Способ снижения сопротивления движению железнодорожного состава
METHOD OF REDUCING RESISTANCE TO TRAIN MOTION

Настоящее изобретение относится к железнодорожному транспорту и, в частности, может быть использовано на всех железнодорожных составах.
Известно, что при движении тела в воздушной среде образуется отходящий о него ламинарный воздушный поток, который затем переходит в турбулентный. Первая часть воздушного потока, ударяясь о следующие за телом объекты, тормозит их, а второй поток - раскачивает, что в совокупности снижает скорость всей цепочки объектов. Эти недостатки в сверхскоростных пассажирских поездах, работающих на длинных маршрутах, нивелируют путем минимизации расстояния между вагонами. Однако остальные пассажирские поезда, электрички и грузовые составы не имеют таких конструктивных элементов, а потому испытывают большое сопротивление воздуха.
Известен способ снижения сопротивления движению вагонов поезда, включающий очистку от загрязнений поверхностей катания головок обоих рельсов перед первой колесной парой локомотива, ведущего вагоны поезда, устройством очистки и нанесение модификатора трения на поверхность катания головок обоих рельсов после последней ведущей колесной пары локомотива, при этом очистку рельсов производят устройством для лазерной очистки перед первой колесной парой локомотива, см. заявку 2012125196/11, B61K 3/00 от 19.06.2012.
Известен также способ снижения сопротивления среды движущемуся объекту, включающий выполнение передней части объекта заостренной и, по крайней мере, не увеличивая габаритного размера после окончания заострения, т.е. путем изменения формы. При этом за заостренной частью объект выполняют с выемами в части, которая взаимодействует со средой, величины выемов выполняют регулируемыми по величине, а выемы выполняют сдвинутыми по направлению движения, см. заявку на изобретение №94002516, В63В 1/32 от 26.01.1994.
К недостаткам известного изобретения относится низкая эффективность снижения сопротивления воздушной среды объектам, движущимся за первым, т.к. конструктивные изменения выполнены только в передней части движущегося объекта и не устраняют тормозящего действия, возникающего последующего воздушного потока на, идущие за головным объектом прицепные вагоны.
Целью создания заявленного изобретения является достижение технического результата по повышению эффективности снижения сопротивления движению локомотива и вагонов железнодорожного состава, тем самым исключая раскачивание и торможение вагонов, а также повышение уровня безопасности движущегося состава.
Указанный технический результат для способа достигается тем, что в известном способе снижения сопротивления движению железнодорожного состава, включающему последовательное расположение железнодорожных вагонов за локомотивом, созданные движением локомотивом и прицепными к нему вагонами ламинарные потоки и последующие турбулентные завихрения воздуха отводят от корпуса локомотива и вагонов в сторону, а при наличии в грузовом составе платформ с грузами их располагают по убыванию размера грузов, начиная от больших размеров ко все более меньшим.
Указанный технический результат для устройства, реализующего способ снижения сопротивления движению железнодорожного состава, содержащего локомотив и вагоны, достигается тем, что на задних боковых гранях локомотива и передних и задних боковых гранях прицепленных к нему прямоугольных вагонов прямоугольной формы, в том числе хопперах, рефрижераторах, платформах для лесоматериалов, установлены поворотные под острым углом к линии направления движения, например от 20° до 30°, лонжероны, шириной 30 см, при этом лонжероны одной стороной закреплены на вертикальной поворотной оси с нижним фиксатором положения.
Заявленное изобретение поясняется Фиг. 1, на которой представлен общий вид грузового вагона.
Устройство, реализующее заявленный способ согласно Фиг. 1, включает:
1. универсальный грузовой вагон;
2. боковые грани вагонов;
3. поворотные лонжероны;
4. поворотную ось;
5. фиксаторы положения.
Устройство, реализующее заявленный способ, в частном случае, состоит из локомотива и универсальных грузовых вагонов 1 прямоугольной формы, см. Фиг. 1. На задних боковых гранях локомотива и передних и задних боковых гранях 2 вагонов размещены поворотные лонжероны 3 шириной 30 см, установленные под острым углом к линии направления движения, например 20°-30°. Лонжероны 3 одной стороной закреплены на вертикальной поворотной оси 4 с нижним фиксатором положения 5.
Изобретение реализуется следующим образом.
Сцепщик вагонов формирует грузовой состав так, чтобы после локомотива были расположены прямоугольные грузовые вагоны 1, в том числе хопперы для перевозки цемента, рефрижераторы, платформы для лесоматериалов. При этом в конце состава располагают платформы, сгруппированные по сосудам с различными грузами, т.е. различной формы. В этом варианте первыми располагают платформы с сосудами большей формы, например для перевозки нефтепродуктов, и далее последовательно переходят к платформам с сосудами малых размеров, например с сельскохозяйственными удобрениями и т.п.
После формирования состава помощник машиниста обходит его и устанавливает лонжероны 3 на задних боковых гранях 2 локомотива и на передних и задних боковых гранях 2 всех прямоугольных вагонов 1 под одинаковым острым углом 20°-30° по направлению движения посредством поворота их оси 4 и последующего закрепления лонжеронов 3 неподвижно посредством нижних фиксаторов 5. При движении состава его ведущее звено - локомотив, как бы «разрывает воздушную среду», создавая последующие волновые вихри, начальные участки которых имеют ламинарный характер, переходящие затем в турбулентный. Эти воздушные потоки воздействуют на установленные на боковых угловых кромках вагонов 1 лонжероны 3, которые в силу своего направленного под острым углом 20°-30° по направлению движения положения отводят воздушные потоки в стороны от поверхностей вагонов 1. Тем самым устраняются вредные механические тормозящие воздействия на вагоны (прямое давление, раскачивание и т.д.) от набегающего воздушного потока. Таким образом, достигается намеченный технический результат - снижение сопротивления движению железнодорожного состава, исключение раскачивания и торможения вагонов 1 и всего состава. Это исключает торможение железнодорожного состава и повышает скорость его движения, а также повышает уровень безопасности движущегося состава и дополнительно снижает потребление энергоресурсов.
Заявленное изобретение является новым, ранее неизвестным, что говорит о его соответствии критерию патентоспособности - новизна.
Устройство может быть реализовано на любом машиностроительном заводе, что говорит о соответствии изобретения критерию промышленная применимость.