EN 14067 Железопътни приложения - Аеродинамика

Европейският стандарт „EN 14067 Железопътни приложения - Аеродинамика“ се състои от следните подраздели, публикувани под едно и също заглавие:

• Стандартът „EN 14067-1 Част 1: Символи и единици“ се прилага в областта на аеродинамиката за железопътни приложения. Този стандарт определя символите и единиците, използвани във формули и изчисления в областта на аеродинамиката. Дефинициите, дадени в този стандарт, обясняват символите и класифицират единиците. Тези символи обаче може да нямат същото значение в различна област на приложение. Допълнителни символи трябва да бъдат дефинирани в зависимост от приложението.

Този стандарт осигурява единообразие в инженерните проучвания, симулации, тестове и документация в областта на железопътната аеродинамика. Той се прилага общо за аеродинамиката за железопътни приложения. Той определя следното:

• Ключови символи (напр. за скорости, налягания, сили, коефициенти, референтни полета, плътности)
• Съответстващи физически единици
• Правила за прилагането им в уравнения

Този стандарт улеснява ясна комуникация между производители, управители на инфраструктура, изпитвателни лаборатории, сертифициращи органи и изследователи, работещи в областта на високоскоростните железопътни линии, конвенционалните железопътни линии, ефектите на страничния вятър, аеродинамиката на тунелите, въздушния поток, вълните под налягане и аеродинамичните натоварвания, като стандартизира представянето.

Той не включва специфични гранични стойности, процедури за изпитване или изисквания за производителност; те са разгледани в други раздели на този стандарт.

Инженерите и изследователите се позовават на този стандарт в следните ситуации:

• При писане на симулационен код (изчислителна флуидна динамика)
• При докладване на резултати от изпитвания в аеродинамичен тунел или на писта
• При подготовката на технически спецификации или тръжни документи
• Проверка на съответствието с изискванията на спецификациите за аеродинамична техническа оперативна съвместимост.
• Стандартът „EN 14067-2 Част 2: Аеродинамика на открит коловоз“ определя физическите явления, специфични за железопътната аеродинамика, и предоставя препоръки за документиране на тестове. Производителите на локомотиви трябва да знаят коефициента на съпротивление на влаковете, за да осигурят оптимална мощност на своите локомотиви. Железопътните компании се нуждаят от това също, за да изчислят своите разписания и енергийни нужди, да определят вида или броя на локомотивите, необходими за конкретен влаков състав, и да подпомогнат решенията за закупуване на оборудване.

Въпреки че съпротивлението на влака обикновено е основният компонент на съпротивлението, е трудно да се изолира от другите компоненти, така че в този раздел трябва да се вземат предвид и неаеродинамичните термини.

Съпротивлението на движение се изразява чрез стандартна формула, приложима за всички типове влакове. Освен това, методите за измерване, използвани за получаване на съпротивлението на движение на влака, водещи до съответната формула, са дефинирани и описани в отделен документ (WI 00256127).

Стандартът EN 14067-2 обхваща следното:

• Високоскоростни и конвенционални влакове
• Сертифициране и оценка на железопътни превозни средства.
• Управителите на инфраструктура и железопътните служители
• Потенциално по-леки превозни средства (трамваи, метро) в съответните ситуации

Основните аеродинамични ефекти, разглеждани в открити писти, са следните:

• Пик на налягането в челната линия (временна промяна в налягането, усещана, когато два влака се изпреварват или когато влак преминава през стрелка отстрани на релсите)
• Оттичане (високоскоростен въздушен поток, който се образува около и зад движещ се влак, представляващ риск за работниците край коловозите или леки предмети)
• Характеристики на потока на будност
• Промени в налягането, засягащи пътниците (например, когато прозорците са отворени или по време на работа с вратите)
• Аеродинамични сили, действащи върху конструкции, хора или свободни предмети в близост до релсите.

Този стандарт описва как тези ефекти са резултат от скоростта на влака, формата (дизайн на носа/опашката), грапавостта на повърхността, геометрията на долната част на каросерията и страничния вятър.

• Стандартът „EN 14067-3 Част 3: Аеродинамика в тунели“ определя физическите явления, специфични за железопътната аеродинамика, и предоставя препоръки за документиране на тестове. Този стандарт предлага описателен преглед на основните физически явления, специфични за железопътната аеродинамика, когато влаковете влизат, преминават през или излизат от тунели. Той подчертава уникалните условия на затворен поток в тунелите в сравнение с откритите коловози.
• Този стандарт е предимно информативен. Той не определя обвързващи гранични стойности, критерии за приемане или подробни процедури за изпитване и оценка. Вместо това, той описва аеродинамиката и предлага препоръки за документиране на тестове и измервания. Основните аеродинамични явления, разглеждани в тунелите, са:
• Вълни на налягане: Това са вълни на компресия и разреждане, създадени при влизане и излизане на влака от тунела, и се разпространяват със скорости, близки до скоростта на звука.
• Микроналягаща вълна или микроналягащ импулс на изхода на тунела: Това е внезапното освобождаване на сгъстен въздух, създаващо звукови експлозивни ефекти.
• Временни промени в налягането във влака: Те влияят на комфорта на пътниците, особено на дискомфорта в ушите, особено когато прозорците и вратите са отворени или изолацията под налягане е недостатъчна.
• Бутален ефект: Въздухът, изместен от влака, действа като бутало, създавайки надлъжен въздушен поток в тунела.
• Повишено аеродинамично съпротивление поради ограничен поток.
• Разлики в налягането между входовете на тунелите и по дължината на влака.
• Въздействия върху тунелната инфраструктура: Например, натоварвания върху тунелната облицовка, вентилационните системи или крайпътното оборудване.

Този стандарт обяснява как тези ефекти зависят от следните фактори:

• Скорост на влака.
• Коефициент на претоварване на влаковете (напречно сечение на влака / напречно сечение на тунела).
• Дължина и геометрия на тунела (еднорелсов или двурелсов, тип вход, връзки на шахтите).
• Проектиране на предната и задната част на влака и повърхностно уплътняване.
• Дължина на влака и конфигурации на прелезите (срещане на влакове в двурелсови тунели).
• Стандартът „EN 14067-4 Част 4: Изисквания и процедури за оценка на аеродинамиката на открити коловози“ описва изискванията, процедурите за изпитване, методите за оценка и критериите за приемане на железопътни превозни средства, работещи на открити коловози. Той предоставя изисквания и методи за оценка на промените в налягането и ефектите на вятърния поток по протежение на коловоза. В този стандарт са разгледани методите за оценка на експлоатационната якост. Разглеждат се и условията на натоварване върху инфраструктурните компоненти, причинени от промените в налягането, предизвикани от влака, и ефектите на вятърния поток. Предложени са тестови установки за оценка на издутината на баласта за коловози с баласт.

Изискванията се отнасят само за тежкотоварни железопътни превозни средства с максимална скорост на влака над 160 км/ч, а не за други железопътни системи. Този стандарт се прилага за всички железопътни превозни средства и инфраструктура с открит коловоз с номинално междурелсие между 1435 мм и 1668 мм.

Аеродинамичните ефекти, предизвикани от влака, могат да имат следните последици:

• Работници край трасето и пътници на пероните (скорости на въздушния поток).
• Крайпътни предмети и леки конструкции (напр. насипни отпадъци, пътни знаци, леки заслони).
• Фиксирана инфраструктура по протежение на железопътния транспорт (напр. шумоизолационни бариери, опори на оборудването на надземните железопътни линии, ръбове на пероните).
• Преходи на налягането (удар на челото, който възниква, когато влаковете се разминават един с друг или с фиксирани точки).
• Аеродинамични натоварвания върху конструкции и хора в близост до релсата.

Този стандарт се прилага за:

• Високоскоростни влакове (обикновено поне 200 км/ч, където аеродинамиката е от първостепенно значение).
• Традиционни пътнически и товарни влакове.
• Нови конструкции, модификации или типови одобрения на превозни средства.
• Оценки на съответствието на инфраструктурата.

Този стандарт е в съответствие с изискванията за техническа оперативна съвместимост за високоскоростни и конвенционални железопътни линии в ЕС.

• Стандартът „EN 14067-5 Част 5: Изисквания и процедури за оценка на аеродинамиката в тунели“ описва аеродинамичните изисквания, процедурите за изпитване, методите за оценка и критериите за приемане на железопътни превозни средства, работещи в тунели. В този стандарт са разгледани аеродинамичните вариации на налягането, натоварванията, образуването на микровълни на налягане и други аеродинамични съображения, очаквани при експлоатацията на тунели. Представени са изисквания за аеродинамичното проектиране на железопътни превозни средства и тунели за тежки железопътни системи. Тези изисквания се отнасят само за тежки железопътни системи.

Този стандарт осигурява безопасната и комфортна експлоатация на железопътни превозни средства в тунелна среда чрез контролиране на аеродинамичните ефекти, произтичащи от тесните геометрии. Той се фокусира върху специфични за тунелите явления и тяхното въздействие върху следното:

• Комфорт за пътниците и екипажа (слухов дискомфорт поради промени в налягането, запушване на ушите).
• Структурната цялост и водонепроницаемостта на влака (натоварвания от налягане върху каросерията на вагона, прозорците и вратите).
• Тунелна инфраструктура (облицовка, вентилация, стационарно оборудване, товари върху подземните станции).
• Пътни работници и персонал по поддръжката вътре в тунелите.
• Влияния на околната среда извън тунела (напр. микровълни или звукови удари на входовете).
• Съвместимост в ситуации, в които високоскоростните влакове споделят тунели с конвенционален трафик.

Този стандарт се прилага за:

• Високоскоростна железница (където последиците са най-тежки).
• Традиционна железопътна линия в дълги тунели.
• Нови проекти, модификации, типови одобрения и проверки за съответствие с маршрута.
• Съответствие със спецификациите на ЕС за техническа оперативна съвместимост за високоскоростни и конвенционални железопътни системи.
• Стандартът „EN 14067-6 Част 6: Изисквания и процедури за изпитване за оценка на страничен вятър“ описва насоките за оценка на страничен вятър по железопътните линии. Този стандарт се прилага за всички пътнически вагони, локомотиви и моторни вагони (с максимална скорост на влака между 140 км/ч и 360 км/ч) и товарни вагони (с максимална скорост на влака между 80 км/ч и 160 км/ч) и междурелсие между 1435 мм и 1668 мм. За пътнически вагони, локомотиви и моторни вагони с максимална скорост на влака между 250 км/ч и 360 км/ч се изисква демонстриране на стабилност при страничен вятър. Този стандарт не се прилага за леки железопътни и градски железопътни превозни средства.

Този стандарт се фокусира върху следното:

• Аеродинамични сили и моменти, причинени от наклонени ветрове (странични ветрове, ъгли на отклонение).
• Опасност от преобръщане (загуба на контрол от колелата, повдигане на подветрените колела).
• Дерайлиране поради прекомерни странични сили.
• Съвместимост с инфраструктурата (категории на излагане на железопътния транспорт, участъци, предразположени към вятър).

Този стандарт се прилага за:

• Всички пътнически превозни средства, локомотиви, моторни вагони и мотриси.
• Високоскоростни влакове, конвенционални пътнически влакове и, в съответните случаи, някои товарни превозни средства.
• Нови проекти, модификации, типови одобрения и оценки, специфични за маршрута.
• Съответствие със спецификациите за техническа оперативна съвместимост за високоскоростни и конвенционални железопътни линии в ЕС.

Този стандарт обхваща превозни средства, работещи по открити коловози (с изключение на тунели, мостове или защитени участъци в някои случаи, освен ако не е посочено друго).

• Стандартът „EN 14067-7 Част 7: Основи на процедурите за изпитване на баласт, захранван от влак“ разглежда следните теми:
• Икономически аспекти на проектирането на баласт.
• Сравнение на методите, използвани във Франция и Испания за железопътни превозни средства.
• Методи за оценка на инфраструктурата.
• Преглед на съществуващата литература.
• Следващи стъпки и препоръки относно стандартизацията и изследванията.

Този стандарт предоставя информативни насоки и основна информация за разработването, изпълнението и интерпретацията на процедурите за изпитване, свързани с взривяване на баласт, предизвикано от влакове. Той не определя обвързващи гранични стойности, критерии за приемане или задължителни методи за изпитване.

Накратко, целите на този стандарт са следните:

• Да се ​​хармонизират разбиранията и подходите в цяла Европа.
• Да се ​​подпомогне последователната оценка на железопътните превозни средства и инфраструктурата.
• За улесняване на сравнението на резултатите от тестове, получени от различни методи/държави.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние предоставяме и услуги за тестване в съответствие със стандарта EN 14067.