techtranspТехник транспорта: образование и практикаTransport Technician: Education and Practice2687-10252687-1033Federal state budget establishment additional professional education «Educational and instructional center for railway transportation»10.46684/2687-1033.2024.4.437-444techtransp-714Research ArticleИНФРАСТРУКТУРА ТРАНСПОРТА: СОЗДАНИЕ, ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РАЗВИТИЕTRANSPORT INFRASTRUCTURE: ESTABLISHMENT, OPERATION AND DEVELOPMENTОценка динамики движения высокоскоростного подвижного составаEvaluation of the dynamics of high-speed rolling stockhttps://orcid.org/0000-0002-0534-5687ВоробьевА. А.VorobyovA. A.

Александр Алфеевич Воробьев — доктор технических наук, доцент

190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Alexander A. Vorobyov — Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

79219751198@yandex.ruВатаевА. С.VataevA. S.

Андрей Сергеевич Ватаев — кандидат технических наук, доцент

190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Andrey S. Vataev — Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

nttk@pgups.ruВатулинЯ. С.VatulinJ. S.

Ян Семенович Ватулин — кандидат технических наук, доцент

190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Jan S. Vatulin — Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

nttk@pgups.ruМайоровВ. С.MayorovV. S.

Владимир Сергеевич Майоров — кандидат технических наук, доцент

190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Vladimir S. Mayorov — Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

nttk@pgups.ruЦыбульскийA. Н.TsybulskyA. N.

Артем Николаевич Цыбульский — аспирант

190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 9

Artem N. Tsybulsky — postgraduate student

9 Moskovsky pr., St. Petersburg, 190031

 

nttk@pgups.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра IРоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport UniversityRussian FederationПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра IRussian FederationEmperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS)Russian Federation20240512202454437444Copyright © Воробьев А.А., Ватаев А.С., Ватулин Я.С., Майоров В.С., Цыбульский A.Н., 20242024Воробьев А.А., Ватаев А.С., Ватулин Я.С., Майоров В.С., Цыбульский A.Н.Vorobyov A.A., Vataev A.S., Vatulin J.S., Mayorov V.S., Tsybulsky A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.ttspo.ru/jour/article/view/714

При движении по эстакаде подвижной состав (ПС) подвергается воздействию сложного сочетания воздушных потоков, образующихся в результате вытеснения и инерционного увлечения воздушных масс движущимся корпусом, а также потоков воздушных масс бокового направления со стороны открытого пространства. Формирующееся таким образом аэродинамическое нагружение отличается от варианта движения состава по высокой насыпи.Выполнено численное моделирование аэродинамической нагрузки на высокоскоростной состав при его движении на эстакадах, расположенных в районах интенсивного влияния ветра. Проведена оценка устойчивости ПС при воздействии явления «сноса»: одновременного действия бокового ветра и инерционного наддува воздушных масс. Определены сочетания составляющих аэродинамического влияния, при которых формируются условия недопустимого снижения уровня весовой нагрузки на ходовые колеса тележек. Установлены предельные значения скоростного режима движения поезда в зависимости от аэродинамической нагрузки, образующейся при штормовых условиях.Результаты исследований показали наличие определенной корреляции уровня турбулентности возмущенной воздушной среды в коридоре движения железнодорожного транспортного средства и реакций в контактных группах «ходовые колеса – головка рельса» передней и задней тележек. 

When moving on an overpass, a rolling stock is exposed to a complex combination of air flows formed as a result of displacement and inertial entrainment of air masses by the moving body, as well as lateral air mass flows from the open space. The aerodynamic loading formed in this way differs from the variant of train movement on a high embankment.A numerical simulation of the aerodynamic load on a high-speed train when it moves on overpasses located in areas of intense wind exposure was performed. An assessment of the stability of the rolling stock under the effect of the “drift” phenomenon was carried out: the simultaneous action of a crosswind and inertial pressurization of air masses. Combinations of aerodynamic impact components were determined, under which conditions for an unacceptable decrease in the level of weight load on the running wheels of the bogies are formed. Limit values of the speed mode of train movement were established depending on the aerodynamic load formed under storm conditions.The results of the studies showed the presence of a certain correlation between the level of turbulence of the disturbed air environment in the corridor of movement of a railway vehicle and reactions in the contact groups “running wheels – rail head” of the front and rear bogies.

Аэродинамический сносинерционный наддув воздушных массвысокоскоростной подвижной составаэродинамикаустойчивостьэстакадаконтактная группа «колесо – рельс»aerodynamic demolitioninertial pressurization of air masseshigh-speed rolling stockaerodynamicsstabilityoverpasswheel – rail contact groupИсследования, выполняемые по данной тематике, проводились в рамках реализации федеральной программы поддержки университетов «Приоритет-2030».ReferencesАлександрова, Н.Б. Обеспечение безопасности движения поездов: учеб. пособие. / Н.Б. Александрова, И.Н. Писарева, П.Р. Потапов.— М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2016. — 148 с. ISBN 978-5-89035-882-0Aleksandrova N.B., Pisareva I.N., Potapov P.R. Ensuring the safety of train traffic: textbook. Moscow, Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport, 2016;148. EDN YSDJNH. (In Russ.).Аэродинамика скоростных поездов: почему ветер не мешает TGV [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.techinsider.ru /technologies/10632-protiv-vetra-aerodinamika/ – Дата обращения: 04.08.2024 г.Mamontov D. Aerodynamics of high-speed trains: why the wind does not interfere with TGV. Techinsider. 2021. URL: https:// www.techinsider.ru/technologies/10632-protiv-vetra-aerodinamika/ (In Russ.).Особенности аэродинамики подвагонного пространства высокоскоростного подвижного состава : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.07 / Полякова Екатерина Яновна; [Место защиты: Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I]. - Санкт-Петербург, 2021. - 150 с. : ил.Polyakova E.Ya. Features of the aerodynamics of the undercar space of high-speed rolling stock: dissertation ... candidate of technical sciences. St. Petersburg, 2021;150. EDN BTVRLE. (In Russ.).Управление аэроупругим взаимодействием подвижного состава с элементами искусственных сооружений тоннельного типа : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 2.9.3. / Каримов Дастонбек Давронбой угли; [Место защиты: ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I» ; Диссовет Д 218.008.XX (44.2.004.04)]. - Санкт-Петербург, 2023. - 17 с. : ил.Karimov D.D.U. Control of aeroelastic interaction of rolling stock with elements of artificial tunnel-type structures: abstract of thesis. candidate of technical sciences. St. Petersburg, 2023;17. (In Russ.).Технические спецификации интероперабельности (TSI) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.era.europa.eu /domains/technical-specifications-interoperability_en – Дата обращения: 04.08.2024 г.Alyamovsky A.A. SolidWorks Simulation. Engineering analysis for professionals: tasks, methods, recommendations. Moscow, DMK Press, 2015;564. (In Russ.).О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта: технический регламент Таможенного союза от 15.07.11 с изм. на 09.12.11 (ТР ТС 002/2011) [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/902293437 (дата обращения: 01.10.2015).Alyamovsky A.A. Engineering calculations in SolidWorksSimulation. Moscow, DMK Press, 2010;464. (In Russ.).Алямовский, А. А. SolidWorks Simulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации / А. А. Алямовский. – М.: ДМК Пресс, 2015. – 562 с.Sidorova E.A., Pevzner V.O., Chechel’nitskiy A.I. Indicators of the force interaction of the track and rolling stock when a freight car runs on long irregularities, taking into account the action of longitudinal forces. Russian Railway Science Journal. 2021;80(6):359-365. DOI: 10.21780/2223-9731-2021-80-6-359-365. EDN RNWVWC. (In Russ.).Алямовский, А. А. Инженерные расчеты в SolidWorksSimulation / А. А. Алямовский. – М.: ДМК Пресс, 2010. – 464 с.Girgidov A.D. Mechanics of liquid and gas (hydraulics): textbook. St. Petersburg, 2002;545. EDN YNFVSM. (In Russ.).Е. А. Сидорова и др. /Вестник ВНИИЖТ. 2021. Т. 80. № 6. С. 359 – 365Koturanov V.A. Justification of indicators characterizing the innovativeness of the designs of automatic coupler draft gears under conditions of shunting collisions: dissertation ... candidate of technical sciences. Moscow, MGUPS, 2014;181. EDN SVBZQX. (In Russ.).Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. // Абрамович Г.Н. / Учеб. руководство: Для втузов. 5-е изд., порераб. и доп. — М.: Наука. Гл. ред. физ-мат. лит, 1991 г. —600 с.Sladkova L.A., Neklyudov A.N. Dynamics of the rolling stock and the choice of parameters of vibration dampers. World of Transport and Transportation. 2021;19(4):(95):13-20. DOI: 10.30932/1992-3252-2021-19-4-2. EDN JYOTRB. (In Russ.).Гиргидов А.Д. Механика жидкости и газа (гидравлика). Санкт-Петербург: СПб ГПУ, 2002. 544 с.Boronenko Yu.P., Polyakov B.O., Polyakova E.Y. Impact of lateral wind forces on double-stack container transportation. Transport of the Russian Federation. 2023;1-2(104-105):41-45. EDN FJWRRP. (In Russ.).Котуранов В.А. Обоснование показателей, характеризующих новационность конструкций поглощающих аппаратов автосцепки в условиях маневровых соударений: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.07. М.: МГУПС (МИИТ), 2014. 181 с.Vataev A., Vatulin Ya., Vorob’ev A., Sotnikov K. Digital modeling of aeroelastic interaction of a rolling stock with portal buildings of passover tunnels. Bulletin of Scientific Research Results. 2022;2:104-123. DOI: 10.20295/2223-9987-2022-2-104-123. EDN KKZYHU. (In Russ.).Любовь Александровна Сладкова, Алексей Николаевич Неклюдов. Динамика подвижного состава и выбор параметров гасителей колебаний //Мир транспорта. 2021. Т. 19. № 4 (95). С. 13–20 УДК 629.423.31 DOI: https://doi.org/10.30932/1992-3252-2021-19-4-2Vorob’ev A., Vatulin Ya., Vataev A., Karimov D., Sotnikov K. On the issue of negative effect reduction of aeroelastic interaction between high-speed rolling stock and tunnel structure elements. Proceedings of Petersburg Transport University. 2022;19(3):590599. DOI: 10.20295/1815-588X-2022-3-590-599. EDN HBOTGU. (In Russ.).Бороненко Ю.П., Поляков Б.О., Полякова Е.Я. Воздействие сил бокового ветра на контейнеры с двухэтажным расположением. Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2023;(1-2):41-45.Bogdanov N., Vatulin Ya., Vorob’ev A., Sotnikov K. Use of numerical modeling in analysis of aeroelastic interaction of rolling stock with tunnel constructions. Bulletin of Scientific Research Results. 2024;1:65-73. DOI: 10.20295/2223-9987-2024-01-65-73. EDN ZKCCRY. (In Russ.).Цифровое моделирование аэроупругого взаимодействия подвижного состава с портальными сооружениями перевальных тоннелей / А. С. Ватаев, Я. С. Ватулин, А. А. Воробьев, К. А. Сотников // Бюллетень результатов научных исследований. – 2022. – № 2. – С. 104-123. – DOI 10.20295/2223-9987-2022-2-104-123.Yu M., Jiang R., Zhang Q., Zhang J. Crosswind Stability Evaluation of High-Speed Train Using Different Wind Models. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2019;32(1). DOI: 10.1186/s10033-019-0353-7К вопросу снижения негативного эффекта воздействия аэроупругого взаимодействия высокоскоростного подвижного состава с элементами тоннельных сооружений / А. А. Воробьев, Я. С. Ватулин, А. С. Ватаев [и др.] // Известия Петербургского университета путей сообщения. – 2022. – Т. 19, № 3. – С. 590-599. – DOI 10.20295/1815-588X-2022-3-590-599.NUCARS. MxV Rail. 2017. URL: http://www.aar.com/nucars/Использование численного моделирования при анализе аэроупругого взаимодействия подвижного состава с тоннельными сооружениями / Н. В. Богданов, Я. С. Ватулин, А. А. Воробьев, К. А. Сотников // Бюллетень результатов научных исследований. – 2024. – № 1. – С. 65-73. – DOI 10.20295/2223-9987-2024-01-65-73.Centre scientifique et technique du bâtiment TGV. URL: https://cstb.hal.science/Crosswind Stability Evaluation of High-Speed Train Using Diferent Wind Models Mengge Yu1* , Rongchao Jiang1 , Qian Zhang1 and Jiye Zhang2 // Chinese Journal of Mechanical Engineering, Yu et al. Chin. J. Mech. Eng. (2019) 32:40 https://doi.org/10.1186/s10033-019-0353-7Crosswind Stability Evaluation of High-Speed Train Using Diferent Wind Models Mengge Yu1* , Rongchao Jiang1 , Qian Zhang1 and Jiye Zhang2 // Chinese Journal of Mechanical Engineering, Yu et al. Chin. J. Mech. Eng. (2019) 32:40 https://doi.org/10.1186/s10033-019-0353-7NUCARS [электронный ресурс]. –Transportation Technology Center Inc Pueblo. – Colorado USA, 2017. — Режим доступа: http://www.aar.com/nucars/, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. англ.NUCARS [электронный ресурс]. –Transportation Technology Center Inc Pueblo. – Colorado USA, 2017. — Режим доступа: http://www.aar.com/nucars/, свободный. — Загл. с экрана. — Яз. англ.Centre Scientifique et Technique du Batiment TGV [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cstb.hal.science/ – Дата обращения: 04.08.2024 г.Centre Scientifique et Technique du Batiment TGV [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cstb.hal.science/ – Дата обращения: 04.08.2024 г.Научно-исследовательский центр «Аэротехника» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.aero-tehnika.ru/index.php – Дата обращения: 04.08.2024 г.Научно-исследовательский центр «Аэротехника» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.aero-tehnika.ru/index.php – Дата обращения: 04.08.2024 г.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.