EN 14067 کاربردهای راه آهن - آیرودینامیک

استاندارد اروپایی «EN 14067 کاربردهای راه‌آهن - آیرودینامیک» شامل زیربخش‌های زیر است که تحت همین عنوان منتشر شده‌اند:

• استاندارد «EN 14067-1 بخش 1: نمادها و واحدها» در حوزه آیرودینامیک برای کاربردهای راه‌آهن اعمال می‌شود. این استاندارد نمادها و واحدهای مورد استفاده در فرمول‌ها و محاسبات در حوزه آیرودینامیک را تعریف می‌کند. تعاریف ارائه شده در این استاندارد، نمادها را توضیح داده و واحدها را طبقه‌بندی می‌کند. با این حال، این نمادها ممکن است در یک حوزه کاربردی متفاوت، اهمیت یکسانی نداشته باشند. نمادهای اضافی باید بر اساس کاربرد تعریف شوند.

این استاندارد، یکنواختی در مطالعات مهندسی، شبیه‌سازی‌ها، آزمایش‌ها و مستندسازی در زمینه آیرودینامیک راه‌آهن را فراهم می‌کند. این استاندارد عموماً در مورد آیرودینامیک برای کاربردهای راه‌آهن اعمال می‌شود و موارد زیر را تعریف می‌کند:

• نمادهای کلیدی (مثلاً برای سرعت‌ها، فشارها، نیروها، ضرایب، میدان‌های مرجع، چگالی‌ها)
• واحدهای فیزیکی مربوطه
• قوانینی برای کاربرد آنها در معادلات

این استاندارد با استانداردسازی نمایش، ارتباط شفاف بین تولیدکنندگان، مدیران زیرساخت، آزمایشگاه‌های آزمایش، نهادهای صدور گواهینامه و محققانی که روی راه‌آهن پرسرعت، راه‌آهن معمولی، اثرات باد جانبی، آیرودینامیک تونل، جریان هوا، امواج فشار و بارهای آیرودینامیکی کار می‌کنند را تسهیل می‌کند.

این استاندارد شامل مقادیر حدی خاص، رویه‌های آزمایش یا الزامات عملکردی نمی‌شود؛ این موارد در بخش‌های دیگر این استاندارد مورد بررسی قرار گرفته‌اند.

مهندسان و محققان در شرایط زیر به این استاندارد مراجعه می‌کنند:

• هنگام نوشتن کد شبیه‌سازی (دینامیک سیالات محاسباتی)
• هنگام گزارش نتایج تست تونل باد یا باند فرودگاه
• هنگام تهیه مشخصات فنی یا اسناد مناقصه
• تأیید انطباق با الزامات مشخصات فنی قابلیت همکاری آیرودینامیکی.
• استاندارد «EN 14067-2 بخش 2: آیرودینامیک در مسیر باز» پدیده‌های فیزیکی خاص آیرودینامیک راه‌آهن را تعریف می‌کند و توصیه‌هایی برای مستندسازی آزمایش‌ها ارائه می‌دهد. تولیدکنندگان لوکوموتیو برای گنجاندن قدرت بهینه در لوکوموتیوهای خود باید ضریب درگ قطارها را بدانند. شرکت‌های راه‌آهن نیز برای محاسبه جدول زمانی و نیازهای انرژی خود، تعیین نوع یا تعداد لوکوموتیوهای مورد نیاز برای یک قطار خاص و کمک به تصمیم‌گیری در خرید تجهیزات به این ضریب نیاز دارند.

اگرچه نیروی پسای قطار معمولاً مؤلفه اصلی نیروی پسا است، اما جداسازی آن از سایر مؤلفه‌ها دشوار است، بنابراین باید اصطلاحات غیرآیرودینامیکی نیز در این بخش در نظر گرفته شوند.

مقاومت حرکتی با یک فرمول استاندارد قابل اجرا برای همه انواع قطار بیان می‌شود. علاوه بر این، روش‌های اندازه‌گیری مورد استفاده برای به دست آوردن مقاومت حرکتی قطار، که منجر به فرمول مربوطه می‌شود، در یک سند جداگانه (WI 00256127) تعریف و شرح داده شده‌اند.

استاندارد EN 14067-2 موارد زیر را پوشش می‌دهد:

• قطارهای سریع السیر و معمولی
• صدور گواهینامه و ارزیابی وسایل نقلیه ریلی.
• مدیران زیرساخت و مقامات راه آهن
• وسایل نقلیه سبک‌تر (تراموا، مترو) در موقعیت‌های مرتبط

اثرات آیرودینامیکی اصلی که در مسیرهای باز در نظر گرفته می‌شوند به شرح زیر هستند:

• افزایش فشار هد (تغییر موقت در فشار که هنگام سبقت گرفتن دو قطار از یکدیگر یا عبور قطار از کنار ریل احساس می‌شود)
• رواناب (جریان هوای پرسرعتی که در اطراف و پشت قطار در حال حرکت تشکیل می‌شود و برای کارگران کنار ریل یا اشیاء سبک خطر ایجاد می‌کند)
• ویژگی‌های جریان بیداری
• تغییرات فشار که بر مسافران تأثیر می‌گذارد (برای مثال، هنگامی که پنجره‌ها باز هستند یا در حین کار در)
• نیروهای آیرودینامیکی که بر سازه‌ها، افراد یا اشیاء شل نزدیک ریل‌ها وارد می‌شوند.

این استاندارد توضیح می‌دهد که چگونه این اثرات از سرعت قطار، شکل (طراحی دماغه/دم)، ناهمواری سطح، هندسه زیر بدنه و بادهای جانبی ناشی می‌شوند.

• استاندارد «EN 14067-3 بخش 3: آیرودینامیک در تونل‌ها» پدیده‌های فیزیکی خاص آیرودینامیک راه‌آهن را تعریف می‌کند و توصیه‌هایی برای مستندسازی آزمایش‌ها ارائه می‌دهد. این استاندارد، مروری توصیفی از پدیده‌های فیزیکی اساسی خاص آیرودینامیک راه‌آهن هنگام ورود، عبور یا خروج قطارها از تونل‌ها ارائه می‌دهد. این استاندارد، شرایط جریان بسته منحصر به فرد در تونل‌ها را در مقایسه با مسیرهای باز برجسته می‌کند.
• این استاندارد در درجه اول آموزنده است. مقادیر حدی الزام‌آور، معیارهای پذیرش یا رویه‌های دقیق آزمایش و ارزیابی را تعریف نمی‌کند. در عوض، آیرودینامیک را شرح می‌دهد و توصیه‌هایی برای مستندسازی آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌ها ارائه می‌دهد. پدیده‌های اصلی آیرودینامیکی که در تونل‌ها به آنها پرداخته می‌شود عبارتند از:
• امواج فشاری: این امواج، امواج تراکمی و انبساطی هستند که هنگام ورود و خروج قطار از تونل ایجاد می‌شوند و با سرعتی نزدیک به سرعت صوت منتشر می‌شوند.
• موج میکروفشار یا پالس میکروفشار در خروجی تونل: این پدیده، آزادسازی ناگهانی هوای فشرده است که اثرات انفجاری قابل شنیدنی ایجاد می‌کند.
• تغییرات موقت فشار داخل قطار: این تغییرات بر راحتی مسافر، به ویژه ناراحتی گوش، تأثیر می‌گذارد، به خصوص زمانی که پنجره‌ها و درها باز هستند یا عایق‌بندی فشار کافی نیست.
• اثر پیستون: هوای جابجا شده توسط قطار مانند پیستون عمل می‌کند و یک جریان هوای طولی در تونل ایجاد می‌کند.
• افزایش نیروی پسای آیرودینامیکی به دلیل محدود شدن جریان.
• اختلاف فشار بین ورودی‌های تونل و در امتداد طول قطار.
• تأثیرات بر زیرساخت‌های تونل: به عنوان مثال، بارهای وارد بر پوشش تونل، سیستم‌های تهویه یا تجهیزات کنار جاده‌ای.

این استاندارد توضیح می‌دهد که چگونه این اثرات به عوامل زیر بستگی دارد:

• سرعت قطار.
• نسبت تراکم قطار (سطح مقطع قطار / سطح مقطع تونل).
• طول و هندسه تونل (تک مسیره یا دو مسیره، نوع ورودی، اتصالات شفت).
• طراحی جلو و عقب قطار و آب‌بندی سطح.
• طول قطار و پیکربندی تقاطع‌ها (مواجهه با قطارها در تونل‌های دوخطه).
• استاندارد «EN 14067-4 بخش 4: الزامات و رویه‌های ارزیابی آیرودینامیک در مسیرهای باز» الزامات، رویه‌های آزمایش، روش‌های ارزیابی و معیارهای پذیرش وسایل نقلیه ریلی که در مسیرهای باز کار می‌کنند را شرح می‌دهد. این استاندارد الزامات و روش‌های ارزیابی برای تغییرات فشار و اثرات جریان باد در طول مسیر را ارائه می‌دهد. روش‌های ارزیابی برای استحکام عملیاتی در این استاندارد مورد بررسی قرار گرفته است. شرایط بار بر روی اجزای زیرساخت ناشی از تغییرات فشار ناشی از قطار و اثرات جریان باد نیز مورد بحث قرار گرفته است. تنظیمات آزمایش برای ارزیابی برآمدگی بالاست برای مسیرهای بالاست‌دار پیشنهاد شده است.

این الزامات فقط برای وسایل نقلیه سنگین سیستم ریلی با حداکثر سرعت قطار بیش از ۱۶۰ کیلومتر در ساعت اعمال می‌شود و برای سایر سیستم‌های ریلی صدق نمی‌کند. این استاندارد برای همه وسایل نقلیه ریلی و زیرساخت‌های ریلی با ریل باز با عرض اسمی ریل بین ۱۴۳۵ میلی‌متر و ۱۶۶۸ میلی‌متر اعمال می‌شود.

اثرات آیرودینامیکی ناشی از قطار می‌تواند اثرات زیر را داشته باشد:

• کارگران کنار ریل و مسافران روی سکوها (سرعت جریان هوا).
• اشیاء کنار جاده و سازه‌های سبک (مانند آوارهای سست، تابلوهای راهنما، پناهگاه‌های سبک).
• زیرساخت‌های ثابت در طول مسیر (مثلاً موانع صوتی، تکیه‌گاه‌های تجهیزات مسیر هوایی، لبه‌های سکو).
• انتقال فشار (ضربه فشار سر که هنگام عبور قطارها از کنار یکدیگر یا نقاط ثابت رخ می‌دهد).
• بارهای آیرودینامیکی وارد بر سازه‌ها و افراد نزدیک ریل.

این استاندارد در موارد زیر کاربرد دارد:

• قطارهای پرسرعت (معمولاً حداقل ۲۰۰ کیلومتر در ساعت، که در آنها آیرودینامیک بسیار مهم است).
• قطارهای مسافربری و باری سنتی.
• طرح‌ها، اصلاحات یا تأییدیه‌های نوع جدید خودرو.
• ارزیابی انطباق زیرساخت‌ها

این استاندارد با الزامات مشخصات فنی قابلیت همکاری برای راه‌آهن پرسرعت و معمولی در اتحادیه اروپا مطابقت دارد.

• استاندارد «EN 14067-5 بخش 5: الزامات و رویه‌های ارزیابی آیرودینامیک در تونل‌ها» الزامات آیرودینامیکی، رویه‌های آزمایش، روش‌های ارزیابی و معیارهای پذیرش برای وسایل نقلیه ریلی که در تونل‌ها کار می‌کنند را شرح می‌دهد. تغییرات فشار آیرودینامیکی، بارها، تشکیل موج میکروفشاری و سایر ملاحظات آیرودینامیکی مورد انتظار در بهره‌برداری از تونل در این استاندارد مورد بررسی قرار گرفته است. الزامات طراحی آیرودینامیکی وسایل نقلیه ریلی و تونل‌ها برای سیستم‌های ریلی سنگین ارائه شده است. این الزامات فقط برای سیستم‌های ریلی سنگین اعمال می‌شود.

این استاندارد با کنترل اثرات آیرودینامیکی ناشی از هندسه‌های باریک، عملکرد ایمن و راحت وسایل نقلیه ریلی را در محیط‌های تونلی تضمین می‌کند. این استاندارد بر پدیده‌های خاص تونل و تأثیرات آنها بر موارد زیر تمرکز دارد:

• راحتی مسافر و خدمه (ناراحتی شنوایی ناشی از تغییرات فشار، گرفتگی گوش).
• یکپارچگی ساختاری و آب‌بندی قطار (بارهای فشاری روی بدنه واگن، پنجره‌ها و درها).
• زیرساخت تونل (پوشش داخلی، تهویه، تجهیزات ثابت، بارهای ایستگاه‌های زیرزمینی).
• کارگران کنار جاده و پرسنل تعمیر و نگهداری داخل تونل‌ها.
• تأثیرات محیطی خارج از تونل (مثلاً امواج ریزفشار یا غرش‌های صوتی در ورودی‌ها).
• سازگاری در شرایطی که قطارهای پرسرعت با ترافیک معمولی تونل مشترک دارند.

این استاندارد در موارد زیر کاربرد دارد:

• قطارهای پرسرعت (جایی که اثرات شدیدتر هستند).
• راه آهن سنتی در تونل های طولانی.
• طرح‌های جدید، اصلاحات، تأییدیه‌های نوع و بررسی‌های انطباق مسیر.
• انطباق با مشخصات فنی همکاری اتحادیه اروپا برای سیستم‌های ریلی پرسرعت و معمولی.
• استاندارد «EN 14067-6 بخش 6: الزامات و رویه‌های آزمایش برای ارزیابی باد جانبی» دستورالعمل‌های ارزیابی باد جانبی راه‌آهن را شرح می‌دهد. این استاندارد برای همه واگن‌های مسافربری، لوکوموتیوها و واگن‌های موتوری (با حداکثر سرعت قطار بین 140 کیلومتر در ساعت و 360 کیلومتر در ساعت) و واگن‌های باری (با حداکثر سرعت قطار بین 80 کیلومتر در ساعت و 160 کیلومتر در ساعت) و عرض خط بین 1435 میلی‌متر و 1668 میلی‌متر اعمال می‌شود. برای واگن‌های مسافربری، لوکوموتیوها و واگن‌های موتوری با حداکثر سرعت قطار بین 250 کیلومتر در ساعت و 360 کیلومتر در ساعت، اثبات پایداری در برابر باد جانبی الزامی است. این استاندارد برای قطارهای سبک شهری و قطارهای شهری اعمال نمی‌شود.

این استاندارد بر موارد زیر تمرکز دارد:

• نیروها و گشتاورهای آیرودینامیکی ناشی از بادهای مورب (بادهای جانبی، زاویه انحراف).
• خطر واژگونی (از دست دادن کنترل چرخ‌ها، بلند شدن چرخ‌های بادپناه).
• خروج از ریل به دلیل نیروهای جانبی بیش از حد.
• سازگاری با زیرساخت‌ها (دسته‌بندی‌های قرارگیری در معرض ریل، بخش‌های مستعد باد).

این استاندارد در موارد زیر کاربرد دارد:

• تمام وسایل نقلیه مسافربری، لوکوموتیوها، ماشین‌های برقی و واحدهای چندگانه.
• قطارهای پرسرعت، قطارهای مسافربری معمولی و در موارد مرتبط، برخی وسایل نقلیه باری.
• طرح‌های جدید، اصلاحات، تأییدیه‌های نوع و ارزیابی‌های خاص مسیر.
• انطباق با مشخصات فنی قابلیت همکاری برای راه‌آهن‌های پرسرعت و معمولی در اتحادیه اروپا.

این استاندارد شامل وسایل نقلیه‌ای می‌شود که در مسیرهای باز (به استثنای تونل‌ها، پل‌ها یا بخش‌های دارای سرپناه در برخی موارد، مگر اینکه خلاف آن تصریح شده باشد) عمل می‌کنند.

• استاندارد «EN 14067-7 بخش 7: مبانی رویه‌های آزمایش پرتاب بالاست از منبع قطار» به موضوعات زیر می‌پردازد:
• جنبه‌های اقتصادی طرح ریزی بالاست.
• مقایسه روش‌های مورد استفاده در فرانسه و اسپانیا برای وسایل نقلیه راه‌آهن
• روش‌های ارزیابی زیرساخت‌ها
• بررسی ادبیات موجود.
• مراحل و توصیه‌های بعدی در مورد استانداردسازی و تحقیق.

این استاندارد، راهنمایی‌های آموزنده و اطلاعات اولیه برای توسعه، اجرا و تفسیر رویه‌های آزمایش مربوط به انفجار بالاست ناشی از قطار را ارائه می‌دهد. این استاندارد، مقادیر حدی الزام‌آور، معیارهای پذیرش یا روش‌های آزمایش اجباری را تعریف نمی‌کند.

به طور خلاصه، اهداف این استاندارد به شرح زیر است:

• برای هماهنگ کردن درک و رویکردها در سراسر اروپا.
• برای پشتیبانی از ارزیابی مداوم وسایل نقلیه و زیرساخت‌های ریلی.
• برای تسهیل مقایسه نتایج آزمایش‌های به‌دست‌آمده از روش‌ها/کشورهای مختلف.

سال‌هاست که سازمان ما با کادری مجرب و متخصص، نیازهای مشتریان خود را درک کرده، خدمات تست پیشرفته مورد نیاز آنها را ارائه می‌دهد و در ایجاد، پیاده‌سازی و بهبود سیستم‌های مدیریتی به آنها کمک می‌کند. در این چارچوب، ما خدمات تست را مطابق با استاندارد EN 14067 نیز ارائه می‌دهیم.