Чому деякі швидкісні поїзди мають довгий ніс, а інші - ні?

Чому деякі швидкісні потяги, такі як Shinkansen E5 та E6, мають насправді довгий ніс, тоді як інші поїзди, такі як Eurostar та Javelin, мають більш короткі носи?

Як форма носа впливає на потяг?

mechanical-engineering aerodynamics rail

— користувач3831089
джерело

Ви склали таблицю, скажімо, максимальної швидкості проти профілю носа? або поперечний переріз вагона (колійна колія та висота кузова)?

— Карл Віттофт

Я якось підозрюю, що відповідь закінчиться тим, що це стилістичний вибір з боку дизайнерської команди. Можливо, із сильним культурним впливом того, що хоч виглядає швидкий потяг. Діаграма профілю носа Vs компанії, яка її будує, або країн, що використовуються, може виявитись більш значущою, ніж максимальна швидкість Vs.

— Андрій

Ви впевнені, що вони довгі носи та не довгі хвости? Більшість HST можуть бігати в обох напрямках, а турбулентність на задній частині може бути важливішою (подумайте про шоломи аероциклістів та форму літаків)

— Кріс Х

Відповіді:

Все залежить від рівня працездатності, якого ви прагнете.

Поїзд, зважаючи на його розміри, має смішно невеликий перетин. На цю невелику площу лобової ділянки «заштовхується» інерція сотень тонн металу.

Усі швидкісні поїзди мають аеродинамічні носи, але деякі, як правило, педантичні щодо того, скільки тисячних відсотків ефективності вони можуть вичавити з аеродинамічного профілю.

Є кілька інших факторів, які вступають у гру з конструкцією носа, і це імпульс тиску, який генерується, коли поїзд проходить інший об'єкт, як правило, інший поїзд, що йде в зворотному напрямку або тунель. Ось чому пасажирам говорять триматися подалі від краю платформи, коли швидкі поїзди проходять повз, це не те, що вас здують, але можуть потягнути до поїзда низьким тиском.

Два швидкісних поїзда, що проходять один за одним, можуть створити величезну кількість всмоктування між ними в носі через низький тиск там, тому довший ніс допомагає розширити це трохи і зменшити область мінімального тиску. Якщо не поїзди, можна потягнути один до одного, або якась нестабільність, встановлена швидким імпульсом тиску вбік. Ніс серії Е5 на 15 метрів є масивним на 9 метрів довше попереднього втілення поїзда кулі (Шинкансен), серії Е2. Це, на думку дизайнерів компанії JR East, допоможе усунути явища "тунельного буму".

Залізничні тунелі Японії дещо вужчі, ніж їхні європейські колеги, тому коли Сінкансен входить в тунель зі швидкістю понад 200 кілометрів на годину, раптове підвищення тиску повітря може спричинити гучний "бум" на іншому кінці тунелю. В деяких випадках такі ударні хвилі пошкоджують тунелі в Японії, вириваючи шматки матеріалу з тунельних стель.

Форма переднього автомобіля еволюціонувала поступово для боротьби з цією небезпекою, і результат - вражаючий дизайн "Довгий Ніс" серії E5.

Довідка 1 , 2

— преет дхунна
джерело

-4

На великих швидкостях вплив аеродинамічних сил потрібно включати в аналіз. Згадаймо з формули аеродинаміки

F_{a} = 1 / 2 ρ v^{2} C_{d} A

$F_a = 1/2 \rho v^2 C_d A$

Де - щільність повітря, швидкість руху транспортного засобу, коефіцієнт та площа контакту з повітрям. Коефіцієнт перетягування має інші компоненти. В'язкий вплив має вплив на сили аеродинаміки. $\rho , v, C_d,A$

— Payam30
джерело

На даний момент це ледь відповідає на питання. Будь ласка, ви можете відредагувати це, щоб бути більш чітким про те, як ці сили перетворюються на форми, і чому два Eurostar & Javelin мають більш короткі носи, а у Шинкансена дуже довгі.

— EnergyNumbers

Ми очікуємо, що відповіді тут будуть кращими, ніж просто викидати рівняння. Це також не відповідає на питання про те, чому для вирішення подібних проблем були обрані різні форми носа.

— Олін Латроп

Різні форми мають різний коефіцієнт форми. Я дав просту відповідь, я не

— встигну

@ Payam30 У такому випадку ви можете написати коментар замість відповіді.

— Карло