EN 14067 การใช้งานในระบบรางรถไฟ - อากาศพลศาสตร์

มาตรฐานยุโรป “EN 14067 การใช้งานทางรถไฟ - อากาศพลศาสตร์” ประกอบด้วยหัวข้อย่อยต่อไปนี้ซึ่งเผยแพร่ภายใต้ชื่อเดียวกัน:

• มาตรฐาน “EN 14067-1 ส่วนที่ 1: สัญลักษณ์และหน่วย” ใช้กับสาขาอากาศพลศาสตร์สำหรับการใช้งานทางรถไฟ มาตรฐานนี้กำหนดสัญลักษณ์และหน่วยที่ใช้ในสูตรและการคำนวณในสาขาอากาศพลศาสตร์ คำจำกัดความที่ให้ไว้ในมาตรฐานนี้อธิบายสัญลักษณ์และจำแนกหน่วย อย่างไรก็ตาม สัญลักษณ์เหล่านี้อาจไม่ได้มีความหมายเหมือนกันในสาขาการใช้งานที่แตกต่างกัน ควรมีการกำหนดสัญลักษณ์เพิ่มเติมตามการใช้งานนั้นๆ

มาตรฐานนี้กำหนดความเป็นเอกภาพในการศึกษาทางวิศวกรรม การจำลอง การทดสอบ และเอกสารประกอบในสาขาอากาศพลศาสตร์ของรถไฟ โดยทั่วไปแล้วจะใช้บังคับกับอากาศพลศาสตร์สำหรับการใช้งานในรถไฟ และกำหนดสิ่งต่อไปนี้:

• สัญลักษณ์สำคัญ (เช่น สำหรับความเร็ว ความดัน แรง สัมประสิทธิ์ สนามอ้างอิง ความหนาแน่น)
• หน่วยทางกายภาพที่สอดคล้องกัน
• กฎสำหรับการนำไปใช้ในสมการ

มาตรฐานนี้ช่วยให้การสื่อสารระหว่างผู้ผลิต ผู้จัดการโครงสร้างพื้นฐาน ห้องปฏิบัติการทดสอบ หน่วยงานรับรอง และนักวิจัยที่ทำงานเกี่ยวกับรถไฟความเร็วสูง รถไฟทั่วไป ผลกระทบจากลมปะทะด้านข้าง อากาศพลศาสตร์ในอุโมงค์ การไหลของอากาศ คลื่นความดัน และแรงทางอากาศพลศาสตร์ เป็นไปอย่างชัดเจน โดยการกำหนดมาตรฐานในการแสดงผล

มาตรฐานนี้ไม่ได้ระบุค่าขีดจำกัดที่เฉพาะเจาะจง ขั้นตอนการทดสอบ หรือข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ สิ่งเหล่านี้จะกล่าวถึงในส่วนอื่น ๆ ของมาตรฐานนี้

วิศวกรและนักวิจัยอ้างอิงถึงมาตรฐานนี้ในสถานการณ์ต่อไปนี้:

• เมื่อเขียนโค้ดจำลอง (พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ)
• เมื่อรายงานผลการทดสอบอุโมงค์ลมหรือการทดสอบบนรันเวย์
• เมื่อจัดทำข้อกำหนดทางเทคนิคหรือเอกสารประกวดราคา
• ตรวจสอบความสอดคล้องกับข้อกำหนดทางเทคนิคด้านอากาศพลศาสตร์ที่สามารถทำงานร่วมกันได้
• มาตรฐาน “EN 14067-2 ส่วนที่ 2: หลักอากาศพลศาสตร์บนรางเปิด” กำหนดปรากฏการณ์ทางกายภาพเฉพาะด้านหลักอากาศพลศาสตร์ของรถไฟ และให้คำแนะนำสำหรับการบันทึกการทดสอบ ผู้ผลิตหัวรถจักรจำเป็นต้องทราบค่าสัมประสิทธิ์แรงต้านของรถไฟเพื่อให้สามารถปรับกำลังเครื่องยนต์ให้เหมาะสมที่สุด บริษัทรถไฟก็ต้องการข้อมูลนี้เช่นกัน เพื่อคำนวณตารางเวลาและความต้องการพลังงาน กำหนดประเภทหรือจำนวนหัวรถจักรที่จำเป็นสำหรับขบวนรถไฟแต่ละขบวน และช่วยในการตัดสินใจซื้ออุปกรณ์

แม้ว่าแรงต้านจากรถไฟจะเป็นส่วนประกอบหลักของแรงต้านโดยทั่วไป แต่ก็ยากที่จะแยกออกจากส่วนประกอบอื่นๆ ดังนั้นจึงต้องพิจารณาปัจจัยที่ไม่เกี่ยวข้องกับอากาศพลศาสตร์ในส่วนนี้ด้วย

แรงต้านการเคลื่อนที่แสดงได้ด้วยสูตรมาตรฐานที่ใช้ได้กับรถไฟทุกประเภท นอกจากนี้ วิธีการวัดที่ใช้ในการหาแรงต้านการเคลื่อนที่ของรถไฟ ซึ่งนำไปสู่สูตรที่เกี่ยวข้องนั้น ได้รับการกำหนดและอธิบายไว้ในเอกสารแยกต่างหาก (WI 00256127)

มาตรฐาน EN 14067-2 ครอบคลุมหัวข้อต่อไปนี้:

• รถไฟความเร็วสูงและรถไฟธรรมดา
• การรับรองและการประเมินยานพาหนะทางรถไฟ
• ผู้จัดการโครงสร้างพื้นฐานและเจ้าหน้าที่การรถไฟ
• ยานพาหนะที่มีน้ำหนักเบากว่า (รถราง รถไฟใต้ดิน) ในสถานการณ์ที่เหมาะสม

ผลกระทบทางอากาศพลศาสตร์หลักที่พิจารณาในสนามแข่งแบบเปิดมีดังต่อไปนี้:

• แรงดันหัวรถไฟกระชาก (การเปลี่ยนแปลงแรงดันชั่วคราวที่รู้สึกได้เมื่อรถไฟสองขบวนแซงกัน หรือเมื่อรถไฟวิ่งผ่านจุดสับรางข้างทาง)
• กระแสลมแรง (กระแสลมความเร็วสูงที่ก่อตัวขึ้นรอบๆ และด้านหลังรถไฟที่กำลังเคลื่อนที่ ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อคนงานข้างรางรถไฟหรือวัตถุเบา)
• ลักษณะของสภาวะการตื่นรู้
• การเปลี่ยนแปลงความดันที่ส่งผลกระทบต่อผู้โดยสาร (ตัวอย่างเช่น เมื่อเปิดหน้าต่างหรือระหว่างการเปิดประตู)
• แรงทางอากาศพลศาสตร์ที่กระทำต่อโครงสร้าง ผู้คน หรือวัตถุที่หลวมอยู่ใกล้รางรถไฟ

มาตรฐานนี้อธิบายถึงผลกระทบที่เกิดขึ้นจากความเร็วของรถไฟ รูปทรง (การออกแบบส่วนหัว/ส่วนท้าย) ความหยาบของพื้นผิว รูปทรงใต้ท้องรถ และลมปะทะด้านข้าง

• มาตรฐาน “EN 14067-3 ส่วนที่ 3: อากาศพลศาสตร์ในอุโมงค์” กำหนดปรากฏการณ์ทางกายภาพเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับอากาศพลศาสตร์ของรถไฟ และให้คำแนะนำสำหรับการบันทึกการทดสอบ มาตรฐานนี้ให้ภาพรวมเชิงพรรณนาเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพพื้นฐานเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับอากาศพลศาสตร์ของรถไฟเมื่อรถไฟเข้า ผ่าน หรือออกจากอุโมงค์ โดยเน้นถึงสภาวะการไหลแบบปิดที่เป็นเอกลักษณ์ในอุโมงค์เมื่อเทียบกับรางเปิด
• มาตรฐานนี้มีจุดประสงค์หลักเพื่อให้ข้อมูลเท่านั้น ไม่ได้กำหนดค่าขีดจำกัดที่บังคับใช้ เกณฑ์การยอมรับ หรือขั้นตอนการทดสอบและการประเมินผลโดยละเอียด แต่จะอธิบายถึงหลักการทางอากาศพลศาสตร์และให้คำแนะนำสำหรับการบันทึกการทดสอบและการวัด ปรากฏการณ์ทางอากาศพลศาสตร์หลักที่กล่าวถึงในอุโมงค์ลม ได้แก่:
• คลื่นความดัน: คลื่นเหล่านี้เป็นคลื่นการอัดและการคลายตัวที่เกิดขึ้นเมื่อรถไฟเข้าและออกจากอุโมงค์ และคลื่นเหล่านี้แพร่กระจายด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วเสียง
• คลื่นความดันขนาดเล็กหรือพัลส์ความดันขนาดเล็กบริเวณทางออกอุโมงค์: นี่คือการปล่อยอากาศอัดอย่างฉับพลัน ทำให้เกิดเสียงระเบิดที่ได้ยินชัดเจน
• การเปลี่ยนแปลงความดันชั่วคราวภายในขบวนรถไฟ: สิ่งเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อความสะดวกสบายของผู้โดยสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาการไม่สบายหู โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปิดหน้าต่างและประตู หรือเมื่อฉนวนกันความดันไม่เพียงพอ
• ปรากฏการณ์ลูกสูบ: อากาศที่ถูกแทนที่โดยรถไฟทำหน้าที่เหมือนลูกสูบ ทำให้เกิดกระแสลมตามแนวยาวในอุโมงค์
• แรงต้านอากาศเพิ่มขึ้นเนื่องจากการไหลที่ถูกจำกัด
• ความแตกต่างของความดันระหว่างทางเข้าอุโมงค์และตลอดความยาวของขบวนรถไฟ
• ผลกระทบต่อโครงสร้างพื้นฐานของอุโมงค์: ตัวอย่างเช่น แรงกดที่กระทำต่อผนังอุโมงค์ ระบบระบายอากาศ หรืออุปกรณ์ริมถนน

มาตรฐานนี้อธิบายว่าผลกระทบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่อไปนี้:

• ความเร็วของรถไฟ
• อัตราส่วนความแออัดของขบวนรถไฟ (พื้นที่หน้าตัดของขบวนรถไฟ / พื้นที่หน้าตัดของอุโมงค์)
• ความยาวและรูปทรงของอุโมงค์ (รางเดี่ยวหรือรางคู่ ประเภททางเข้า การเชื่อมต่อปล่อง)
• การออกแบบด้านหน้าและด้านหลังของรถไฟ รวมถึงการปิดผนึกพื้นผิว
• ความยาวของขบวนรถและรูปแบบการข้ามทางรถไฟ (การพบขบวนรถในอุโมงค์ทางรถไฟสองราง)
• มาตรฐาน “EN 14067-4 ส่วนที่ 4: ข้อกำหนดและขั้นตอนการประเมินด้านอากาศพลศาสตร์บนรางเปิด” อธิบายถึงข้อกำหนด ขั้นตอนการทดสอบ วิธีการประเมิน และเกณฑ์การยอมรับสำหรับยานพาหนะทางรถไฟที่วิ่งบนรางเปิด โดยระบุข้อกำหนดและวิธีการประเมินสำหรับความแปรผันของความดันและผลกระทบจากการไหลของลมตามแนวราง วิธีการประเมินความแข็งแรงในการใช้งานก็ได้รับการกล่าวถึงในมาตรฐานนี้เช่นกัน นอกจากนี้ยังมีการกล่าวถึงสภาวะการรับน้ำหนักบนส่วนประกอบโครงสร้างพื้นฐานที่เกิดจากความแปรผันของความดันและผลกระทบจากการไหลของลมที่เกิดจากขบวนรถไฟ และมีการเสนอการจัดเตรียมการทดสอบสำหรับการประเมินการโป่งของหินรองรางสำหรับรางที่มีหินรองราง

ข้อกำหนดนี้ใช้เฉพาะกับยานพาหนะระบบรางหนักที่มีความเร็วสูงสุดเกิน 160 กม./ชม. เท่านั้น และไม่ใช้กับระบบรางอื่นๆ มาตรฐานนี้ใช้กับยานพาหนะและโครงสร้างพื้นฐานทางรางแบบเปิดทั้งหมดที่มีระยะห่างระหว่างรางโดยประมาณระหว่าง 1435 มม. ถึง 1668 มม.

ผลกระทบทางอากาศพลศาสตร์ที่เกิดจากรถไฟอาจส่งผลดังต่อไปนี้:

• คนงานริมรางและผู้โดยสารบนชานชาลา (ความเร็วการไหลของอากาศ)
• วัตถุริมถนนและโครงสร้างน้ำหนักเบา (เช่น เศษซากที่กระจัดกระจาย ป้ายบอกทาง ที่พักพิงชั่วคราว)
• โครงสร้างพื้นฐานถาวรตามแนวรางรถไฟ (เช่น แผงกั้นเสียง เสาค้ำอุปกรณ์เหนือรางรถไฟ ขอบชานชาลา)
• การเปลี่ยนแปลงแรงดัน (จังหวะแรงดันหัวรางที่เกิดขึ้นเมื่อรถไฟวิ่งสวนกันหรือผ่านจุดคงที่)
• แรงทางอากาศพลศาสตร์ที่กระทำต่อโครงสร้างและผู้คนบริเวณใกล้รางรถไฟ

มาตรฐานนี้ใช้กับ:

• รถไฟความเร็วสูง (โดยทั่วไปมีความเร็วอย่างน้อย 200 กม./ชม. ซึ่งหลักอากาศพลศาสตร์มีความสำคัญอย่างยิ่ง)
• รถไฟโดยสารและรถไฟขนส่งสินค้าแบบดั้งเดิม
• การออกแบบยานยนต์ใหม่ การดัดแปลง หรือการอนุมัติประเภทต่างๆ
• การประเมินความสอดคล้องของโครงสร้างพื้นฐาน

มาตรฐานนี้สอดคล้องกับข้อกำหนดทางเทคนิคด้านการทำงานร่วมกันสำหรับรถไฟความเร็วสูงและรถไฟทั่วไปในสหภาพยุโรป

• มาตรฐาน “EN 14067-5 ส่วนที่ 5: ข้อกำหนดและขั้นตอนการประเมินด้านอากาศพลศาสตร์ในอุโมงค์” อธิบายถึงข้อกำหนดด้านอากาศพลศาสตร์ ขั้นตอนการทดสอบ วิธีการประเมิน และเกณฑ์การยอมรับสำหรับยานพาหนะทางรถไฟที่วิ่งในอุโมงค์ มาตรฐานนี้กล่าวถึงการเปลี่ยนแปลงของความดันอากาศ แรงกระทำ การก่อตัวของคลื่นความดันขนาดเล็ก และข้อพิจารณาด้านอากาศพลศาสตร์อื่นๆ ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในการใช้งานอุโมงค์ นอกจากนี้ยังระบุข้อกำหนดสำหรับการออกแบบด้านอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะทางรถไฟและอุโมงค์สำหรับระบบรถไฟรางหนัก ข้อกำหนดเหล่านี้ใช้เฉพาะกับระบบรถไฟรางหนักเท่านั้น

มาตรฐานนี้รับประกันความปลอดภัยและความสะดวกสบายในการใช้งานรถไฟในอุโมงค์ โดยควบคุมผลกระทบทางอากาศพลศาสตร์ที่เกิดจากรูปทรงแคบๆ โดยมุ่งเน้นไปที่ปรากฏการณ์เฉพาะในอุโมงค์และผลกระทบต่อสิ่งต่อไปนี้:

• ความสะดวกสบายของผู้โดยสารและลูกเรือ (ความไม่สบายทางการได้ยินเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความดัน การอุดตันในหู)
• ความแข็งแรงของโครงสร้างและความแน่นหนาในการกันน้ำของขบวนรถไฟ (แรงดันที่กระทำต่อตัวรถ หน้าต่าง และประตู)
• โครงสร้างพื้นฐานของอุโมงค์ (การบุผนัง การระบายอากาศ อุปกรณ์ติดตั้งถาวร น้ำหนักบรรทุกในสถานีใต้ดิน)
• คนงานริมถนนและเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาภายในอุโมงค์
• อิทธิพลจากสิ่งแวดล้อมภายนอกอุโมงค์ (เช่น คลื่นความดันขนาดเล็กหรือคลื่นเสียงกระแทกบริเวณทางเข้า)
• ความเข้ากันได้ในสถานการณ์ที่รถไฟความเร็วสูงใช้ทางอุโมงค์ร่วมกับรถไฟทั่วไป

มาตรฐานนี้ใช้กับ:

• รถไฟความเร็วสูง (ซึ่งเป็นจุดที่ได้รับผลกระทบรุนแรงที่สุด)
• ทางรถไฟแบบดั้งเดิมในอุโมงค์ยาว
• การออกแบบใหม่ การปรับปรุงแก้ไข การอนุมัติแบบ และการตรวจสอบการปฏิบัติตามเส้นทาง
• การปฏิบัติตามข้อกำหนดของสหภาพยุโรปเกี่ยวกับความสามารถในการทำงานร่วมกันทางเทคนิคของระบบรถไฟความเร็วสูงและระบบรถไฟทั่วไป
• มาตรฐาน “EN 14067-6 ส่วนที่ 6: ข้อกำหนดและขั้นตอนการทดสอบสำหรับการประเมินแรงลมด้านข้าง” อธิบายถึงแนวทางสำหรับการประเมินแรงลมด้านข้างของทางรถไฟ มาตรฐานนี้ใช้กับรถโดยสาร รถหัวลาก และรถขับเคลื่อน (ที่มีความเร็วสูงสุดระหว่าง 140 กม./ชม. ถึง 360 กม./ชม.) และรถบรรทุกสินค้า (ที่มีความเร็วสูงสุดระหว่าง 80 กม./ชม. ถึง 160 กม./ชม.) และรางรถไฟที่มีความกว้างระหว่าง 1435 มม. ถึง 1668 มม. สำหรับรถโดยสาร รถหัวลาก และรถขับเคลื่อนที่มีความเร็วสูงสุดระหว่าง 250 กม./ชม. ถึง 360 กม./ชม. จำเป็นต้องแสดงให้เห็นถึงเสถียรภาพต่อแรงลมด้านข้าง มาตรฐานนี้ไม่ใช้กับรถไฟฟ้ารางเบาและรถไฟในเมือง

มาตรฐานนี้มุ่งเน้นในประเด็นต่อไปนี้:

• แรงและโมเมนต์ทางอากาศพลศาสตร์ที่เกิดจากลมเฉียง (ลมขวาง มุมหันเห)
• เสี่ยงต่อการพลิคว่ำ (ล้อเสียการควบคุม ล้อด้านที่อยู่ใต้ลมยกตัวขึ้น)
• การตกรางเนื่องจากแรงด้านข้างมากเกินไป
• ความเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐาน (ประเภทการรับแรงลมของรางรถไฟ, บริเวณที่เสี่ยงต่อลมแรง)

มาตรฐานนี้ใช้กับ:

• รถโดยสารทุกประเภท หัวรถจักร รถหัวลาก และรถไฟหลายตู้
• รถไฟความเร็วสูง รถไฟโดยสารทั่วไป และในบางกรณี รถขนส่งสินค้าบางประเภท
• การออกแบบใหม่ การปรับปรุงแก้ไข การอนุมัติแบบ และการประเมินเฉพาะเส้นทาง
• การปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการทำงานร่วมกันทางเทคนิคสำหรับรถไฟความเร็วสูงและรถไฟทั่วไปในสหภาพยุโรป

มาตรฐานนี้ครอบคลุมยานพาหนะที่วิ่งบนรางเปิด (ไม่รวมอุโมงค์ สะพาน หรือส่วนที่มีหลังคาคลุมในบางกรณี เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น)

• มาตรฐาน “EN 14067-7 ส่วนที่ 7: หลักการพื้นฐานของขั้นตอนการทดสอบการปล่อยหินบัลลาสต์จากขบวนรถไฟ” กล่าวถึงหัวข้อต่อไปนี้:
• แง่มุมทางเศรษฐกิจของการฉายภาพหินบัลลาสต์
• การเปรียบเทียบวิธีการที่ใช้ในฝรั่งเศสและสเปนสำหรับยานพาหนะทางรถไฟ
• วิธีการประเมินโครงสร้างพื้นฐาน
• การทบทวนวรรณกรรมที่มีอยู่
• ขั้นตอนต่อไปและข้อเสนอแนะเกี่ยวกับการกำหนดมาตรฐานและการวิจัย

มาตรฐานนี้ให้คำแนะนำและข้อมูลพื้นฐานที่เป็นประโยชน์สำหรับการพัฒนา การดำเนินการ และการตีความขั้นตอนการทดสอบที่เกี่ยวข้องกับการระเบิดของหินรองรางรถไฟ อย่างไรก็ตาม มาตรฐานนี้ไม่ได้กำหนดค่าขีดจำกัดที่มีผลผูกพัน เกณฑ์การยอมรับ หรือวิธีการทดสอบที่บังคับใช้

โดยสรุป วัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้มีดังต่อไปนี้:

• เพื่อสร้างความเข้าใจและแนวทางที่สอดคล้องกันทั่วทั้งยุโรป
• เพื่อสนับสนุนการประเมินยานพาหนะและโครงสร้างพื้นฐานทางรถไฟอย่างสม่ำเสมอ
• เพื่ออำนวยความสะดวกในการเปรียบเทียบผลการทดสอบที่ได้จากวิธีการ/ประเทศต่างๆ

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบที่สอดคล้องกับมาตรฐาน EN 14067 อีกด้วย