क्या "भारोत्तोलन निकाय" डिजाइन एक ट्रेन कार के लिए उपयोगी होगा?

भारोत्तोलन शरीर

शरीर के डिजाइन को उठाने का विचार एक वाहन के शरीर को इस तरह से आकार देना है जैसे पंखों के बिना लिफ्ट का उत्पादन करना। अनुसंधान से पता चला है कि यह लिफ्ट प्रदान करते समय ड्रैग को कम करने का एक कुशल तरीका हो सकता है।

यह आमतौर पर विमान या अंतरिक्ष यान के लिए किया जाता है:

शरीर उठाने

क्या एक समान दृष्टिकोण ट्रेनों को अधिक कुशल बनाने में मदद कर सकता है?

यात्री ट्रेनें पहले से सुव्यवस्थित और वायुगतिकीय लगती हैं:

टीजीवी

माल गाड़ियाँ नहीं:

माल गाड़ी

वायु प्रतिरोध प्रतिरोध का एकमात्र रूप नहीं है जिसे ट्रेनों को पार करना होगा। उन्हें ट्रैक पर अपने पहियों के प्रतिरोध को भी दूर करना होगा। यह वह जगह है जहां मुझे लगता है कि एक शरीर उठाने वाले डिजाइन से ऊर्जा की बचत होगी। लिफ्टिंग बॉडी डिज़ाइन द्वारा बनाई गई कोई भी अतिरिक्त लिफ्ट पहियों और रेल के बीच घर्षण को कम करेगी, जिससे ऊर्जा की बचत होगी।

ट्रेन के पहिए उनके ऊपर लगे हुए हैं, इसलिए उन्हें चलाने के लिए ट्रैक्शन की जरूरत नहीं है। कारों को भी रेल पर कर्षण की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि ड्राइविंग व्हील केवल इंजन पर होते हैं।

ध्यान देने योग्य अंतर बनाने के लिए विशिष्ट ट्रेन की गति पर एक लिफ्टिंग बॉडी पर्याप्त लिफ्ट बना सकती है?

aerospace-engineering rail

— हाज़ी
स्रोत

तोड़ने के लिए सक्षम होने के लिए आपको अभी भी घर्षण की आवश्यकता होगी। जहां तक मुझे पता है, लोकोमोटिव (एस) में जोर "केंद्रित" है, लेकिन ट्रेन में सभी कारों में ब्रेकिंग क्षमता वितरित की जाती है।

— निक अलेक्सिएव

एक पर्याप्त प्रभाव बनाने के लिए पर्याप्त शरीर उठाने के लिए, मुझे लगता है कि पटरी से उतरना एक मुद्दा हो सकता है।

— एचडीई 226868

ध्यान दें कि "विशिष्ट ट्रेन गति" ट्रेन, ट्रैक और कार्गो द्वारा बेहद भिन्न होती है। झुका हुआ घटता गति को रोकने के लिए बहुत कम गति को बुलाता है, उदाहरण के लिए, एक प्रमुख जलमार्ग में 20 हजार गैलन हरड़ का छिड़काव । मुझे लगता है कि उन "विशिष्ट गति" को निर्धारित करना व्यवसाय का पहला क्रम है क्योंकि यह आपके सवाल का सही जवाब दे सकता है।

— एयर

इसके अलावा, कई आधुनिक यात्री ट्रेनें इलेक्ट्रिक मल्टिपल इकाइयाँ हैं , जिनमें ड्राइविंग व्हील पूरे ट्रेन में फैले होते हैं। यहां तक कि यात्री ट्रेनों के साथ, एक उठाने वाली शरीर अक्सर एक बुरी चीज है।

— cpast

लिफ्ट प्रदान करने के लिए आप ट्रेन को कैसे आकार देंगे? आगे का सामना करने वाला क्षेत्र छोटा है, और विंगलेट के लिए उपलब्ध चौड़ाई छोटी है।

— जॉन ऑफ ऑल ट्रेड्स

जवाबों:

मैं यह नहीं कहूंगा कि ध्यान देने योग्य अंतर करना संभव नहीं है। लेकिन मैं कहूंगा कि यह बहुत कठिन है।

$v$ $\rho$ $A$ $C_L$ $C_D$

F_{L} = 1 / 2 ρ A C_{L} v^{2}

$F_L = 1/2\rho A C_L v^2$

एक मालगाड़ी का क्रूडली होने का अनुमान है $4\, m$ $16 \, m/s$ $57 \, kph$ $2500 N$

$C_{rr} \sim 0.00035$

तो, ड्रैग को कम करना अच्छा है लेकिन लिफ्ट प्रदान करना शायद इसके लायक नहीं है। वास्तव में, कुछ वजन जोड़ने की लागत पर ड्रैग को कम करना फायदेमंद हो सकता है क्योंकि पहियों को उस भार को प्रभावी ढंग से वहन करने में बहुत अच्छा लगता है।

$C_{rr}$

— सज्जन
स्रोत

मूल ड्रैग समीकरण सतह को देखने के लिए अच्छा है। अपनी सादगी के बावजूद सभी प्रकार के क्षेत्र में सबसे उपयोगी सूत्र। V का दूसरा कारक जोड़ें और ड्रैग के कारण आपको कुल बिजली हानि होती है। यहाँ = ~ 40 kW (2kN x 16 m / s)। यह सुझाव देता है कि छोटे (wrt ट्रेन) मोटर वाहनों के विपरीत जहां यह प्रबल होता है, यहां पर ट्रेन के लिए नुकसान मामूली नुकसान कारक है। BUT वजन (mg) के पहिये से अलग हो रहा है, जैसा कि आपने नोट किया है कि आप प्रति गाड़ी लिफ्ट लेने जा रहे हैं। कई क्रमिक रूप से आसन्न वैगनों के बीच हस्तक्षेप यह "बहुत बहुत कठिन" बनाता है। ....

— रसेल मैकमोहन

.... एयरक्राफ्ट विंग लोडिंग को देखकर पता चलता है कि भले ही साफ हवा दी जा सकती हो लेकिन सुरंग दिखने में दिलचस्प होगी :-)।

— रसेल मैकमोहन

आपके लिए एक दिलचस्प रहस्योद्घाटन हो सकता है (यह मेरे लिए तब था जब मैंने इसे बहुत पहले प्राप्त किया था) या मेरे लिए जितना स्पष्ट था, उससे अधिक स्पष्ट हो सकता है। | एक आयताकार क्रॉस सेक्शन (जीवन को आसान बनाने के लिए) ए और ट्रेनों के वेग V के लिए, हवा का आयतन लेते हैं जो ट्रेन एक सेकंड (A x V) में एक तरफ जाती है। इसमें शामिल द्रव्यमान (A x V x Rho) को ट्रेनों के रास्ते से बाहर निकालने के लिए उपलब्ध समय में 0 से V तक बढ़ाएँ। ऐसा करने के लिए आवश्यक शक्ति की गणना करें। दूर (मैंने सोचा)। संपीड़न और ड्रैग गुणांक और सभी मैजिक नंबर इसे जटिल करते हैं लेकिन मूल परिणाम संतुष्टिदायक होता है।

— रसेल मैकमोहन

बस एक त्वरित नोट, भले ही 0.00035 का आपका आंकड़ा सही हो, गाड़ियों के सैकड़ों नहीं तो हजारों पहिए हैं। मुझे लगता है कि ठेठ कार में 8 पहिए होते हैं, और प्रति ट्रेन 100 से अधिक कारें हो सकती हैं। माल ढुलाई के लिए, प्रति गाड़ी पहियों की संख्या और भी अधिक हो सकती है। तो क्रूज दक्षता बढ़ाने के लिए रोलिंग घर्षण को कम करने के लिए प्रोत्साहन अभी भी है। लेकिन मुझे आपके विश्लेषण से सहमत होना होगा: लिफ्टिंग बल, या तो शरीर या पंखों से, ट्रेन के लिए व्यवहार्य नहीं है। मैं इस पर जोड़ने के लिए अपना जवाब दे सकता हूं।

— DrZ214

आप पहियों पर नीचे की ओर बल को कम नहीं करना चाहते हैं क्योंकि यह आपातकालीन स्थिति में धीमा होने का आपका प्राथमिक साधन है । ट्रेन को रोकने में पहले से ही समय लगता है, इसे अब और न करें। याद रखें कि गतिज घर्षण (पहियों को बंद) पहिया पर नीचे की ओर के अनुपात में होता है और ब्रेक प्रत्येक कार के साथ फैला होता है।

ट्रेन के पहिए उनके ऊपर लगे हुए हैं, इसलिए उन्हें चलाने के लिए ट्रैक्शन की जरूरत नहीं है। कारों को भी रेल पर कर्षण की आवश्यकता नहीं होती है क्योंकि ड्राइविंग व्हील केवल इंजन पर होते हैं।

वे करते जरूरत कर्षण, पहियों के बाहर के अंदर से भी बड़ा किया जा रहा है पर त्रिज्या के साथ थोड़ा शंक्वाकार होते हैं और वे दोनों धुरा के लिए युग्मित कर रहे हैं। इस तरह जब ट्रेन ऑफ-सेंटर है या एक मोड़ पर बाहर का पहिया बड़ा प्रभावी त्रिज्या है, इस प्रकार यह ट्रैक के केंद्र में वापस आ जाएगा।

— शाफ़्ट सनकी
स्रोत