загрузки полувагона оказывает значительное влияние на величину аэродинамического сопротивления поезда. Установлено, что существенное влияние на величину сопротивления движению оказывает не только скорость ветрового потока, но и его направление относительно оси движения поезда, поэтому при решении задачи нормирования расхода топливно-энергетических ресурсов целесообразно учитывать влияние данных факторов на расход топлива, корректируя его в сторону увеличения на процентную разницу, полученную в результате моделирования.
Список литературы
1. Годовой отчет ОАО «РЖД» 2018 года // rzd.ru : сайт. - Текст : электронный - URL: https://ar2018.rzd.ru/ru (дата обращения: 31.10.2022).
2. ГОСТ 16350-80. Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. - Москва : Стандартинформ, 1981. - 140 с. -Текст : непосредственный.
3. Правила тяговых расчетов для поездной работы. Нормативное производственно-практическое издание. - Москва : ОАО «РЖД», 2016. - 515 с. - Текст : непосредственный.
4. Чурков, Н. А. Аэродинамика железнодорожного поезда. Принципы конструирования подвижного состава, минимизирующие воздействия воздушной среды на железнодорожный поезд. - Москва : Желдориздат, 2007. - 332 с. - Текст : непосредственный.
5. D. Soper The aerodynamics of a container freight train. University of Birmingham Research Archive, 2014, 371 p.
6. Grebnev I.A., Sidorova N.N., Pudovikov O.E. Identification of wind loads through train statistical analysis. Networked Control Systems for Connected and Automated Vehicles, 2022, no. 2, pp. 299-307.
7. Schetz J.A. Aerodynamics of high-speed trains. Annual Review of Fluid Mechanics, 2001, no. 33 (1), pp. 371-414.
8. Стромский, П. П. Влияние ветра на сопротивление поезда / П. П. Стромский. - Текст : непосредственный // Вестник ВНИИЖТа. - 1959. - № 7. - С. 24-28.
9. Стромский, П. П. Определение коэффициента воздушного сопротивления вагонов / П. П. Стромский. - Текст : непосредственный // Вестник ВНИИЖТа. - 1963. - № 2. - С. 21-24.
10. Алямовский, А. А. Инженерные расчеты и SolidWorksSimulation / А. А. Алямовский. -Москва : ДМК Пресс, 2010. - 464 с. - Текст : непосредственный.
11. Петров, К. П. Аэродинамика тел простейшей формы / К. П. Петров. - Москва : Физматлит, 1998. - 428 с. - Текст : непосредственный.
12. Розы ветров России // lakka-sails.ru : сайт. - Текст : электронный. - URL: http://lakka-sails.ru/winds/ (дата обращения: 31.10.2022).
4(52)
13. Mengge Y., Rongchao J., Qian Z., Jiye Z., Crosswind stability evaluation of high-speed train using different wind models. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2019 no. 32(40), 37 p.
14. G. Vino, S. Watkins, P Mousley, J. Watmuff, S. Prasad. Flow structures in the near wake of the Ahmed model. Journal of Fluids and Structures, 2005, no. 20, pp. 673-695.
15. Trivella A., Wang P., Corman F. The impact of wind on energy-efficient train control. SSRN Electronic journal, 2020, no. 8, pp. 47-77.
16. Кравец, В. В. Аэродинамика частично перекрытого межвагонного пространства скоростного поезда / В. В. Кравец, Е. В. Кравец. - Текст : непосредственный // Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта. - 2005. - 9 с.
17. Поляков, Б. О. Разработка методики исследования аэродинамических особенностей подвагонного пространства в составе высокоскоростного электропоезда / Б. О. Поляков, Е. Я. Ватулина, Ю. П. Бороненко. - Текст : непосредственный // Транспорт: проблемы, идеи, перспективы : материалы всероссийской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 20-27 апреля 2020 г. - Санкт-Петербург : Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2020. - С. 47-50.
References
1. Godovoi otchet OAO «RZhD» 2018 goda [Annual report of Russian Railways JSC 2018]. Available at: https://ar2018.rzd.ru/ru. Publication date March 21, 2018 (accessed 31.10.2022).
2. National Standard 16350-80. Climate of the USSR. Zoning and statistical parameters of climatic factors for technical purposes. Moscow, Standartinform Publ., 1981. 140 p. (In Russian).
3. Pravila tyagovykh raschetov dlyapoyezdnoy raboty [Rules of traction calculations]. Moscow, JSC «RZD» Publ., 2016, 515 p. (In Russian).
4. Churkov N.A. Aerodinamika zheleznodorozhnogo poyezda [Rolling stock aerodynamics]. Moscow, Zheldorizdat Publ., 2007, 332 p. (In Russian).
5. Soper D. The aerodynamics of a container freight train. University of Birmingham Research Archive, 2014, 371 p.
6. Grebnev I.A., Sidorova N.N., Pudovikov O.E. Identification of wind loads through train statistical analysis. Networked Control Systems for Connected and Automated Vehicles, 2022, no. 2, pp. 299-307.
7. Schetz J.A. Aerodynamics of high-speed trains. Annual Review of Fluid Mechanics, 2001, no. 33 (1), pp. 371-414.
8. Stromsky P.P. Influence of wind on train resistance. Vestnik VNIIZhT - The Bulletin of VNIIZhT, 1959, no. 7, pp. 24-28 (In Russian).
9. Stromsky P.P. Determination of the coefficient of air resistance of cars. Vestnik VNIIZhT -The Bulletin of VNIIZhT, 1963, no. 2, pp. 21-24 (In Russian).
10. Alyamovsky A.A. Inzhenernyye raschety i SolidWorksSimulation [Engineering calculations and SolidWorksSimulation]. Moscow, DMK Press Publ., 2010, 464 p. (In Russian).
11. Petrov K.P. Aerodinamika tel prosteyshey formy [Aerodynamics of bodies of the simplest form]. Moscow, Fizmatlit Publ., 1998, 428 p. (In Russian).
12. Rozy vetrov Rossii (Wind roses of Russia), Available at: http://lakka-sails.ru/winds/ (accessed 31.10.2022).
13. Mengge Y., Rongchao J., Qian Z., Jiye Z. Crosswind stability evaluation of high-speed train using different wind models. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2019, no. 32 (40), 37 p.
14. Vino G., Watkins S., Mousley P., Watmuff J., Prasad S. Flow structures in the near wake of the Ahmed model. Journal of Fluids and Structures, 2005, no. 20, pp. 673-695.
15. Trivella A., Wang P., Corman F. The impact of wind on energy-efficient train control. SSRN Electronic journal, 2020, no. 8, pp. 47-77.
16. Kravets V.V., Kravets E.V. Aerodynamics of partially covered inter-car space of a highspeed train. Vestnik Dnepropetrovskogo natsional'nogo universiteta zheleznodorozhnogo transporta -Bulletin of the Dnepropetrovsk National University of Railway Transport, 2005, p. 9 (In Russian).
17. Polyakov B.O. Development of a methodology for studying the aerodynamic features of the undercar space as part of a high-speed EMU train. Vserossiyskaya nauchno-tekhnicheskoy konferentsiya studentov, aspirantov i molodykh uchenykh. [All-Russian scientific and technical conference of students, graduate students and young scientists]. St. Petersburg, 2020, pp. 47-50 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Гребнев Иван Алексеевич
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994, Российская Федерация.
Аспирант кафедры «Электропоезда и локомотивы», РУТ (МИИТ).
Тел.: +7 (980) 388-24-19.
E-mail: lokomotiv197309@gmail.com
Пудовиков Олег Евгеньевич
Российский университет транспорта (РУТ (МИИТ)).
Образцова ул., д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994, Российская Федерация.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Электропоезда и локомотивы», РУТ (МИИТ).
Тел.: +7 (495) 684-22-15.
E-mail: olegep@mail.ru
БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ
Гребнев, И. А. К оценке влияния ветровой нагрузки на грузовой поезд / И. А. Гребнев, О. Е. Пудовиков. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2022. - № 4 (52). - С. 13 - 22.
УДК 621.311
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Grebnev Ivan Alekseevich
Russian University of Transport (MIIT).
9, b. 9, Obrazcova st., Moscow, 127994, the Russian Federation.
Postgraduate student of the department «EMU and locomotives», RUT (MIIT).
Phone: +7 (980) 388-24-19.
E-mail: lokomotiv197309@gmail. com
Pudovikov Oleg Evgenievich
Russian University of Transport (MIIT).
9, b. 9, Obrazcova st., Moscow, 127994, the Russian Federation.
Doctor of Sciences in Engineering, professor of the department «EMU and locomotives», RUT (MIIT).
Phone: +7 (495) 684-22-15.
E-mail: olegep@mail.ru
BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION
Grebnev I.A., Pudovikov O.E. On the estimation of the influence of wind load on a freight train. Journal of Transsib Railway Studies, 2022, no. 4 (52), pp. 13-22 (In Russian).
В. Л. Незевак1, А. Д. Дмитриев1, П. В. Тарута2
1Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС), г. Омск, Российская Федерация;
2Западно-Сибирская дирекция по энергообеспечению ОАО «РЖД», г. Новосибирск, Российская Федерация
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ НАКОПЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ В ПОСЛЕАВАРИЙНЫХ И ВЫНУЖДЕННЫХ РЕЖИМАХ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Аннотация. Одним из свойств надежности электроснабжения электроподвижного состава железных дорог является безотказная работа системы тягового электроснабжения в различных режимах ее работы. Для послеаварийных и вынужденных режимов работы системы тягового электроснабжения характерно снижение показателей нагрузочной способности. С целью обеспечения пропускной и провозной способности участка железной дороги по устройствам тягового электроснабжения предлагается рассмотреть применение устройств накопления электроэнергии на электроподвижном составе и в системе тягового электроснабжения.
Исследования, проводимые отечественными и зарубежными учеными, позволяют оценить эффективность альтернативных решений по повышению надежности электроснабжения, к которым относятся различные варианты применения устройств накопления электроэнергии на электроподвижном составе и в системе тягового электроснабжения.
В настоящей статье представлены результаты обзора указанных решений, предложена имитационная модель системы тягового электроснабжения и электроподвижного состава с устройствами накопления
