Авиация
Airbus A380 располагает четырьмя моторами и где-то 110 000 л.с. "на круг«Первому самолету (братьев Райт — верно), чтобы подняться в воздух, хватило 40 л.с., а теперь давайте сразу к разоблачениям: современные самолеты, располагая сотнями «лошадей», вряд ли даже оторвутся от полосы. Это крохотная Cessna-182 массой в 900 кило может довольствоваться всего 230 л.с., а вот коммерческому Boeing-737 с его 190 посадочными местами (кстати, такой себе средний самолетик по меркам пассажировозов с крыльями) не помешала бы пара тысяч «лошадок». Они у него есть: два турбовентиляторных мотора CFM выдают тягу до 12 тонн силы каждый, что в общей сложности можно назвать 25 000 лошадиными силами на взлете.
Нужны штуки помощнее? Что ж, у дальнемагистрального Boeing 777 есть два двигателя размером с торговый ларек, по 570 000 ньютонов (примерно по 45 000 лошадиных сил) каждый. А самый крутой из «Эйрбасов» — двухэтажный 280-тонный Airbus A380 — располагает четырьмя моторами и где-то 110 000 силами «на круг».
Кстати, эта цифра не так уж далека от той, что выдают шесть моторов Ан-225 — самого большого транспортника в мире. Самолет, способный взять на борт что угодно вплоть до 200-тонной электростанции или космического челнока и поднять это хозяйство на высоту 12 км, «выдает» эквивалент 111 000 лошадиным силам. Как говорится, вот тебе, бабушка, и Golf GTI...
Суда
На флоте (военном или гражданском) все немножечко проще. Чтобы понять и оценить мощность плавсредства (авианосца «Мистраль» или лодочного мотора), необязательно вооружаться калькулятором и учебником по математике и переводить все эти килограммы силы и килоньютоны во что-то привычно-осязамое — как правило, здесь мощность мотора указана именно в «кониках».
Крейсер «Петр Великий» оснащен атомным двигателем мощностью 140 000 л.с.Простой пример — рыбалка. Чтобы поохотиться на карпа с середины озера, вам нужна лодка. Пожалуйста, на выбор подвесные моторы мощностью от 2 до 300 лошадиных сил. Конечно, для более крупной охоты и целой тысячи сил мало. Например, мощность двух газотурбинных установок General Electric американского эсминца Carney класса «Арли Берк» (с управляемыми ракетами), направленного ВВС США в Средиземное море, составляет 108 000 лошадиных сил. Кстати, форсажная мощность уже дежурящего там российского ракетного крейсера «Москва» чуть-чуть ниже — около 90 000 л.с. Зато крейсер «Петр Великий», гордость военного флота России, все же помощнее — 140 000 «лошадей», правда, по большей части атомных.
А что на гражданке? Ну, теплоход «Москва», что курсирует по водным артериям столицы, по мощности сопоставим с горячей Audi RS 3 или самым слабым из Mercedes-Benz Gelandewagen (несмотря на силовую установку из двух танковых V12). Штуки побольше, типа австралийского парома The Cat, располагают тысячами лошадиных сил (у аэродинамического The Cat их 38 000, как у 25 Bugatti Chiron). В классе частных суперъяхт сейчас лидируют штуки в миллиард долларов, но у них редко отыщешь больше 40 тысяч сил. И чтобы пощекотать себе нервы реально большими цифрами, лучшее решение — смотреть в сторону океанских лайнеров. Например, мировой гигант — Oasis of the Seas, оснащенный тремя 1050-литровыми V12 и тремя 1400-литровыми V16, имеет суммарный объем 7 350 литров и суммарную же мощность 136 900 сил. Туше!
Поезда
Брянский тепловозов ТЭМ18 снабжен четырехтактным дизелем мощностью как у Bugatti Veyron Grand Sport VitesseЖелезные дороги — мир больших цифр в плане расстояний, но никак не мощности. Верно? А если вспомнить типичный прогон товарного состава через переезд, когда в ожидании проезда десятков составов успеваешь выспаться? То-то же. Причем, что удивительно: на то чтобы тягать почти сотню вагонов угля, нефтепродуктов, тачек и прочей почты, хватает усилий двух-четырех тепло- или электровозов. Какая мощность у этих силачей?
Ну, пожалуй, самый известный и узнаваемый из тепловозов — маневровый (читай, для работы на небольших расстояниях) брянский ТЭМ18. Он снабжен четырехтактным дизелем и обладает мощностью целого Bugatti Veyron Grand Sport Vitesse — солидными 1 200 лошадиными силами. Правда, скорость у «восемнадцатого» никакие не 400 км/ч, а жестко конструкционная «сотка». Впрочем, и она для 126-тонной махины — почти что достижение.
6 000 «лошадей» — цифры поинтереснее. Примерно столько выдают два дизеля двухсекционного магистрального 2ТЭ10В — как правило, именно этот тепловоз можно встретить во главе длинного товарного состава из цистерн, платформ и хопперов. Что касается новинок, то, к примеру, часовая мощность новенького электровоза 2ЭС10 «Гранит» (с возможной нагрузкой в 7 000 тонн) составляет 8 800 кВт, что эквивалентно 12 000 привычным нам лошадиным силам. А знаменитый «Сапсан» (или Siemens Velaro), курсирующий из Москвы в Питер и Нижний Новгород и способный разгоняться до 250 и даже 300 км/ч, имеет выходную мощность в 8 000 кВт — условно говоря, как у двух электричек, ездящих от Казанского вокзала.
Космос
Если споры о мощности зашли так далеко, то лучше сразу забыть про десятки, сотни и даже тысячи лошадиных сил. В сфере, построенной на желании преодолеть притяжение Земли, такие вещи как чип-тюнинг или расточка блока ради лишних 10 л.с. — все равно что пшик. Еще в 1960-е годы (полвека назад, на секундочку) часто произносимой фразой в мире ракетостроения была — приготовьтесь! — «расчетные 20 миллионов лошадиных сил». Съели?! Ракета «Протон» с ее 900 тонн тяги — 60 миллионов «лошадей». «Сатурн-5» — 3 000 тонн тяги и 200 миллионов «лошадей». И плевать на то, что эти «лошади», по сути, мало что говорят о характеристиках ракеты. Цифры — просто космос.
Фото © Ironjohn | Dreamstime.com
www.cars.ru
КРЕЙСЕР «ПЕТР ВЕЛИКИЙ» ОСНАЩЕН АТОМНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ МОЩНОСТЬЮ 140 000 Л.С.Простой пример — рыбалка. Чтобы поохотиться на карпа с середины озера, вам нужна лодка. Пожалуйста, на выбор подвесные моторы мощностью от 2 до 300 лошадиных сил. Конечно, для более крупной охоты и целой тысячи сил мало. Например, мощность двух газотурбинных установок General Electric американского эсминца Carney класса «Арли Берк» (с управляемыми ракетами), направленного ВВС США в Средиземное море, составляет 108 000 лошадиных сил. Кстати, форсажная мощность уже дежурящего там российского ракетного крейсера «Москва» чуть-чуть ниже — около 90 000 л.с. Зато крейсер «Петр Великий», гордость военного флота России, все же помощнее — 140 000 «лошадей», правда, по большей части атомных.
А что на гражданке? Ну, теплоход «Москва», что курсирует по водным артериям столицы, по мощности сопоставим с горячей Audi RS 3 или самым слабым из Mercedes-Benz Gelandewagen (несмотря на силовую установку из двух танковых V12). Штуки побольше, типа австралийского парома The Cat, располагают тысячами лошадиных сил (у аэродинамического The Cat их 38 000, как у 25 Bugatti Chiron). В классе частных суперъяхт сейчас лидируют штуки в миллиард долларов, но у них редко отыщешь больше 40 тысяч сил. И чтобы пощекотать себе нервы реально большими цифрами, лучшее решение — смотреть в сторону океанских лайнеров. Например, мировой гигант — Oasis of the Seas, оснащенный тремя 1050-литровыми V12 и тремя 1400-литровыми V16, имеет суммарный объем 7 350 литров и суммарную же мощность 136 900 сил. Туше!
fishki.net
Применительно к миру машин мы в курсе, что, например, 300 лошадиных сил — это довольно много, а 80 — это «Жигули» или что-то очень маленькое и незаметное. Отлично. Но что, если речь заходит не о привычном нам мире автомобилей, а об авиации, морских перевозках или даже космосе? Какими цифрами оперируют там и канает ли в этих областях устоявшаяся точка зрения, будто 500 «лошадей» — избыточная мощность?
АВИАЦИЯ
Первому самолету (братьев Райт — верно), чтобы подняться в воздух, хватило 40 л.с., а теперь давайте сразу к разоблачениям: современные самолеты, располагая сотнями «лошадей», вряд ли даже оторвутся от полосы. Это крохотная Cessna-182 массой в 900 кило может довольствоваться всего 230 л.с., а вот коммерческому Boeing-737 с его 190 посадочными местами (кстати, такой себе средний самолетик по меркам пассажировозов с крыльями) не помешала бы пара тысяч «лошадок». Они у него есть: два турбовентиляторных мотора CFM выдают тягу до 12 тонн силы каждый, что в общей сложности можно назвать 25 000 лошадиными силами на взлете.
Нужны штуки помощнее? Что ж, у дальнемагистрального Boeing 777 есть два двигателя размером с торговый ларек, по 570 000 ньютонов (примерно по 45 000 лошадиных сил) каждый. А самый крутой из «Эйрбасов» — двухэтажный 280-тонный Airbus A380 — располагает четырьмя моторами и где-то 110 000 силами «на круг».
Кстати, эта цифра не так уж далека от той, что выдают шесть моторов Ан-225 — самого большого транспортника в мире. Самолет, способный взять на борт что угодно вплоть до 200-тонной электростанции или космического челнока и поднять это хозяйство на высоту 12 км, «выдает» эквивалент 111 000 лошадиным силам. Как говорится, вот тебе, бабушка, и Golf GTI.
СУДА
На флоте (военном или гражданском) все немножечко проще. Чтобы понять и оценить мощность плавсредства (авианосца «Мистраль» или лодочного мотора), необязательно вооружаться калькулятором и учебником по математике и переводить все эти килограммы силы и килоньютоны во что-то привычно-осязамое — как правило, здесь мощность мотора указана именно в «кониках».
КРЕЙСЕР «ПЕТР ВЕЛИКИЙ» ОСНАЩЕН АТОМНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ МОЩНОСТЬЮ 140 000 Л.С.Простой пример — рыбалка. Чтобы поохотиться на карпа с середины озера, вам нужна лодка. Пожалуйста, на выбор подвесные моторы мощностью от 2 до 300 лошадиных сил. Конечно, для более крупной охоты и целой тысячи сил мало. Например, мощность двух газотурбинных установок General Electric американского эсминца Carney класса «Арли Берк» (с управляемыми ракетами), направленного ВВС США в Средиземное море, составляет 108 000 лошадиных сил. Кстати, форсажная мощность уже дежурящего там российского ракетного крейсера «Москва» чуть-чуть ниже — около 90 000 л.с. Зато крейсер «Петр Великий», гордость военного флота России, все же помощнее — 140 000 «лошадей», правда, по большей части атомных.
А что на гражданке? Ну, теплоход «Москва», что курсирует по водным артериям столицы, по мощности сопоставим с горячей Audi RS 3 или самым слабым из Mercedes-Benz Gelandewagen (несмотря на силовую установку из двух танковых V12). Штуки побольше, типа австралийского парома The Cat, располагают тысячами лошадиных сил (у аэродинамического The Cat их 38 000, как у 25 Bugatti Chiron). В классе частных суперъяхт сейчас лидируют штуки в миллиард долларов, но у них редко отыщешь больше 40 тысяч сил. И чтобы пощекотать себе нервы реально большими цифрами, лучшее решение — смотреть в сторону океанских лайнеров. Например, мировой гигант — Oasis of the Seas, оснащенный тремя 1050-литровыми V12 и тремя 1400-литровыми V16, имеет суммарный объем 7 350 литров и суммарную же мощность 136 900 сил. Туше!
ПОЕЗДА
Железные дороги — мир больших цифр в плане расстояний, но никак не мощности. Верно? А если вспомнить типичный прогон товарного состава через переезд, когда в ожидании проезда десятков составов успеваешь выспаться? То-то же. Причем, что удивительно: на то чтобы тягать почти сотню вагонов угля, нефтепродуктов, тачек и прочей почты, хватает усилий двух-четырех тепло- или электровозов. Какая мощность у этих силачей?
Ну, пожалуй, самый известный и узнаваемый из тепловозов — маневровый (читай, для работы на небольших расстояниях) брянский ТЭМ18. Он снабжен четырехтактным дизелем и обладает мощностью целого Bugatti Veyron Grand Sport Vitesse — солидными 1 200 лошадиными силами. Правда, скорость у «восемнадцатого» никакие не 400 км/ч, а жестко конструкционная «сотка». Впрочем, и она для 126-тонной махины — почти что достижение.
6 000 «лошадей» — цифры поинтереснее. Примерно столько выдают два дизеля двухсекционного магистрального 2ТЭ10В — как правило, именно этот тепловоз можно встретить во главе длинного товарного состава из цистерн, платформ и хопперов. Что касается новинок, то, к примеру, часовая мощность новенького электровоза 2ЭС10 «Гранит» (с возможной нагрузкой в 7 000 тонн) составляет 8 800 кВт, что эквивалентно 12 000 привычным нам лошадиным силам. А знаменитый «Сапсан» (или Siemens Velaro), курсирующий из Москвы в Питер и Нижний Новгород и способный разгоняться до 250 и даже 300 км/ч, имеет выходную мощность в 8 000 кВт — условно говоря, как у двух электричек, ездящих от Казанского вокзала.
КОСМОС
Если споры о мощности зашли так далеко, то лучше сразу забыть про десятки, сотни и даже тысячи лошадиных сил. В сфере, построенной на желании преодолеть притяжение Земли, такие вещи как чип-тюнинг или расточка блока ради лишних 10 л.с. — все равно что пшик. Еще в 1960-е годы (полвека назад, на секундочку) часто произносимой фразой в мире ракетостроения была — приготовьтесь! — «расчетные 20 миллионов лошадиных сил». Съели?! Ракета «Протон» с ее 900 тонн тяги — 60 миллионов «лошадей». «Сатурн-5» — 3 000 тонн тяги и 200 миллионов «лошадей». И плевать на то, что эти «лошади», по сути, мало что говорят о характеристиках ракеты. Цифры — просто космос.
Источник: http://fishki.net/auto/2198038-skolyko-loshadinyh-sil-mozhet-byty-u-samoletov-poezdov-i-parohodov.html?mode=recent © Fishki.net
menstois.ru
Реализуемая мощность электровоза зависит в основном от массы поезда, характеристике его сопротивления движению, скорости движения и ее изменений, а также от профиля и плана пути. В эксплуатации стремятся максимально использовать мощность путем увеличения массы и скорости движения поездов. Pд=UдIд.
Мощность электровоза ограничивается следующими факторами:
- сцепление колес с рельсами (в основном грузовые электровозы)
- максимальным током тягового двигателя (в основном у пассажирских электровозов и электропоездов)
- коммутация тягового двигателя
- нагрев тягового двигателя и другого электрического оборудования
- механической прочностью узлов и деталей.
Нагревание ТД определяется током и продолжительностью его протекания. Нагревание обусловлено различными потерями: электрические, механические, магнитные, добавочные.
КПД электровоза: относительная величина, характеризующая потери в целом (которые происходят в энергетической цепи электровоза от токоприемника до ободов колес):
; где P – полезная (механическая) мощность электровоза на ободах колес; Pэ – электрическая мощность, подведенная к электровозу из тяговой сети; ΔP – суммарные потери мощности в энергетической цепи электровоза. Мгновенная механическая и электрическая мощность, например, электровоза постоянного тока: P=FкV; Pэ=UэIэ; где Fк, V – касательная сила тяги и скорость движения электровоза; Uэ,Iэ – напряжение на токоприемнике и ток электровоза.
При изменении динамометрической силы тяги Fс на автосцепке электровоза его касательную силу тяги Fк при V=const определим: ; гдеW0’, w0’ – полное и удельное основное сопротивление движению электровоза под током; Wi – сила от уклона, действующая на электровоз; mл – масса электровоза.
КПД электровоза в режиме тяги: . Номинальный КПД современных электровозов 0,85…0,9. КПД электровоза при большой мощности увеличивается.
Для постоянного тока: .
Для переменного тока: .
– КПД пусковых реостатов
– КПД тяговых двигателей
– КПД зубчатых передач
– КПД сцепления колес с рельсами
Большую роль в электрификации народного хозяйства нашей страны сыграл ленинский план электрификации России – ГОЭЛРО(1920 г.) На первом этапе электрификации железных дорог в соответствии с планом ГОЭЛРО электрифицировались тяжелые по профилю пути горных перевалов, а также пригородные участки. Первым (в 1926 г.) был электрифицирован на постоянном токе напряжением 1500 в для мотор-вагонной тяги пригородный участок Баку – Сураханы протяжением 20 км. Спустя 3 года в 1929 г. был переведен на электрическую тягу постоянного тока напряжением 1500 в пригородный участок Москва – Мытищи.Перевод грузового движения в России на электрическую тягу начался в 1932 г. вводом в эксплуатацию горного участка Хашури – Зеставони (Сурамский перевал) Закавказской дороги протяженностью 63 км, электрифицированного на постоянном токе напряжением 3000 в.
1932 г.-ВЛ19, 30-30, mл = 6*19 = 114т.
1936 г.- Белово – Новокузнецк = Uн= 3000 В.
40-е – ВЛ22м, 30-30, mл = 6*22 = 132т.
50-е – ВЛ23, 30-30, mл = 6*23 = 138т.
50-60-е – ВЛ8, 20+20+20+20, mл= 8*23 = 184т.
70-80-е- ВЛ-10, 2(20-20), mл = 8*23 = 184т.
ВЛ-11, 2(20-20), mл = 8*23 = 184т.
В 1956 г. был утвержден Генеральный план электрификации железных дорог.
1956 – 1961 г. – Мариинск – Болотное – Красноярск.
1220 км. – Иланская – Тайшет – Новокузнецк.
Переменное напряжение 25 КВ промышленной частоты 50 Гц.
50 – 70-е г. - Н60, ВЛ60, ВЛ60р, ВЛ60п/к, ВЛ60к, 30+30, ,mл = 6*23 = 138т.
Ф,Фр, 30-30
70–80–е г. – ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, 2(20-20), mл = 8*23 = 184т.
80-е г.- ВЛ80Р, mл = 8*24 = 192т.
ВЛ85, 2(20-20-20),mл = 12*24 = 288т.
90-е г. =ЭП10, 20-20-20, 160 км/ч, АД, 12эл-возов.
~ЭП200 8-осн., 200 км/ч, ВД, 2-эл-за.
2000-е г. ~2ЭС5К, 2(20-20), mл = 8*24 = 192т.
НЭВЗ =2ЭС4К =//=
УЛ =2ЭС6,2(20-20), mл = 8*25 = 200т.
НЭВЗ - пост-перем. Тока ЭП20, АД, 200 км/ч, 20-20-20.
~2ЭС5, АД, 120 км/ч, 2(20-20).
УЛ =2ЭС10, АД, 120 км/ч, 2(20-20).
~2ЭС7, АД.
КЗ =ЭП2К, 160 км/ч,30-30, mл= 23*6 = 138т.
НЭВЗ ~ЭП1, 160 км/ч, 20-20-20, mл = 23*6 = 138т.
До 90-х г. =ЧС2, ЧС2Т,30-30, 160 км/ч.
=ЧС6, ЧС7, 2(20-20), 160 км/ч.
=ЧС800, 2(20-20),200 км/ч
~ЧС4, К4т, 30-30, 160 км/ч
~ЧС8, 2(20-20),160 км/ч
До 90-х г. =ЭР1, ЭР2, Пг = 3П+5М+ПГ.
~ ЭР9
С 90-х г. =ЭД4, ЭД9.
=ЭТ2
~ЭМ3, АД, 5 ваг.2М+3П.
=ЭД6, АД;
=ЭТ2А, АД.
Перспективы развития эл. тяги:
1. Повышение массы поездов.
2. Повышение скорости движения поездов (сокращение времени хода поездов).
3. Применение нового ЭПС или модернизированного с улучшенными энергетическими показателями, в т.ч. с бесколлекторными ТД.
4. Сокращение удельных расходов эл. энергии на тягу поездов.
5. Усовершенствование системы эл. снабжения, с целью сокращения потерь эл. энергии.
studfiles.net
Андрианов Ю.С. (МарГТУ, г.Йошкар-Ола, РФ)
The influence of hydromanipulator on the amount using of useful load in autotrain forming is considered.
Цель формирования состава лесовозного автопоезда заключается в определении рациональной его массы, подборе прицепного состава, который позволяет наиболее полно реализовать массу поезда и обеспечить максимальную рейсовую нагрузку при рациональном ее размещении на подвижном составе.
Рациональной массой автопоезда следует считать такую, при которой наиболее полно используются тяговые свойства автомобиля по двигателю и сцепной массе и достигается максимальная производительность при относительно невысоком расходе топлива и износе двигателя на единицу транспортной работы. Оптимальной рейсовой нагрузкой следует считать такую, при которой себестоимость вывозки одного кубокилометра достигает минимума.
Практика показывает, что при условии непревышения предельной полной массы поезда в большинстве случаев с увеличением рейсовой нагрузки возрастает производительность лесотранспортного средства.
Это объясняется тем, что с увеличением массы брутто скорость движения падает медленнее, чем растет нагрузка, так как при этом увеличиваются коэффициент использования грузоподъемности и коэффициент использования мощности двигателя.
На дорогах низовой сети скорость движения при увеличении полной массы изменяется незначительно, так как в этом случае она ограничивается не мощностью двигателя, а вертикальными динамическими нагрузками на поезд. Поэтому для достижения эффективной эксплуатации лесовозного транспорта необходимо стремиться полнее использовать допустимые весовые параметры автопоездов.
На лесовозных дорогах предельно допускаемое значение расчетной массы поезда с грузом определяют из условия обеспечения возможности его равномерного движения на руководящем уклоне. Исходя из уравнения тягового баланса, расчетную предельную полную массу автомобильного поезда определяют по формуле
, (1)
где - предельная полная масса лесовозного поезда по силе тяги автомобиля, т;
- расчетная касательная сила тяги автомобиля с учетом ограничения по сцеплению, Н;
- основное удельное сопротивление движению, Н/т;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
- руководящий уклон, ‰.
Величина касательной силы тяги ограничивается мощностью двигателя тяговой машины и сцеплением ведущих колес с путем. Она определяется по общеизвестным формулам.
Перед подбором прицепного состава к принятому автомобилю следует произвести проверку полной массы поезда по рекомендуемой величине удельной мощности двигателя
, (2)
где N - мощность двигателя, кВт;
- рекомендуемая удельная мощность двигателя автомобильного поезда, кВт/т.
Значения рекомендуемой удельной мощности двигателя по данным приведены в табл.1.
|
Полная масса транспортного средства, т |
до 10 |
10-20 |
20-40 |
более 40 |
|
Удельная мощность, кВт/т |
12 |
10-12 |
8-10 |
6-8 |
Принято считать, что при установлении предельной полной массы автотранспортного средства необходимо, чтобы минимальная удельная мощность двигателя тяговой машины была не менее 6,5 л.с./т (4,8 кВт/т), а повышение ее до 8,0...10,0 л.с./т (5,9...7,4 кВт/т) позволит увеличивать скорости движения.
Практика многих лесных предприятий Северо-Запада страны и Сибири показывает, что при существующих дорожных условиях, не позволяющих развивать высокие скорости, допустимая полная масса автопоезда может быть определена по формуле (1), но ограничена допустимой нормативной величиной.
Затем, исходя из имеющегося прицепного состава и применяемых схем комплектования, следует подобрать такой состав автопоезда, полная масса которого будет близка , то есть
, (3)
где - фактическая полная масса лесовозного автопоезда (по грузоподъемности), т;
- масса автомобиля без груза, т;
- масса всех прицепных единиц без груза, т;
- грузоподъемность автомобиля, т;
- суммарная грузоподъемность всех единиц прицепного состава, т.
При выборе прицепного состава следует отдавать предпочтение единицам с меньшей собственной массой при одинаковой грузоподъемности.
При формировании самозагружающихся автопоездов гидроманипулятор может размещаться на автомобиле или на прицепных единицах. Поэтому при определении полной массы автопоезда по формуле (3) значения собственной массы транспортной единицы следует увеличивать на величину массы манипулятора, а ее грузоподъемность уменьшать. Величина снижения грузоподъемности зависит от размещения манипулятора на транспортной единице.
Полезная нагрузка на автопоезд может быть определена:
исходя из тяговых возможностей автомобиля
,
(4)
где g - средняя плотность (объемная масса) древесины, т/м3;
по грузоподъемности
;
(5)
из возможности размещения груза на автопоезде или грузовместимости
КПi,
(6)
где - объем, занимаемый i-ой пачкой сортиментов, м3;
КП i - коэффициент полнодревесности i-ой пачки;
nП - число пачек сортиментов на автопоезде.
Занимаемый пачкой сортиментов объем Vc определяется по формуле
hП,
(7)
где - габаритная ширина автопоезда, м;
- толщина стоек, м;
- длина сортиментов, м;
hП - высота пачки, м.
Для дальнейших расчетов принимают меньшее из сравниваемых значений .
При сравнении автопоездов, сформированных на базе одного автомобиля, в большинстве случаев предпочтение следует отдать прицепному составу, обеспечивающему наибольшую величину . При различных автомобилях и сопоставимой величине необходимо определить производительность автопоезда - основной, определяющий фактор выбора состава поезда, а также экономические показатели работы вариантов автопоездов.
science-bsea.narod.ru
Высокоскоростной подвижной состав в мире.
В настоящее время протяженность линий железных дорог составляет приблизительно 30 000 км (данные МСЖД 2015г.) Согласно определению МСЖД, высокоскоростным считается подвижной состав, конструкционная скорость которого составляет 250 км/ч и более. Однако первые образцы высокоскоростного подвижного состава появились еще до второй мировой войны. МСЖД приводит следующую хронологию развития ВСПС:
Историческ ая последовательность рвзвития высокоскоростного движения выглядит следующи образом:
Основные типы и характеристики первых скоростных и высокоскоростных поездов:
Скоростные трехфазные моторные вагоны AEG и SIEMENS
Работы по созданию вагонов начались в 1899 г. и к 1903 они был испытан и введен в эксплуатацию на линии Мариенфельде - Цоссен к югу от Берлина. Вагон S установивил рекорд скорости в 206,7 км/ч-
Моторный вагон “S”
Моторный вагон серии “A”
Однако, такие вагоны имели существенный недостаток - сложную контактную сеть, трехфазный токосъем и несовершенную систему регулирования скорости. Уже в те годы было ясно, что необходимую для высокой скорости мощность может обеспечить только асинхронный или синхронный тяговый привод - крупногабаритные двигатели постоянного тока не разместить в тележке, а их большая масса существенно ухудшала воздействие . Поэтому оба вагона были оборудованы асинхронными двигателями со сложной системой регулирования. Однако, отсутствие преобразователей энергии и чрезвычайно сложная трехфазная систем токосъема, невозможность плавного регулирования частоты, ограничила дальнейшее развитие такого типа подвижного состава. Тем не менее, для 1903 г. результаты были впечатляющими:
23 октября вагон серии «S» (Сименс) установил рекорд скорости 206,7 км/ч, а спустя 5 дней вагон серии «А» достиг скорости 210,2 км/ч. Данные результаты остались непревзойденными в последующие 50-60 лет - этому помешали не только политические события¸ но и общее развитие техники и технологий. Для высокой скорости требовался бесколлекторный тяговый привод, а получить трехфазный ток переменной частоты при однофазном (однопроводном) токосъеме можно только за счет применения преобразователей электроэнергии. Существовавшие же в те годы электромашинные преобразователи, или чуть позже - преобразователи на основе ионных (ртутных) приборов по своим габаритам не обеспечивали необходимой мощности. Тем не менее в 60-х - 70-х гг. были созданы первые скоростные поезда на основе коллекторного тягового привода с упрощенной импульсной преобразовательной системой, однако они эксплуатировались со скоростями до 200-220 км/ч. Достичь больших скоростей можно только использованием синхронных (ряд серий поездов TGV), асинхронных (большинство высокоскоростных поездов), либо синхронных тяговых двигателей на основе постоянных магнитов.
Необходимость тягового привода высокой мощности диктуется высоким сопротивлением движению, аэродинамическая составляющая которого растет на больших скоростях в квадратичной зависимости от скорости.
Электрооборудование высокоскоростного электрического подвижного состава
Электрическое оборудование - предназначено для управления электроэнергией, поступающей из контактной сети к тяговым двигателям с целью обеспечения создания силы тяги и электрического торможения.
Электрооборудование высокоскоростного эпс делится на 2 большие группы - тяговое и вспомогательное.
Тяговое представляет собой высоковольтные устройства, непосредственно предназначенные для создания силы тяги, т.е. для питания тяговых электродвигателей.
Вспомогательное обеспечивает работу электрических устройств, не связанных непосредственно с созданием силы тяги, но без которых эксплуатация эпс невозможна. оно может быть как высоковольтным, так и низковольтным.
К электрическому оборудованию относятся:
Токоприемники
Токоприемники предназначены для обеспечения устойчивого контакта между контактной сетью и электрическими цепями моторных вагонов.
Аппаратура защиты
Аппаратура защиты предотвращает возникновение аварийных режимов при возникновении неисправностях и ошибках управления, чем предотвращает выход из строя как элементов самого электрооборудования, так и узлов механической передачи и тяговых электродвигателей
3. Пуско-регулирующая аппаратура. Предназначены для оперативного подключения и отключения тяговых и вспомогательных устройств.
Тяговые электродвигатели
Предназначены для преобразования подводимой к ним электрической энергии в механическую энергию движения поезда. При увеличении скорости сила тяги, которую могут развивать тяговые электродвигатели, меняется в соответствии с тяговой характеристикой.
6. Вспомогательное электрооборудование - мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы, климатические установки, системы освещения и прочие, предназначенные для создания комфорта пассажиров, цепи и устройства управления, аккумуляторные батареи
Тяговые характеристики скоростных электропоездов «Сапсан» ЭВС1 (2) (мощность ТЭД) 8000 кВт)
Тяговая характеристика имеет несколько характерных участков, форма которых определяется физическими характеристиками тягового привода и поезда, а также алгоритмом управления системы автоматического регулирования.
- на отрезке а-в при движении с малой скоростью поддерживается постоянная сила тяги.
- на отрезке в-с(до скорости 98 км/ч) осуществляется плавное регулирование, со снижением силы тяги. Такая форма кривой определяется физическим процессом – реализацией силы тяги по сцеплению. Для того, чтобы в процессе пуска не возникло боксование колесных пар, сила тяги поддерживается на уровне, меньшем чем ограничение по сцеплению, с необходимым запасом. Так кривая ограничения по сцеплению имеет тенденцию к снижению по мере увеличения скорости, система автоматического управления снижает и силу тяги с целью поддержания этого запаса. На всем участке а-в-с на зажимах тяговых асинхронных трехфазных тяговых электродвигателей (АТЭД) увеличиваются напряжение и частота. Можно сказать, что в этом режиме осуществляется частотное регулирование скорости тяговых двигателей, хотя система управления и работает по иному алгоритму – принципу так называемого «векторного управления», суть которого состоит в непосредственном регулировании угла нагрузки АТЭД, что позволяет напрямую регулировать вращающий момент. Однако законы частотного управления при этом все равно соблюдаются. Напряжение на зажимах двигателей повышается за счет увеличения коэффициента заполнения ШИМ (широтно-импульсной модуляции), а магнитный поток остается примерно постоянным, т е АТЭД работает с постоянным возбуждением.
Участок c – d
На скорости 98 км/ч мощность и напряжение тягового двигателя достигают номинального значения. Дальнейшее регулирование напряжения становится невозможным, и тяговый инвертор (PWR) обеспечивает примерно постоянное выходное напряжение. Для дальнейшего увеличения скорости на участке c-d производится увеличение частоты при постоянном напряжении. Это не дает возможность поддерживать на постоянном уровне силу тяги, а только мощность ТЭД. Так как
то при постоянной мощности сила тяги по мере увеличения скорости снижается обратно пропорционально (участок c-d).
Так как величина потока асинхронной машины обратно пропорциональная частоте, то можно сказать, что на скоростях 98-250 км/ч АТЭД работает с ослабленным полем. Скорость 250 км/ч является в настоящее время предельной для электропоездов ЭВС 1(2), хотя тяговые свойства позволяют увеличивать скорость и далее.
Для того, чтобы оценить, какую скорость может развит электропоезд в тех или иных условиях, на тяговые характеристики нанесены кривые сопротивления движению: для движения на площадке и для движения по подъему с величиной 100/00. Так как сила тяги с увеличением скорости падает, а сила сопротивления движению растет (прежде всего, за счет аэродинамической составляющей), то в точке, где эти кривые пересекутся, сила тяги равна силе сопротивлению движения. Это значит, что поезд перестал разгоняться и движется равномерно. Если к основному сопротивлению движения, определяемому силами трения, добавляется сопротивление от подъема, результирующая кривая пойдет выше. Из рисунка видно, что на площадке (участке пути без подъема) точка пересечения кривых 100% мощности и сопротивления движению соответствует скорости более 300 км/ч, что говорит о принципиальной возможности достижения поездом такой скорости, при снятии ограничений. Если же поезд движется на подъеме крутизной 100/00, то точка пересечения соответствует скорости 235 км/ч, выше которой на таком подъеме поезд не разгонится.
Тяговые характеристики поезда используются при инженерных расчетах, называемых тяговыми. Цель тягового расчета - построить кривую (траекторию) движения поезда, представляющую из себя зависимости v(s) и t(s). По ним можно определить время хода, и в дальнейшем - построить график движения поездов. Также, используя приведенные ниже токовые характеристики, можно сделать предварительный расчет расхода электроэнергии на тягу поезда и определить нагрузку на тяговую сеть.
Рис. усл.2 Токовая характеристика поезда «Сапсан» при питании от постоянного тока с напряжением 3 кВ
При трогании с места (точка А) величина тока, потребляемого из контактной сети невелика, и составляет всего 67 А. Это значительно меньше, чем у традиционного ЭПС постоянного тока. Так, при пуске электропоезда ЭР2 на позиции «М» ток секции почти мгновенно возрастает до значения 140 А, а если контроллер установить в положение «1», то его величина может достичь 220 А (ток всего поезда - до 1100 А)! Причина этого – в совершенной системе управления поезда «Сапсан». Если в поезде ЭР2 избыточная энергия тратиться на нагрев пусковых сопротивлений, то в системе с асинхронным электроприводом это явление отсутствует – ток при скорости «0» определяется потерями в двигателе и преобразователе, а также потреблением энергии на собственные нужды. Такое малое значение тока без малейшего опасения может выдержать даже один токоприемник, в то время, как на традиционных электропоездах ЭР2, ЭР2Т ЭТ и ЭД каждую секцию необходимо питать от своего токоприемника, из-за опасности пережога контактного провода. Из-за этой причины схема с крышевыми соединителями на пригородных электропоездах постоянного тока практически никогда не применялась (кроме ЭР12 и ЭМ2И), так как широко использовались угольные вставки полозов.
В дальнейшем ток начинает расти, вначале пропорционально скорости, затем с небольшим уменьшением, определяемым тяговой характеристикой. К скорости 5 км/ч (точка В) он достигает величины 412 А, а к точке С, соответствующей скорости 98 км/ч его величина составляет 3123А, т.е. максимальный уровень. Однако, токоприемник может выдержать этот ток, так как при большой скорости полоз хорошо охлаждается набегающим потоком, а локальный перегрев контактного провода невозможен. Мощность в этот момент несколько выше паспортной и составляет около 9000 кВт, так как работает не только тяговый привод, но и вспомогательные потребители, потери в преобразователях тоже растут.
Следует отметить, что в этот момент система электроснабжения работает наиболее напряженно, особенно если на одной фидерной зоне оказываются 2 электропоезда, например при скрещении. Из-за этого возможно срабатывание защиты со снятием, либо переключение на пониженное напряжение. После точки С рост тока прекращается, и происходит даже некоторое его снижение из-за изменения режима работы тяговых инверторов и особенностей алгоритма управления. В отличие от ЭПС постоянного тока, в точке D, соответствующей максимальной эксплуатационной скорости, «Сапсан» развивает практически номинальную мощность, за счет плавного регулирования магнитного потока и скольжения асинхронных тяговых электродвигателей.
Токовая характеристика в режиме питания от переменного тока 25 кВ по форме аналогична кривой для питания от постоянного тока, так как четырехквадрантный регулятор 4QS обеспечивает потребление из сети только активной мощности. Разница заключается в величине тока, которая меньше в 8,4 раза
Тяговые двигатели ВСПС
Тяговые электродвигатели являются основной частью электрооборудования высокоскоростных поездов.
Соотношение массы, габаритов, КПД и мощности тяговых двигателей различного типа можно оценить по следующему рисунку:
Япония
Япония является пионером высокоскоростного движения. на линиях Shinkansen эксплуатируются около 250 высокоскоростных поездов, причем поезда первого и даже второго поколений выведены из эксплуатации, что нехарактерно для других стран. Практически все оставшиеся в эксплуатации поезда имеют конструкционную и эксплуатационную скорость свыше 250 км/ч
Одними из наиболее совершенных являются поезда серии 700-7000, имеющие конструкционную и максимальную эксплуатационную скорость 300 км/ч.
Франция
Парк высокоскоростного подвижного состава Франции представлен поездами TGV различных модификаций. Поезда AGV, предназначенные в дальнейшем для замены TGV и выпускаемый компанией Alstom, пока поставляются только в Италию.
На конец 2014 г., по данным МСЖД, в эксплуатации непосредственно во Франции находилось 514 составов, не считая поездов, эксплуатирующихся в Бельгии. Во Франции, в отличие от Японии, старые поезда не списываются, а проходят глубокую модернизацию.
Первыми поездами, открывшими высокоскоростное движение во Франции, стали TGV-PSE (Paris-Sud-Est , или Париж-Юго-восток)
Основная особенность конструкции - применение сочлененных вагонов, опирающихся на двухосные тележки, установленные в местах сочленений. Такие тележки в мировой практике получили название «тележки Якобса». Второй особенностью этих поездов является применение так называемой «сосредоточенной тяги», т.е. фактически в голове и хвосте стоят нерасцепляемые вагоны-электровозы. Однако поезда TGV имели частично обмоторенные крайние вагоны. В годы создания поездов TGV такое решение было оправданным, так как мощное электронное оборудование занимало большой объем и разместить под вагоном его не удавалось. Не было также и двигателей, по размерам подходившим к тележке Якобса. Все поезда имели так называемые «вентильные» двигатели, за исключением самых первых образцов.
a) Высокоскоростной поезд TGV PSE с сосредоточенной тягой
б) Тележка Якобса
Германия
Основу парка высокоскоростных поездов Германии составляют поезда ICE различных модификаций. Первый поезд ICE 1 был введен в эксплуатацию в 1991 г., с тех пор количество этих поездов на сети DB AG более 250. Поезда имеют различную конструкцию, которая совершенствовалась по мере развития техники. Первые поезда имели сосредоточенную тягу, последние - распределенную. Часть поездов (ICE-T) предназначенные для эксплуатации на участках с большим количеством кривых, имеют наклоняемые кузова.
Наиболее мощным и скоростным является электропоезд ICE 3
Испания
Железнодорожная сеть Испании (RENFE) исторически сложилась так, что имелись линии с разной шириной колеи -1668, 1435 и узкоколейные линии. Специфика высокоскоростного движения такова, что время затраченной на перестановку тележек, становится соизмеримым с временем поездки. Поэтому одна из особенностей ВСПС Испании - использование системы с раздвижными колесными парами и переводными станциями (устройствами). На данный момент времени, такой способностью обладают только подвижной состав производства компании TALGO, однако на участках с колеей 1435 мм эксплуатируются и другие поезда.
Поезд Talgo S730
Италия
В настоящее время в Италии эксплуатируются высокоскоростные поезда, в соответствии с приведенной таблицей.
Основу парка составляют поезда серий ETR различных модификаций (ETR - аббревиатура от Elettro Treno Rapido -скоростной электропоезд) Поезда первых выпусков произведены итальянским концерном FIAT FERROVIARIA. В дальнейшем производство осуществлялось на тех же мощностях, но компанией ALSTOM. Все первые серии имели систему наклона кузовов в кривых, отчего их также называют «Пендолино» (маятник). Первые серии предназначались для смешанного движения и имели конструкционную и эксплуатационную скорость 200-250 км/ч. Поезда ETR 200 выпускались с 1934-1937 гг. и эксплуатировались до 1993 г. Более поздние ETR 300 (Sitabello) эксплуатировались до 1984 г. Максимальная скорость - 160 км/ч не позволяла отнести их к высокоскоростным.
 |  |
Высокоскоростные поезда КНР
Парк высокоскоростных поездов Китая отличается крайним разнообразием. Менее чем за 10 лет (с 2008 г.) парк увеличился почти в 200 раз. Все китайские поезда, независимо от производителя, маркируются аббревиатурой CRH - China Rail High-speed, цифровым и буквенным индексом. Причем, в отличие от большинства стран, где цифровой индекс обозначает тип поезда, а буква в конце - его модификацию, в Китае буква также обозначает тип.
Так, поезда CRH 380A и CRh480 B построены на принципиально разной базе и выпускаются разными заводами. Первые поезда CRh2A, B и E 2006- 2009 гг. нельзя назвать чисто высокоскоростными, так как несмотря на конструкционную скорость 250 км/ч реальная эксплуатационная не превышала 200-220 км/ч. Поезда выпускались совместно компаниями Bombardier и Sifang, причем производство было перенесено в Китай.
а)
| 
б)
|
Поезда CRh2A (a) и его европейский прототип Regina (b) производства компании Bombardier
Электропоезд CRh480B
Высокоскоростной моторвагонный поезд CRh480B, построенный компанией China Northern Railways, который испытывается и впоследстии будет эксплуатироваться на новой линии Далянь – Харбин протяженностью 917 км позволит значительно уменьшить время хода - с нынешних 9 ч. до 3,5 ч. Конструкционная скорость поезда составляет 380 км/ч, максимальная эксплуатационная - 350 км/ч. Однако во время испытаний удалось разогнать состав до рекордных для такого тапа поездов 457 км/ч, что немного меньше чем у другого китайского "рекордсмена" CRH 380A (513 км/ч). Огромная скорость обусловлена высокой суммарной мощностью тяговых двигателей - для 8-вагонных поездов CRh480B она составляет 9200 кВт, а для 16-вагонной модификации CRh480BL - 18400 кВт (для сравнения- мощность 10-вагонного "Сапсана", построенного на той же платформе "Velaro", составляет 8000 кВт).
Высокоскоростной подвижной состав в мире.
В настоящее время протяженность линий железных дорог составляет приблизительно 30 000 км (данные МСЖД 2015г.) Согласно определению МСЖД, высокоскоростным считается подвижной состав, конструкционная скорость которого составляет 250 км/ч и более. Однако первые образцы высокоскоростного подвижного состава появились еще до второй мировой войны. МСЖД приводит следующую хронологию развития ВСПС:
Историческ ая последовательность рвзвития высокоскоростного движения выглядит следующи образом:
Основные типы и характеристики первых скоростных и высокоскоростных поездов:
Читайте также:
lektsia.com
