Журнал Моделист-конструктор №11, 1967 г. - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
Если суммарная скорость встречных поездов приближается к 300 км/час, воздушная волна выдавливает оконные стекла. Это и не удивительно. Когда они оба движутся со скоростями 160 км/час, давление воздуха на стенки (и окна в том числе) составляет 2 кг/см2. Поезд, весящий 300 т и движущийся со скоростью 200 км/час, испытывает воздушное сопротивление силой в 6—8 т. И этот «разрываемый», как бы сгустившийся воздух двумя мощ-
РИС. 1. ЭТОТ «АНТИОБТЕКАЕМЫИ» ПАРОВОЗ В СВОЕ ВРЕМЯ БЫЛ КУРЬЕРСКИМ.
ными потоками обтекает рвущийся сквозь него поезд. Если скорость его равна 250 км/час, то человек, вставший на расстоянии 1 м от стенки вагона, почувствует «прикосновение» воздушной струи силой в 50 кг. Не поздоровится от такого «прикосновения». А на расстоянии 2,5 м от стенки сила воздушного удара составляет 6 кг, что в общем тоже немало.
КТО ПОМОЖЕТ
Поглядите-ка на старинные паровозы. Как несовершенны они с точки зрения аэродинамики! Сколько угловатых, прямоугольных, выступающих за линии общего контура частей! Уж не стремились ли в прежние времена к некоей «ан-
тиобтекаемости»? Нет, конечно. Просто при скорости в 30 км/час воздушное сопротивление по отношению к общему составляет всего 5%. Увеличьте скорость до 100 км/час — сопротивление вырастет до 35%. А при скорости в 230 км/час 70% всей потребляемой мощности поезд затрачивает на то, чтобы разрывать возникающую перед ним воздушную стену.
Инженеры - железнодорожники встали перед той же проблемой, которая постоянно волнует авиаторов. И для земли она оказалась в чем-то посложнее. В самом деле, поезд под один фюзеляж не спрячешь, форму капли ему не придашь. Он всегда будет состоять из вагонов, а следовательно, будут и проме-
РИС, 2. СПЕЦИАЛИСТЫ РАЗНЫХ СТРАН ИСПЫТЫВАЮТ НА МОДЕЛЯХ СВОЙСТВА СВЕРХСКОРОСТНЫХ ПОЕЗДОВ: А — модель электровоза в аэродинамичесиой трубе; Б — сверхскоростной электровоз, построенный ¦ ФРГ.
жутки между ними. Те «собачьи ящики» под вагонами, где путешествовали когда-то беспризорники, для поезда больших скоростей недопустимы, как недопустимы вообще любые выступающие агрегаты. А ведь важно не только это. Как зависит аэродинамическое сопротивление от скорости и направления ветра, строения пути, как распределяются силы воздушного сопротивления по поверхности состава, на какие элементы приходится наибольшая их часть? Пришлось обратиться к опыту и оборудованию авиаторов. И... моделям. В аэродинамической трубе расположили модели, каждая из которых имитировала форму лобовой части одного из составов.
МОДЕЛИ-КОПИИ ДОКЛАДЫВАЮТ
Существуют методы испытаний свойств будущих машин с помощью моделей, где соответствие форм модели и прототипа вовсе не обязательно. Здесь было совсем не так. Выявлялась форма будущего поезда, и поэтому модель ее полностью повторяла. Ис-пытывались гипсовые макеты, причем не только будущих, но и существующих поездов (для сравнения). Множество организаций нашей страны принимало участие в этих экспериментах. Всесоюзный научно-исследовательский институт вагоностроения, Рижский и Калининский вагоностроительные заводы. Институт подшипниковой промышленности. Институт механики МГУ и другие.
И вот маленькая модель заключена в трубу, где дует ураганный ветер. Но он нисколько не больше того, с которым придется бороться сверхскоростному поезду. Ураган, срывающий крыши с домов, имеет скорость 30 м/сек, поезду же придется преодолевать возникающий поток, несущийся со скоростью 60—75 м/сек.
Модель, другая, тре-
АТАКА
26
тья... Сразу стало ясно, что формы многих ныне существующих электропоездов не годятся: слишком сильно лобовое сопротивление. Самыми лучшими оказались формы, предложенные МГУ и Рижским вагоностроительным заводом. Эксперимент и расчеты помогли установить очень важные вещи.
Поезд всего из одного вагона с наилучшими из ныне существующих форм должен, чтобы мчаться со скоростью 250 км/час, иметь двигатель мощностью в 1150 л. с. А те формы, которые «рекомендовала» аэродинамическая труба, позволят снизить эту мощность до 800 л. с. Правда,
ухудшится доступ к некоторым узлам. На больших стоянках всегда можно увидеть человека, который ходит вдоль состава, осматривая нижние части вагонов, проверяя, все ли в порядке. Со сверхскоростным поездом делать это будет значительно труднее. Придется разрабатывать новые методы проверки и осмотра. Значит, техника сделает еще один шаг вперед.
Вихри под полом вагона, конечно, съедают большую часть мощности локомотивных двигателей. Но свою долю «требуют» и те «буйные ветры», которые возникают в пространстве между вагонами. Встаньте на
ся одной из сложнейших, какие стояли когда-либо перед инженерами железнодорожного транспорта. Свой собственный опыт придется коренным образом пересмотреть, привлечь на помощь опыт инженеров других отраслей промышленности, в первую очередь авиации. Стык наук — физики и астрономии, математики и лингвистики — дает поразительные результаты, резко расширяет возможности познания мира. Технические средства, рож-
дающиеся на стыке разных отраслей промышленности, тоже приводят к поразительным достижениям. Сверхскоростной поезд — одно из них. Его еще только предстоит создать, и нужна колоссальная подготовительная работа. Маленькие копии будущих поездов — модели — принимают в ней самое непосредственное участие.
