ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к транспортному средству, в частности, рельсовому транспортному средству, с центральным участком корпуса и присоединенной к нему лобовой частью транспортного средства, образующим при эксплуатации свободное окончание транспортного средства.
Из документа ЕР 2 383 161 В1 известно транспортное средство с лобовой частью, у которой чувствительность к боковому ветру снижена посредством устройства срыва потока.
В основу полезной модели положена задача - предложить транспортное средство, которое на больших скоростях обладает стабильными характеристиками и особенно устойчиво к опрокидыванию даже при боковом ветре. Эта задача решена согласно полезной модели посредством транспортного средства, охарактеризованного признаками пункта 1 формулы. Предпочтительные варианты выполнения транспортного средства раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Также согласно полезной модели предложено, чтобы лобовая часть имела выступающую в виде купола зону крыши, перекрывающую находящуюся под ней вогнутую в направлении центра транспортного средства зону боковых стенок лобовой части транспортного средства.
Существенным преимуществом транспортного средства по данной полезной модели является то, что при боковом ветре выступающая в виде купола зона крыши на стороне сбегающего потока у транспортного средства обладала возможностью вызывать срыв потока, что значительно снижает чувствительность к боковому ветру и опасность опрокидывания транспортного средства.
Особенно предпочтительно, если выступающую в виде купола зону крыши и находящуюся под ней вогнутую в направлении центра транспортного средства зону боковых стенок разделяло ребро, на котором внешняя поверхность выступающей зоны крыши и верхний участок поверхности вогнутой зоны боковых стенок располагались под углом друг к другу. Под понятием «ребро» в технологическом смысле следует понимать ребро изгиба или ребро деформирования или формования в общем смысле (или сведение двух поверхностей), при котором радиус кривизны меньше 30 мм.
Предпочтительно ребро образует, в продольном направлении транспортного средства, на стороне срыва потока полностью или частично кромку срыва потока бокового ветра с углом набегания от 10° до 30° к направлению движения.
Угол между внешней поверхностью выступающей зоны крыши и верхним участком поверхности вогнутой зоны боковых стенок составляет предпочтительно от 70° до 110°, предпочтительнее от 80° до 100°.
Предпочтительно ребро образует, в продольном направлении транспортного средства, по меньшей мере, частично самый широкий участок зоны боковых стенок.
Особенно предпочтительно внешняя поверхность выступающей зоны крыши и верхний участок вогнутой зоны боковых стенок образуют направленный наружу клин. Клин может быть направлен горизонтально наружу и не образовывать поднутрение или располагаться под углом вниз и образовывать поднутрение.
Угол между верхней поверхностью клина вертикалью составляет предпочтительно от 30° до 60°, предпочтительнее от 40° до 50°.
Угол между нижней поверхностью клина и вертикалью составляет предпочтительно от 30° до 60°, предпочтительнее от 40° до 50°.
Середина клина или продольная ось клина или биссектриса клина при выполнении клина без поднутрения направлена предпочтительно под углом ± 20° к горизонтали. При выполнении клина с поднутрением середина клина или продольная ось клина направлена предпочтительно под углом от 45 ± 10° к вертикали.
Верхний участок поверхности вогнутой зоны боковых стенок граничит вверху предпочтительно с образованием острой кромки с выступающей зоной крыша, а внизу – предпочтительно с постоянной кривизной с поясной линией, образующей самый глубокий участок вогнутой зоны боковых стенок. Под понятием «острой кромки» следует понимать в технологическом смысле ребро изгиба или ребро деформирования или формования в общем смысле, при котором радиус кривизны меньше 20 мм.
Верхний участок поверхности расположен предпочтительно под углом от 30° до 60°, предпочтительнее от 40° до 50° к вертикали.
Вогнутая зона боковых стенок предпочтительно имеет нижний участок поверхности, граничащий с нижней выпуклой зоной боковых стенок. Переход между вогнутой зоной боковых стенок и нижней выпуклой зоной боковых стенок выполнен предпочтительно с постоянной кривизной.
Нижняя выпуклая зона боковых стенок, в продольном направлении транспортного средства, предпочтительно выступает наружу дальше ребра или острия клина и частично меньше выступает наружу, чем ребро или острие клина.
Ребро или острие клина и нижняя выпуклая зона боковых стенок, в вертикальном направлении, предпочтительно разделены поясной линией.
В продольном направлении транспортного средства и в направлении центрального участка кузова выступание куполообразной выступающей зоны крыши и глубина расположенной под ней вогнутой зоны боковых стенок или глубина поясной линии предпочтительно уменьшаются.
В продольном направлении транспортного средства и в направлении головного конуса выступание куполообразной выступающей зоны крыши и глубина расположенной под ней вогнутой зоны боковых стенок или глубина поясной линии предпочтительно сначала увеличивается, а затем снова уменьшается. Основной участок кузова и головной конус предпочтительно не имеют выступания и поясной линии.
В особенно предпочтительном варианте исполнения предложено, чтобы
высота лобовой части относительно поверхности полотна, в частности, относительно верхней кромки рельса в случае рельсового транспортного средства, уменьшалась в направлении головного конуса;
высота куполообразной выступающей зоны крыши относительно поверхности пути, в частности, относительно верхней кромки рельс, уменьшалась в направлении головного конуса;
ярко выраженное, в частности, боковое выступание куполообразной выступающей зоны крыши предпочтительно снова уменьшалось в направлении головного конуса.
В указанном последним варианте исполнения аэродинамическое воздействие выступающей зоны крыши относительно бокового ветра смещается в направлении головного конуса и, тем самым, и вертикально вниз, за счет чего силовое воздействие бокового ветра на транспортное средство возникает, в первую очередь, в передней части носового отдела и, тем самым, одновременно далеко внизу, т.е. близко к земле. Вертикальное снижение куполообразной выступающей зоны крыши (или кромки срыва потока) в направлении головного конуса в сочетании с увеличением ярко выраженного выступания куполообразной выступающей зоны крыши (или кромки срыва потока) в направлении головного конуса приводит предпочтительно к тому, что вызванный воздействием встречного ветра на транспортное средство опрокидывающий момент возникает преимущественно в передней части головного конуса и, тем самым, относительно далеко внизу. Из-за только небольшого отстояния от полотна или от верхней кромки рельса рычаг силового воздействия там сравнительно мал, по сравнению с силовым воздействием на большей высоте и поэтому с более большим рычагом; относительно более короткий рычаг силового воздействия предпочтительно явно уменьшает опасность опрокидывания при боковом ветре.
Как было указано, выступание куполообразной зоны крыши, в продольном направлении транспортного средства и в направлении головного конуса, предпочтительно все более ярко выражено. Особенно предпочтительно, если относительно центральной части кузова транспортного средства в направлении головного конуса выпуклая зона боковых стенок сначала выступает наружу дальше кромки или острия клина и, если далее в направлении вперед к головному конусу, т.е. в передней части головного конуса кромка или острие клина выступает наружу, в поперечном направлении транспортного средства, дальше нижней выпуклой зоны боковых стенок.
Непосредственно перед головным конусом ярко выраженное выступание куполообразной зоны крыши или клина предпочтительно снова уменьшается, а зона боковых стенок переходит заподлицо в носовую часть без клина, т.е. в головной конус без куполообразной зоны крыши.
Также предпочтительно, чтобы высота (расстояния между крышей и поверхностью полотна) лобовой части транспортного средства относительно поверхности полотна, в частности верхней кромки рельса в случае рельсового транспортного средства, уменьшалась в направлении головного конуса, а высота головного конуса, в котором ребро или острие клина выступает наружу в поперечном направлении транспортного средства за пределы выпуклой зоны боковых стенок, лежала в диапазоне, в котором высота лобовой части транспортного средства составляет от 2 до 70%, в частности от 30 до 60% исходной высоты основной части кузова.
Также предложено, как указано выше, чтобы в профиль выступающая куполообразная зона крыши образовывала поднутрение, а в горизонтальном направлении или в профиль в поперечном направлении транспортного средства закрывала находящуюся за ней внутри зону боковых стенок.
В указанном последним варианте исполнения предпочтительно, чтобы внешняя поверхность выступающей зоны крыши и верхний участок поверхности вогнутой зоны боковых стенок образовывали клин, проходящий наружу и под углом внизу.
Транспортное средство предпочтительно включает прилегающую к основному отделу кузова хвостовую часть, идентичную по форме лобовой части.
Полезная модель далее более подробно раскрыта на основе примеров ее осуществления. На чертежах представлено следующее:
фиг. 1 - вариант осуществления полезной модели для рельсового транспортного средства по данной полезной модели в трехмерном отображении под углом сбоку;
фиг. 2 - боковая проекция лобовой части рельсового транспортного средства по фиг. 1 в деталях;
фиг. 3 - контуры поперечного сечения лобовой части рельсового транспортного средства по фиг. 1 в трехмерном отображении;
фиг. 4 - контуры по фиг. 3 рядом друг с другом;
фиг. 5 - контуры по фиг. 4 в деталях;
фиг. 6 - боковая проекция рельсового транспортного средства по фиг. 1;
фиг. 7-8 - другие трехмерные изображения лобовой части рельсового транспортного средства по фиг. 1;
фиг. 9 - вариант осуществления с выполнением лобовой части транспортного средства с выступающей куполообразной зоной крыши, образующей поднутрение.
На фигурах для наглядности идентичные или сравнимые компоненты имеют всегда одинаковые условные обозначения.
На фиг. 1 показан вариант исполнения рельсового транспортного средства 10 в трехмерном изображении под углом сбоку. Показана центральная часть 11 кузова, к которому примыкает лобовая часть 12 транспортного средства кузова. Лобовая часть 12 образует при эксплуатации открытое окончание рельсового транспортного средства 10.
На фиг. 2 более подробно показана лобовая часть 12 рельсового транспортного средства по фиг. 1 в трехмерном изображении под углом сбоку. Показана выступающая куполообразная зона 13 крыши, накрывающая расположенную под ней вогнутую в направлении центра транспортного средства зону 14 боковых стенок лобовой части 12.
В примере исполнения по фиг. 2 передняя часть 15 лобовой части 12 транспортного средства выполнена без выступающих зон.
На фиг. 2 контурными линиями L1-L7 обозначены поперечные сечения рельсового транспортного средства, описанные далее более подробно.
На фиг. 3 контурные линии L1-L7 показаны еще раз в ином изображении.
На фиг. 4 контурные линии L1-L7 показаны рядом друг с другом. Показано, что выступающая куполообразная зона 13 крыши и расположенная под ней вогнутая зона 14 боковых стенок разделены ребром 20 срыва потока, на котором выступающая зона 13 крыши и верхний участок 141 вогнутой зоны 14 боковых стенок установлены под углом друг над другом. Угол γ (см. фиг. 5) между внешней поверхностью выступающей зоны 13 крыши и верхним участком 141 поверхности составляет в этом варианте осуществления около 90 градусов.
Выступающая зона 13 крыши и верхний участок 141 поверхности выполнены предпочтительно в виде технологически формованного участка (например, выгнутый стальной лист или конструкция из волокнистого композита). Расположение «под углом друг над другом» зоны 13 крыши и верхнего участка 141 поверхности, а также выполнение ребра 20 срыва потока обеспечено выполнением формованной кромки с радиусом кривизны менее 30 мм. Другими словами ребро 20 срыва потока образовано предпочтительно формованной кромкой с радиусом кривизны максимально 30 мм.
Формообразование ребра 20 срыва потока образует на стороне срыва потока рельсового транспортного средства 10, в продольном направлении транспортного средства, полный или, по меньшей мере, частичный срыв потока бокового ветра с углом набегания от 10° до 30° к направлению движения.
На фиг. 5 более подробно показана контурная линия L4 поперечного сечения по фиг. 2-4. Показано, что внешняя поверхность выступающей зоны 13 крыши и верхнего участка 141 поверхности вогнутой зоны 14 боковых стенок образуют направленный наружу клин 30. Угол между верхней поверхностью 31 клина, образованной выступающей зоной 13 крыши, и вертикалью составляет около 45°. Угол ß между нижней поверхностью 32 клина 30, образованной верхним участком 141 поверхности вогнутой зоны 14 боковых стенок, и вертикалью составляет также предпочтительно 45°.
В варианте осуществления по фиг. 5 центр 33 клина или продольная ось клина или биссектриса клана 30 направлена горизонтально или, по меньшей мере, почти горизонтально. Угол γ раскрытия клина составляет предпочтительно от 90 градусов ± 10 градусов.
Верхний участок 141 поверхности вогнутой зоны 14 боковых стенок граничит с выступающей зоной 13 крыши и образует с ней ребро 20 срыва потока с образованием предпочтительно острой кромки. Под границей с острой кромкой следует понимать в случае формованной кромки, как было указано ранее, радиус кривизны максимально 30 мм.
Внизу верхний участок 141 поверхности граничит с постоянным радиусом кривизны с поясной линией 142 вогнутой зоны 14 боковых стенок. Поясная линия 142 образует самый глубокий участок вогнутой зоны 14 боковых стенок.
Ниже поясной линии 142 к ней примыкает нижний участок 143 поверхности вогнутой зоны 14 боковых стенок, к которому, в свою очередь, примыкает нижний выпуклый участок 16 лобовой части 12 транспортного средства. Переход между вогнутой зоной 14 боковых стенок и нижним выпуклым участком 16 боковых стенок выполнен предпочтительно с постоянной кривизной.
Ребро 20 срыва потока или клин 30 и нижняя зона 16 выпуклой поверхности боковых стенок отделены, тем самым, друг от друга поясной линией 142 вогнутой зоны 14 боковых стенок.
На фиг. 4 также показано, что нижняя выпуклая зона в продольном направлении транспортного средства частично выступает наружу дальше ребра 20 срыва потока или острия клина 30, и частично выступает наружу меньше, чем ребро 20 срыва потока или острие клина 30. Так на фиг. 4 показано, что ребро 20 срыва потока или клин 30 в зоне передней части 120 лобовой части 12 транспортного средства выступает дальше выпуклой зоны 16 боковых стенок, а в зоне расположенной за ней задней части 121 лобовой части 12 транспортного средства выступает наружу меньше.
Кроме этого на фиг. 4 показано, что высота Н лобовой части 12 транспортного средства относительно верхней кромки SO рельса уменьшается в направлении головного конуса 15. Таким образом, и высота S куполообразной выступающей зоны 13 крыши или высота S ребра 20 срыва потока относительно верхней кромки SO рельса уменьшается в направлении головного конуса 15. Другими словами ребро 20 срыва потока понижается в направлении головного конуса 15.
На фиг. 4 показано также, что ярко выраженное боковое выступание куполообразной выступающей зоны 13 крыши или ребра 20 срыва потока в направлении головного конуса 15 становится больше с понижением вниз. Понижение ребра 20 срыва потока в направлении головного конуса 15 приводит предпочтительно к тому, что силовое воздействие бокового ветра на рельсовое транспортное средство 10 действует, в первую очередь, в передней части 120 лобовой части и, тем самым, намного ниже. Из-за только малого отстояния от верхней кромки SO рельса рычаг силового воздействия там сравнительно короткий (по сравнению с силовыми воздействиями на большей высоте и поэтому с более длинным рычагом). Сравнительно более короткий рычаг силового воздействия предпочтительно явно снижает опасность опрокидывания при боковом ветре.
На фиг. 6 еще раз показано рельсовое транспортное средство 10 по фиг. 1 в другом виде сбоку. Показано, что высота Н лобовой части 12 транспортного средства относительно верхней кромки SO рельса уменьшается в направлении головного конуса 15. В передней части 120 головного конуса высота S ребра 20 срыва потока или клина 30 (см. фиг. 4 и 5) относительно верхней кромки SO рельса лежит предпочтительно в диапазоне от 30 до 60% исходной высоты Hr, образованной высотой центрального участка 11 кузова.
На фиг. 7 и 8 еще раз показана лобовая часть 12 рельсового транспортного средства 10 по фиг. 1 в других трехмерных изображениях, в частности под углом спереди и в направлении головного конуса 15.
На фиг. 9 показана выступающая зона 13 крыши или ребро 20 срыва потока в альтернативном варианте исполнения. Показано, что клин 30, образованное выступающей зоной 13 крыши и расположенным под ней верхним участком 141 поверхности, направлен под углом вниз, а центра клина или продольная ось клина 30 образует с горизонталью угол около 45°. Исполнение и направленность клина 30 или выступающей зоны 13 крыши обеспечивают образование поднутрения и в горизонтальном направлении или в поперечном направлении транспортного средства закрытие расположенного за ним внутреннего участка боковой стенки, в частности верхнего участка 141 поверхности вогнутой зоны 14 боковых стенок.
Показанный на фиг. 9 вариант исполнения ребра 20 срыва потока пригоден для использования по всей длине рельсового транспортного средства 10. Также обеспечена возможность выполнения ребра 20 срыва потока в продольном направлении транспортного средства на отдельных участках без поднутрения (фиг. 1-8), а на отдельных участках с поднутрением (фиг. 9).
В остальном описание по фиг. 1-8 соответствует принципу действия ребра 20 срыва потока.
В связи с фиг. 1-9 было подробно описано выполнение лобовой части 12 транспортного средства и центральной части 11 кузова. Дополнительно следует указать на то, что рельсовое транспортное средство 10 включает примыкающий к центральной части 11 кузова хвостовой отдел транспортного средства, идентичный по формообразованию лобовой части 12 транспортного средства.
Несмотря на то, что полезная модель подробно описана на примере вариантов его осуществления, оно не ограничено раскрытыми примерами и специалист сможет вывести и иные варианты без нарушения объема правовой защиты.