10 декабря 2018 23:35

Полигон высоких технологий

Работа испытательных центров повышает качество новой железнодорожной техники

В ближайшие годы на сети железных дорог произойдёт качественное обновление подвижного состава и оборудования. Сейчас они проходят всестороннюю проверку в отраслевых испытательных центрах.
Примеры такой работы приводились на прошедшем в начале сентября в Щербинке международном форуме, посвящённом 85-летию Экспериментального кольца АО «ВНИИЖТ».

Среди только что завершённых экспериментов – испытания двухсистемного электровоза 2ЭВ120, в основе проекта которого лежат базовые технологии и технические решения семейства магистральных локомотивов TRAXX компании Bombardier. Производство новшества освоили в Саратовской области на Энгельсском локомотивостроительном заводе. Испытания проходили с прошлого июня на Экспериментальном кольце и скоростном полигоне АО «ВНИИЖТ», а также на Южно-Уральской дороге.

Специалисты проверяли тяговые, тепловые, тормозные, динамико-прочностные и другие характеристики локомотива. Оценивались его воздействие на путь, эргономика, условия труда машинистов, пожарная безопасность.

На кольцевых путях электровоз тянул состав до 8 тыс. тонн со скоростью до 120 км/ч на расстояние 5 тыс. км. Для тяги обеспечивалось электроснабжение во всех возможных конфигурациях с понижением и повышением напряжения постоянного и переменного тока. Это позволило всесторонне проверить перспективный локомотив, способный работать на обоих видах тока.

Старший вице-президент ОАО «РЖД» Сергей Кобзев отметил, выступая на форуме, что подобные испытания сокращают время запуска опытных образцов в серийное производство. Не случайно ещё в начале 30-х годов прошлого века в нашей стране впервые в железнодорожной практике создали Экспериментальное кольцо, которое дало путёвку в жизнь более чем 100 различным модификациям локомотивов, электро- и дизель-поездов, а также элементам инфраструктуры.

Полигонные испытания позволяют оценивать соответствие новинок техническим требованиям и прогнозировать их работу в процессе эксплуатации. В рамках подготовки к строительству в нашей стране ВСМ в Щербинке уже два года проводятся испытания инновационных безбалластных конструкций пути различных производителей.

Вместо балластной призмы в них используют равномерно распределяющую нагрузку несущую плиту из бетона. Такая конструкция не только повышает безопасность движения поездов, но и сокращает объём работ по текущему содержанию пути.

В ходе испытаний по опытному участку на кольце пропустили более 600 млн тонн брутто. В настоящее время специалисты анализируют полученную информацию, чтобы выбрать наиболее подходящую для отечественной ВСМ марку безбалластной конструкции.

Постоянно испытываются на кольце партии рельсов различных производителей. Например, недавно здесь завершили проверку рельсов австрийского и японского производства, а также скреплений пути различных модификаций (АРС, ЖБР, Пандрол, Фоссло).

Испытываются и стрелочные переводы с крестовинами новых конструкций, системы обогрева стрелочных переводов, железобетонные шпалы с разным типом армирования. На некоторых участках уложены шумогасящие накладки на шейку рельса, омоноличенный балласт, полимерные мостовые плиты.

Испытаниями, по сути, охвачен весь комплекс элементов верхнего строения пути, которые уже в скором времени должны появиться на отечественных магистралях. Не менее важная работа – изучение взаимодействия пути и подвижного состава.

Благодаря экспериментам на Экспериментальном кольце учёные установили влияние повышения осевых нагрузок с 22 до 27 тс на появление и развитие контактно-усталостных дефектов в головках рельсов, а также на надёжность элементов грузовых вагонов.

В Щербинке и на скоростном полигоне АО «ВНИИЖТ» Белореченская – Майкоп в настоящее время продолжаются исследования в данной области. Учёные проверяют динамические и прочностные характеристики новых грузовых вагонов, оценивают их влияние на путь.

По мнению выступившего на конференции научного руководителя РФЯЦ-ВНИИЭФ Вячеслава Соловьёва, помимо натурных испытаний технических устройств не менее важно для их оценки активно использовать методы математического моделирования. Пример – создание теоретических моделей воздействия подвижного состава на путь, выполняемое в настоящее время в рамках конкурса фундаментальных исследований РФФИ в интересах ОАО «РЖД».

Целью проекта, в котором участвуют специалисты АО «ВНИИЖТ» и РФЯЦ ВНИИЭФ, является оценка потребности усиления подбалластного основания пути для пропуска подвижного состава при повышении осевых нагрузок до 30 тс. Учёные, в частности, проводят численное 3D-моделирование развития деформаций железнодорожного пути на основе анализа наблюдений за осадками пути при различных вариантах усиления подбалластного основания на стендовой насыпи Экспериментального кольца длиной один километр. Кроме того, они моделируют процесс истирания балласта под действием нагрузки от поездов. Такой подход позволяет сократить расходы на эксперименты и сроки исследований.

Подобную же задачу решают специалисты АО «ВНИИЖТ» и ИПМех РАН в ходе реализации проекта РФФИ по изучению механизмов повреждаемости рельсов нового поколения и моделированию их возникновения. По словам академика РАН Ирины Горячевой, при этом учитываются параметры нагруженности рельсов на кривых и прямых участках пути, в том числе для условий тяжеловесного движения, а также наличие в рельсе остаточных напряжений после термообработки и холодной правки, влияние условий эксплуатации, осевые нагрузки и другие факторы.

Кроме того, в разрабатываемых учёными моделях будут использованы экспериментальные результаты, полученные в ходе исследования микроструктуры материала рельса и их испытаний на контактную усталость. Это позволит обеспечить надёжность работы верхнего строения пути в сложных условиях эксплуатации, а значит и повысить безопасность движения поездов.

Другое направление исследований – испытания и моделирование систем для цифровой железной дороги. Первый заместитель генерального директора АО «НИИАС» Ефим Розенберг сообщил, что учёные института сейчас выполняют построение цифровых моделей объектов инфраструктуры в едином координатно-временном пространстве, создают цифровые сети связи и высокоточных координатных систем на основе спутниковых сетей высокоточного позиционирования.

Это необходимо для обеспечения непрерывного мониторинга объектов инфраструктуры с организацией автоматической выдачи ограничений скорости движения поездов и ремонта, а также для мониторинга состояния подвижного состава внутренними и внешними средствами с возможностью прогнозирования его остаточного ресурса.

По мнению председателя Объединённого учёного совета ОАО «РЖД» профессора Бориса Лапидуса, проведение испытаний на натурных полигонах и математическое моделирование позволяют не только сократить продолжительность освоения новой техники и современных технологий, но и освободить от загрузки этой работой действующие участки железных дорог.

Кроме того, при этом появляется возможность соединить точность и тщательность лабораторных исследований с реальными условиями эксплуатации. Многолетний успешный опыт работы Экспериментального кольца в Щербинке является тому лучшим подтверждением. Поэтому данную работу необходимо продолжать и в дальнейшем.


Оставить комментарий

Защита от автоматических сообщений:

Защита от автоматических сообщений

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
          1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31            

Выбор редакции

Летний призыв