O echipă de cercetători din China a anunțat o nouă metodă prin care rezistența aerodinamică a trenurilor de mare viteză poate fi redusă cu peste 22%, deschizând astfel calea către o exploatare mai eficientă energetic la viteze de 400 km/h, transmite InterestingEngineering.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Majoritatea trenurilor de mare viteză din prezent circulă cu până la 350 km/h (217 mph), dar modelele de generație următoare sunt proiectate să atingă 400 km/h (248,5 mph). Cercetătorii atrag atenția că odată cu creșterea vitezei, rezistența aerodinamică devine un factor crucial. Conform studiului, trecerea de la 350 km/h la 400 km/h duce la o creștere cu aproape 30% a rezistenței totale în timpul operării.
Pentru a găsi soluții, echipa a analizat caracteristicile aerodinamice ale unui tren care rulează la 400 km/h, folosind metode de simulare numerică. Rezultatele au arătat că cele mai mari surse de rezistență provin din partea frontală a trenului, pantograf și boghiuri.
Cercetătorii au testat mai multe variante de design, incluzând modificări la lungimea porțiunii frontale, înălțimea trenului, adâncimea platformei pantografului, geometria pantografului, carenajele boghiurilor și plăcile inferioare. În urma combinării acestor soluții, noul model a reușit să reducă rezistența aerodinamică cu până la 22,11% comparativ cu designul inițial.
Importanța unor astfel de îmbunătățiri este majoră, având în vedere că până la 30% din energia de tracțiune a unui tren de mare viteză este consumată pentru a depăși rezistența aerodinamică.
„Secretul reducerii substanțiale a rezistenței constă în îmbunătățiri coordonate la nivelul mai multor părți ale trenului”, a explicat prof. Wang Tiantian, autor principal al studiului, din cadrul Key Laboratory of Traffic Safety on Track al Universității Central South. „În timp ce abordările convenționale se concentrează pe optimizarea unor elemente izolate, noi am demonstrat că o îmbunătățire simultană a formei frontale, a pantografului și a carenajelor de boghiu poate oferi rezultate remarcabile.”
Printre modificările care au adus cele mai mari beneficii se numără prelungirea porțiunii frontale a trenului până la 15 metri și reducerea înălțimii acestuia. De asemenea, un pantograf reproiectat, cu o geometrie optimizată, a demonstrat performanțe aerodinamice superioare. Cercetătorii au observat și că, în anumite situații, carenajele de boghiu cu forme neregulate pot oferi avantaje față de designurile clasice, perfect netede.
Rezultatele obținute sunt considerate unele dintre cele mai importante progrese recente în domeniul trenurilor de mare viteză. Totuși, autorii subliniază că sunt necesare studii suplimentare pentru a valida aceste soluții în condiții reale de exploatare.
China are deja experiență în testarea unor trenuri de mare viteză care depășesc 400 km/h. Trenul CR450 a atins în teste o viteză maximă de 453 km/h (281 mph), iar în exploatare comercială circulă cu până la 400 km/h. De asemenea, Shanghai Maglev poate ajunge la 460 km/h (286 mph).
La nivel internațional, recordurile rămân la fel de impresionante. În 2007, Franța a testat un tren TGV modificat care a atins 574,8 km/h (357 mph), însă în exploatare comercială acesta circulă între 270 și 320 km/h. Japonia a stabilit un record de 603 km/h (375 mph) cu trenul său superconductiv Maglev și lucrează la dezvoltarea seriei JR SCMaglev L0, proiectată să atingă 505 km/h (314 mph).
Cercetarea realizată de echipa din China oferă o direcție clară pentru inginerii care proiectează trenurile de generație următoare, punând accent pe optimizarea integrată a componentelor pentru a reduce consumul de energie și pentru a îmbunătăți performanțele aerodinamice la viteze foarte mari.
