EN 14067 铁路应用 - 空气动力学

欧洲标准“EN 14067 铁路应用 - 空气动力学”由以下几个以相同标题发布的子章节组成：

• 标准“EN 14067-1 第 1 部分：符号和单位”适用于铁路空气动力学领域。本标准定义了空气动力学公式和计算中使用的符号和单位。本标准中的定义解释了符号并对单位进行了分类。然而，这些符号在不同的应用领域可能具有不同的含义。应根据具体应用定义其他符号。

本标准旨在规范铁路空气动力学领域的工程研究、仿真、测试和文档编制工作。它普遍适用于铁路应用空气动力学。本标准定义了以下内容：

• 关键符号（例如，速度、压力、力、系数、参考场、密度）
• 相应的物理单位
• 它们在方程式中的应用规则

该标准通过规范表示方法，促进了高速铁路、传统铁路、横风效应、隧道空气动力学、气流、压力波和空气动力载荷等领域的制造商、基础设施管理者、测试实验室、认证机构和研究人员之间的清晰沟通。

本标准不包含具体的限值、测试程序或性能要求；这些内容在本标准的其他章节中均有规定。

工程师和研究人员在以下情况下会参考此标准：

• 编写模拟代码（计算流体动力学）时
• 在报告风洞或跑道试验结果时
• 编制技术规范或招标文件时
• 验证是否符合空气动力学技术互操作性规范要求。
• 标准“EN 14067-2 第 2 部分：开放式轨道空气动力学”定义了铁路空气动力学特有的物理现象，并为测试记录提供了建议。机车制造商需要了解列车的阻力系数，以便为其机车选择最佳功率。铁路公司也需要此信息来计算列车时刻表和能源需求，确定特定列车组所需的机车类型或数量，并辅助设备采购决策。

虽然列车阻力通常是阻力的主要组成部分，但很难将其与其他组成部分分离，因此本节还必须考虑非空气动力学因素。

列车运动阻力采用适用于所有列车类型的标准公式表示。此外，用于获取列车运动阻力并推导出相应公式的测量方法，已在另一份文件（WI 00256127）中定义和描述。

EN 14067-2 标准涵盖以下内容：

• 高速列车和普通列车
• 铁路车辆的认证和评估。
• 基础设施管理人员和铁路官员
• 在相关情况下，可能使用较轻的车辆（有轨电车、地铁）。

开放式赛道中主要考虑的空气动力学效应如下：

• 列车尾流（两列火车交会或火车通过轨道旁的道岔时感受到的暂时性压力变化）
• 列车尾流（在行驶的列车周围和后方形成的高速气流，对轨道旁工作人员或轻型物体构成风险）
• 觉醒流的特征
• 影响乘客的压力变化（例如，窗户打开时或车门操作期间）
• 作用于轨道附近建筑物、人员或松散物体的空气动力。

该标准描述了列车的速度、形状（车头/车尾设计）、表面粗糙度、车底几何形状和侧风如何导致这些影响。

• 标准“EN 14067-3 第 3 部分：隧道空气动力学”定义了铁路空气动力学特有的物理现象，并为测试记录提供了建议。该标准对列车进入、通过或离开隧道时铁路空气动力学特有的基本物理现象进行了描述性概述。它重点阐述了隧道内独特的封闭流场条件与开放式轨道的差异。
• 本标准主要提供参考信息，不定义具有约束力的限值、验收标准或详细的测试和评估程序。它主要描述空气动力学，并就测试和测量记录提出建议。风洞中涉及的主要空气动力学现象包括：
• 压力波：这是列车进出隧道时产生的压缩波和稀疏波，它们的传播速度接近音速。
• 隧道出口处的微压波或微压脉冲：这是压缩空气的突然释放，会产生可听见的爆炸效果。
• 列车内部的临时压力变化：这会影响乘客的舒适度，尤其是耳朵的不适，尤其是在车窗和车门打开或压力隔热不足的情况下。
• 活塞效应：列车排出的空气就像活塞一样，在隧道内产生纵向气流。
• 由于气流受限，空气动力阻力增大。
• 隧道入口处和列车沿线的压力差。
• 对隧道基础设施的影响：例如，对隧道衬砌、通风系统或路边设备的荷载。

该标准解释了这些影响如何取决于以下因素：

• 列车速度。
• 列车拥堵率（列车横截面积/隧道横截面积）。
• 隧道长度和几何形状（单轨或双轨，入口类型，竖井连接）。
• 列车前后设计及表面密封。
• 列车长度和交叉配置（在双轨隧道中遇到列车）。
• 标准“EN 14067-4 第 4 部分：开放式轨道空气动力学要求和评估程序”描述了在开放式轨道上运行的铁路车辆的要求、测试程序、评估方法和验收标准。它提供了沿轨道压力变化和风流效应的要求和评估方法。该标准还涉及运行强度的评估方法。此外，它还讨论了列车引起的压力变化和风流效应对基础设施部件造成的载荷条件。该标准还提出了有砟轨道道砟凸起评估的测试装置。

本要求仅适用于最高列车速度超过160公里/小时的重型轨道交通车辆，不适用于其他轨道交通系统。本标准适用于所有轨距在1435毫米至1668毫米之间的敞轨轨道交通车辆和基础设施。

列车引起的空气动力学效应可能产生以下影响：

• 轨道旁工作人员和站台上的乘客（气流速度）。
• 路边物体和轻型结构（例如，散落的碎片、路标、灯箱）。
• 沿轨道设置的固定基础设施（例如，隔音屏障、架空轨道设备支架、站台边缘）。
• 压力变化（列车相互交错或经过固定点时发生的头部压力冲程）。
• 铁路附近建筑物和人员所受到的空气动力载荷。

本标准适用于：

• 高速列车（通常至少 200 公里/小时，空气动力学至关重要）。
• 传统客运和货运列车。
• 新车辆设计、改装或型式认证。
• 基础设施合规性评估。

该标准符合欧盟高速铁路和普通铁路的技术互操作性规范要求。

• 标准“EN 14067-5 第5部分：隧道空气动力学要求和评估程序”描述了隧道内运行的铁路车辆的空气动力学要求、测试程序、评估方法和验收标准。该标准涵盖了隧道运行中预期的空气动力压力变化、载荷、微压波形成以及其他空气动力学因素。本标准规定了重轨铁路车辆和隧道的空气动力学设计要求。这些要求仅适用于重轨铁路系统。

本标准通过控制狭窄几何形状产生的空气动力学效应，确保铁路车辆在隧道环境中安全舒适地运行。它重点关注隧道特有的现象及其对以下方面的影响：

• 乘客和机组人员的舒适度（压力变化引起的听觉不适、耳塞）。
• 列车的结构完整性和水密性（车厢车身、窗户和车门上的压力载荷）。
• 隧道基础设施（衬砌、通风、固定设备、地下车站荷载）。
• 隧道内的道路施工人员和维护人员。
• 隧道外的环境影响（例如，入口处的微压波或音爆）。
• 在高速列车与普通列车共用隧道的情况下，兼容性至关重要。

本标准适用于：

• 高速铁路（受影响最严重）。
• 传统铁路，穿梭于漫长的隧道之中。
• 新设计、修改、型式批准和路线合规性检查。
• 符合欧盟高速铁路和普通铁路系统技术互操作性规范。
• 标准“EN 14067-6 第6部分：侧风评估的要求和测试程序”规定了铁路侧风评估的指导原则。该标准适用于所有客车、机车和动力车（最高列车速度在140公里/小时至360公里/小时之间）以及货车（最高列车速度在80公里/小时至160公里/小时之间），轨距范围为1435毫米至1668毫米。对于最高列车速度在250公里/小时至360公里/小时之间的客车、机车和动力车，需要进行侧风稳定性测试。该标准不适用于轻轨和城市轨道交通车辆。

本标准重点关注以下内容：

• 斜风（侧风、偏航角）引起的空气动力和力矩。
• 有倾覆风险（车轮失控，下风侧车轮抬起）。
• 因横向力过大导致的脱轨。
• 与基础设施的兼容性（铁路暴露类别、易受风力影响的路段）。

本标准适用于：

• 所有客运车辆、机车、动力车和动车组。
• 高速列车、普通客运列车，以及在相关情况下，某些货运车辆。
• 新设计、修改、型式批准和航线特定评估。
• 符合欧盟高速铁路和普通铁路的技术互操作性规范。

本标准涵盖在开放式轨道上运行的车辆（某些情况下不包括隧道、桥梁或有遮蔽路段，除非另有规定）。

• 标准“EN 14067-7 第 7 部分：列车运载道砟投放试验程序的基本原理”涵盖以下主题：
• 压载物投射的经济性分析。
• 法国和西班牙铁路车辆制造方法的比较。
• 基础设施评估方法。
• 文献综述。
• 关于标准化和研究的后续步骤和建议。

本标准为列车诱发道砟爆破试验程序的制定、执行和解释提供指导和基本信息。本标准不定义具有约束力的限值、验收标准或强制性试验方法。

简而言之，本标准的目标如下：

• 协调欧洲各地的理解和方法。
• 为支持对铁路车辆和基础设施进行一致的评估。
• 为了便于比较不同方法/国家获得的测试结果。

多年来，凭借我们经验丰富的专业团队，我们始终关注客户需求，提供先进的测试服务，并协助客户建立、实施和改进管理体系。在此框架下，我们也提供符合EN 14067标准的测试服务。