автореферат диссертации по транспорту, 05.22.07, диссертация на тему:Повышение качества токосъема при воздействии многокомпонентного воздушного потока на токоприемники магистрального электрического подвижного состава

На правах рукописи

СТАРИКОВ Александр Петрович

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ТОКОСЪЕМА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ МНОГОКОМПОНЕНТНОГО ВОЗДУШНОГО ПОТОКА НА ТОКОПРИЕМНИКИ МАГИСТРАЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Специальность 05.22.07 - «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация»

' АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ОМСК 2006

Работа выполнена в Омском государственном университете путей сообщения.

Научный руководитель:

доктор технических наук,' профессор МАСЛОВ Геннадий Петрович.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор НЕХАЕВ Виктор Алексеевич;

кандидат технических наук, доцент БЕЛЯЕВ Павел Владимирович.

Ведущая организация:

Самарская государственная академия путей сообщения.

Защита состоится «24» 2006 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 218.007.01 при Омском государственном университете путей сообщения (ОмГУПСе) по адресу: 644046, г. Омск, пр. Маркса, 35, ауд. 112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 2006 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес диссертационного совета Д 218.007.01. Тел./факс: (3812) 31-13-44.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Л

Л

Г. П. Маслов.

© Омский гос. университет путей сообщения, 2006

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Стратегическая программа развития компа-

ряда крупномасштабных проектов по развитию инфраструктуры железных дорог, модернизации подвижного состава, организации скоростного движения. В ее основу были положены разработанные ранее отраслевые программы, в том числе «Программа развития скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России». Согласно последней общая протяженность направлений с максимальными скоростями 160 - 200 км/ч на железных дорогах России до 2010 г. составит 6,7 тыс. км.

При движении электроподвижного состава с высокими скоростями начинают существенным образом проявляться аэродинамические силы, оказывающие влияние на взаимодействие токоприемника и контактной подвески.

Воздействие набегающего потока воздуха на токоприемник можно разложить на подъемную силу, лобовое сопротивление и опрокидывающие моменты. Подъемная сила (аэродинамическая составляющая контактного нажатия) изменяет контактное нажатие. В случае положительной подъемной силы происходит увеличение отжатий контактных проводов, а отрицательная способствует отрывам полоза от контактного провода. В обоих случаях происходит интенсивный износ контактирующих элементов, повышается вероятность повреждения токо-съемных устройств. Опрокидывающие моменты вызывают перераспределение контактного нажатия между пластинами полоза, увеличивая неравномерность износа. Все это приводит к. сокращению срока эксплуатации контактных пластин полозов токоприемников электровозов, а также к увеличенному износу контактного провода. Лобовое сопротивление токоприемника увеличивает затраты на тягу поездов.

Железные дороги проходят через территории, где имеют место сложные метеорологические условия, сопровождающиеся штормовым ветром и присутствием в атмосферном воздухе высокой влажности или взвешенных частиц, таких как снег, песок, капли дождя. В этих условиях набегающий поток становится многокомпонентным, а его воздействие на токоприемник электровоза усиливается. Таким образом, вопросы надежности и экономичности работы токосъемных устройств как при повышении скоростей движения электроподвижного состава, так и в сложных метеоусловиях, являются актуальными.

нии ОАО «Российские железные дороги» до 2010 г. предполагает реализацию

2 РОС национальна; БИБЛИОТЕКА

Цель диссертационной работы - повышение качества токосъема в многокомпонентном воздушном потоке путем компенсации аэродинамической составляющей контактного нажатия за счет использования аэродинамических устройств, ограничивающих воздействие потока воздуха на токоприемник

Дня достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи.

1. Выполнить анализ исследований воздействия набегающего воздушного потока на токоприемники и способов снижения этого воздействия.

2. Оценить влияние многокомпонентного набегающего потока на процесс токосъема при движении электрического подвижного состава с высокими скоростями и предложить новые технические решения, позволяющие обеспечить повышение качества токосъема в этих условиях.

3. Предложить метод, позволяющий рассчитать аэродинамические характеристики токоприемников, оборудованных аэродинамическими устройствами.

4. Разработать методику и провести лабораторные исследования воздействия на токоприемники одно- и многокомпонентного воздушных потоков, оценить эффективность работы аэродинамических устройств исходя из износа контактных пластин полозов токоприемников в линейных условиях.

5. Определить технико-экономическую эффективность предложенных технических решений.

Методы проведения исследований. В исследованиях были использованы приближенные математические модели двухфазного потока и численное моделирование на ЭВМ с применением универсальной математической программы МаЛЬаЬ и последующим экспериментальным подтверждением результатов путем испытаний токоприемников. Экспериментальные исследования проводились в аэродинамических трубах и на участках электрических железных дорог.

Научная новизна работы.

1. Предложен метод расчета аэродинамических характеристик токоприемников с учетом присутствия в воздухе ограниченного количества взвешенных частиц.

2. Разработан метод расчета аэродинамических показателей при совместном обтекании двух близко расположенных тел.

3. Создана методика лабораторных исследований взаимодействия токоприемника и двухкомпонентного потока воздуха.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена лабораторными исследованиями, а также эксплуатационными испытаниями токоприемников, оборудованных раз-

работанными аэродинамическими устройствами. Расхождение теоретических расчетов и экспериментальных результатов не превышает 7 %.

Практическая ценность работы.

1. Предложенные методы расчета силового взаимодействия набегающего воздушного потока и токоприемника позволяют получить аэродинамические характеристики токоприемника на стадии проектирования.

2. Созданные новые конструкции аэродинамических компенсирующих устройств обеспечивают стабилизацию контактного нажатия, что снижает износ контактирующих элементов (контактных проводов и контактных пластин токоприемников) и ограничивают размах перемещения контактных проводов.

3. Разработанный экспериментальный комплекс позволяет проводить аэродинамические испытания токосъемных устройств в одно- и двухкомпонентных потоках со скоростями до 250 км/ч, что обеспечивает снижение затрат на испытания по сравнению с линейным экспериментом.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на II международной конференции «Состояние и перспективы развития ЭПС» (Новочеркасск, 1997), научно-технической конференции «Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири» (Новосибирск, 1997), межвузовской научно-практической конференции «Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы и перспективы» (Омск, 1998), межвузовской конференции «Электрификация и развитие железнодорожного транспорта России» (Санкт-Петербург, 2001), научно-практической конференции «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе» (Новосибирск, 2001), научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы транспорта России» (Ульяновск, 2002), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2003), научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2005), на постоянно действующем научно-техническом семинаре ОмГУПСа (Омск, 2006).

Реализация результатов работы. Аэродинамическое устройство прошло эксплуатационные испытания на Западно-Сибирской железной дороге в локомотивном депо Барабинск. Созданный экспериментальный комплекс, включающий в себя аэродинамическую трубу, измерители скорости воздушного потока и концентрации взвешенных частиц в нем, аэродинамические весы, устройства внесе-

ния и улавливания частиц в воздушном потоке, реализован в лаборатории устройств токосъема ОмГУПСа.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в восьми печатных работах, которые включают в себя пять статей и одну депонированную рукопись, один патент РФ на изобретение и один патент РФ на полезную модель Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем - 156 страниц, в том числе 137 страниц основного текста, 47 рисунков, 17 таблиц, 123 источника и два приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматривается состояние проблемы, обосновывается ее актуальность, формулируются задачи исследований и намечаются пути их решения

В первом разделе рассмотрены условия взаимодействия токоприемника с воздушным потоком и влияние потока на качество токосъема. Выявлены факторы набегающего потока, определяющие силы аэродинамического воздействия

Проблемам воздействия встречного воздушного потока на токоприемники скоростного подвижного состава посвящены работы И. И. Власова, В. А. Вологи-на, К. Г. Марквардта, В. П. Михеева, Г. П. Маслова, В. А. Нехаева, А. В. Плакса, О. А. Сидорова, И. А. Беляева, А. С. Брюханова, А. К. Кузнецова, В. Н. Ли, В. М. Павлова, а также зарубежных специалистов М. Зюберкрюба, М. Дюпона, М Гаррао и др. Их работы в основном сводятся к разработке методов исследования и путей улучшения аэродинамических показателей токоприемников в однородном потоке воздуха.

Возникающая сила сопротивления токоприемника разлагается на две составляющие - горизонтальную Рт и вертикальную Рэт, которые зависят от формы и размеров элементов тбкоприемника, шероховатости поверхности, структуры и скорости набегающего потока. Указанные силы можно получить, если известны: Схт, Сут - коэффициенты лобового сопротивления и подъемной силы токоприемника, Бмт, Б у, - площадь миделевого сечения и токоприемника в плане, р массовая плотность набегающего потока, У„ - скорость потока.

Теоретические методы исследования взаимодействия тела с двухфазным воздушным потоком связаны с определением аэродинамических сил с учетом второй фазы. Описание пространственного движения таких потоков является

сложной математической задачей. Из-за отсутствия общей теории всевозможных движений смеси Применяются отдельные аэродинамические модели двухфазного потока.

Объемная доля взвешенных частиц в воздухе невелика (концентрация частиц песка в воздухе во время песчаной бури на уровне двух метров составляет 100 - 150 г/м3), взвешенные частицы достаточно равномерно распределены в пространстве, поэтому характеристики воздействующего на токоприемник потока будут определяться в основном параметрами воздуха. Учитывая, что в большинстве случаев скорость ветра и скорость взвешенных в нем частиц меньше скорости движения локомотива, можно считать поток, обтекающий токоприемник, равномерным, а скорости обеих фаз в нем одинаковыми. Для расчета воздействия такого потока на токоприемник предложен метод, основанный на квазигомогенной однокомпонентной модели двухфазной среды, в которой воздействующий двухфазный поток заменяется эквивалентной сжимаемой однофазной средой с обобщенными физическими свойствами (такими как плотность, вязкость) и осредненными параметрами потока (такими как скорость). Плотность набегающего потока, представляющего собой смесь двух сред,

Рем =" RiPi+ R2P2, (1)

где R* = QJ(Q\+Qi), Qk - объемный расход k-фазы, к = 1,2.

Направление и скорость движения принимаются равными направлению и скорости движения воздуха относительно токоприемника. Тогда в качестве алгоритма решения этой модели можно использовать уже известные методы, полученные для расчета аэродинамических сил, возникающих при взаимодействии однофазного потока с токоприемником.

По предложенной методике, основываясь на анализе результатов экспериментальных исследований аэродинамических нагрузок и параметров дисперсного потока, были рассчитаны лобовое сопротивление и подъемная сила различных токоприемников при обтекании их потоком с твердыми взвешенными частицами. Анализ расчетов показал, что при наличии в воздухе взвешенных частиц аэродинамическое воздействие на токоприемник увеличивается в зависимости от количества и массы частиц на 10 - 12 %.

Увеличение подъемной силы и силы лобового сопротивления приводит к нарушению равновесия моментов сил вокруг оси свободного вращения полоза, в результате чего перераспределяется контактное нажатие между передней и зад-

ней пластинами полоза При увеличении скорости нажатие либо на передней контактной пластине, либо на задней (в зависимости от формы полоза, наличия рогов, типа кареток) уменьшается до нуля и происходит ее отрыв от контактного провода. По расчетам скорость отрыва передней контактной пластины для эксплуатируемых на сегодняшний день токоприемников составляет 30-35 м/с

Во втором разделе рассмотрены возможные пути снижения аэродинамического воздействия на токоприемник: 1) использование поверхностей, компенсирующих подъемную силу токоприемника; 2) улучшение обтекаемости элементов токоприемника; 3) уменьшение интенсивности потока, обтекающего токоприемник. Проведен анализ технических устройств для компенсации аэродинамического воздействия, рассмотрены их преимущества и недостатки.

Для снижения аэродинамического воздействия на токосъемные устройства разработаны новые технические решения, позволяющие уменьшить воздействие как в однокомпонентном, так и в многокомпонентном потоках.

Одним из способов компенсации аэродинамической составляющей контактного нажатия является использование антикрыла, а другим - изменение формы полоза за счет расположения вдоль него горизонтальных полок. В зависимости от ширины и места установки полок подъемная сила профиля будет меняться нелинейно. Ограничение аэродинамического воздействия на токоприемник предлагается получить, прикрепляя продольные полки не по всей длине полоза. Таким образом, полоз будет иметь сечения двух видов - с полками и без полок, а аэродинамические 'силы будут меняться пропорционально суммарной длине полок (на данное устройство получен патент на полезную модель № 7063). Вариант расположения полок вдоль полоза представлен на рис. 1.

После установки полок длиной а на стенке полоза высотой Ь подъемная сила токоприемника изменится на величину

ДРэт = Дсул.2а.Ь^^, (2)

где Дсул - изменение коэффициента подъемной силы полоза за счет полок.

Выбрав профиль с известными аэродинамическими характеристиками и зная величину допустимого контактного нажатия, с помощью формулы (2) можно

Рис. 1. Полоз токоприемника, оборудованный продольными полками: 1 — полоз; 2 - контактные элементы; 3 - полки

рассчитать размеры полок. Для токоприемника 10 РР, который сегодня используется на электровозах для пассажир/ских перевозок, при ширине полок 0,008 м их длина составила по 0,4 м с каждой стороны.

Для уменьшения аэродинамического воздействия встречного воздушного потока, содержащего частицы песка и пыли, а также для отведения этих частиц из зоны скользящего контакта пластин токоприемника с контактным проводом предлагается использовать перед полозом турбулизатор в виде горизонтально расположенного цилиндра (рис. 2). На данное устройство получен патент на изобретение № 2214932. Поскольку полоз находится в аэродинамической тени турбули-

затора (рис. 3), его коэффициент лобового сопротивления cM меняется в зависимости от расстояния / и диаметра d. При обтекании двухфазным потоком их общее лобовое сопротивление

2

Рис. 2. Полоз токоприемника, оборудованный турбулиза-торами: 1 - турбулизатор; 2 -крепление; 3 - стенка полоза

Рис. 3. Схема распространения вихревой зоны за цилиндром

Р =(kcxuSMU + kcx„SMJ1)^L-, (3)

аЛ-2

I

Рис. 4. Влияние турбулизатора на коэффициент лобового сопротивления полоза методика экспериментальных исследований взаимодействия токоприемника с двухкомпонентным потоком воздуха. Проведение таких экспериментов в линей-

где к], кг - коэффициенты затенения, учитывающие изменение сопротивления соответственно цилиндра и полоза в зависимости от расстояния между ними.

Расчеты лобового сопротивления (рис. 4) дали возможность определить минимальное значение с'х „. Оно составило 0,79 при <1, равном 14 мм и 1-23, в результате чего аэродинамическое воздействие на токоприемник снизилось (Ретх уменьшилось на 9 %, РЕТ - на 37).

В третьем разделе разработана

ных условиях не может быть активным, поскольку связано с ожиданием соответствующих метеорологических условий.

Для проведения экспериментов разработана незамкнутая аэродинамическая труба с размещением привода (трех осевых вентиляторов со спрямляющими аппаратами) перед рабочей частью.

По предложенной схеме проведен аэродинамический расчет и выбраны размеры воздуховода. Высота рабочей части составляет 0,7 м, ширина - 1,0. Это позволяет продувать модели токоприемников в масштабе 1 2,5, а также детали токоприемника или их элементы в натуральную величину со скоростью до 70 м/с. Схема аэродинамической трубы представлена на рис 5.

Очищен! ый воздух ^

Рис 5 Схема аэродинамической трубы 1 - вентиляторная группа, 2 - камера смешения; 3 - форкамера; 4 - хонейкомб, 5 - детурбулизирующие сетки, 6 - сопло, 7 - рабочая часть, 8 — дозатор частиц, 9 - аэродинамические весы, 10 - диффузор; 11 - бункер для накапливания уловленных частиц

Для получения достоверных значений износа контактных пластин и оценки работопригодности предложенных аэродинамических устройств разработана методика эксплуатационных испытаний, включающих в себя контроль износа контактных пластин токоприемников опытного электровоза. При этом один токоприемник электровоза оборудуется аэродинамическим устройством, а другой остается типовым. Составляется ведомость учета пробега каждого токоприемника по конкретным участкам в течение всего времени испытаний Периодически проводится осмотр и замер износа контактных пластин обоих токоприемников

В четвертом разделе приведены результаты лабораторных исследований воздействия потока воздуха на токоприемник и его элементы

В дымовой трубе ОмГУПСа были получены спектры обтекания полозов п других элементов токоприемников 10( 17) РР, Сп-бМ, ТП-250, ТАсС-11

В качестве примера на рис. 6 приведен спектр обтекания полоза токоприемника 10(17) РР Линии тока воздуха огибают полоз сверху и снизу, образуя за

острыми кромками интенсивные вихревые зоны Широкий вихревой слой продолжает распространяться за полозом Все это свидетельствует о высоком аэродинамическом сопротивлении тела

Оборудование полозов аэродинамическими устройствами меняет картину обтекания Спектр обтекания полоза токоприемника 10(17) РР с горизонтальными полками приведен на рис. 7, а Полка вызвала перераспределение струек тока, и теперь поток большей частью огибает полоз сверху. За кромкой, происходит менее интенсивный отрыв, а образующийся вихревой слой имеет меньшую толщину и интенсивность.

Рис. 6. Спектр обтекания полоза токоприемника 10( 17) РР

а 6

Рис. 7. Спектры обтекания полоза токоприемника 10(17) РР, оборудованного полками (а) и турбулизаторами (б)

При установке турбулизирующих устройств (рис 7, б), вихревая пелена, образующаяся за трубкой, покрывает короб В результате полоз находится в зоне аэродинамической тени, где поступательная скорость потока меньше Границы вихревой зоны плавно огибают полоз и начинают сходиться за ним Таким образом, аэродинамический след на снимке имеет меньшую ширину и протяженность из всех приведенных спектров. Соответственно минимальными будут и силы аэродинамического воздействия на полоз.

При наличии в воздухе взвешенных частиц трубка и вихревая пелена за ней способствуют отклонению частиц от полоза, уменьшая их концентрацию в зоне скользящего контакта.

Исследования аэродинамических свойств указанных выше скоростных ю-коприемников проводились в лабораторных условиях, а также использовались результаты аэродинамических испытаний токоприемника 10(17) РР на ЗападноСибирской и Сп-бМ - на Октябрьской железных дорогах. Результаты испытаний показали, что аэродинамическая подъемная сила токоприемника Сп-бМ при скорости 70 м/с составляет 145 Н и для ее снижения до 80 Н, чего требуют технические условия эксплуатации токоприемников, необходимо использовать дополнительные технические устройства У токоприемника 10(17) РР при скорости электровоза 33,3 м/с подъемная сила составляет 40 Н, а с учетом встречного ветра она повышается до 115 Н.

Сравнивая расчетные и экспериментальные данные, можно отметить, что расхождение между ними не превышает 7 %.

В продессе экспериментов были получены аэродинамические коэффициенты элементов указанных скоростных токоприемников и оценена доля, вносимая каждым элементом в общее лобовое сопротивление и подъемную силу. Существенное отличие форм элементов рассмотренных токоприемников имеется только у полозов. В результате представляется возможность ограничиться главным образом детальными исследованиями полозов указанных токоприемников.

В аэродинамической трубе осуществлена продувка полозов всех указанных токоприемников на различных скоростях и при различном содержании песка в набегающем потоке. По экспериментальным данным продувок со скоростью 50 м/с при разной концентрации частиц построены зависимости силы лобового сопротивления и подъемной силы. Рост аэродинамических сил за счет присутствия песка составил в среднем 0,09 % на каждый грамм взвешенных частиц в 1 м' воздуха.

Экспериментально было подтверждено снижение подъемной силы и лобового сопротивления при установке продольных полок на стенках полоза, выявлено, что минимальная подъемная сила наблюдается при ширине полок 8 мм и креплении их к нижним краям стенок полоза. Опытные значения подъемной силы штатного полоза и полоза, оборудованного полками представлены на рис 8 Здесь же построена зависимость подъемной силы токоприемника 10(17) РР от

скорости потока, рассчитанная с учетом изменения аэродинамической характеристики при установке полок.

При продувке полоза с турбулизаюрами наблюдалось снижение лобового

сопротивления и подъемной силы. По результатам лабора-

100 н 80

70 «0

50 40 30 20 10 0

/

/

1 / /

V У

у У

2

!

Рис. 8. Подъемная сила полозов и токоприемника 10(17) РР: 1 - штатный полоз; 2 - полоз, оборудованный полками; 3 - токоприемник с полозом, имеющим полки

торных экс- периментов при концентрации песка 50 г/м3 были построены аэродинамические характеристики штатного полоза и полоза с турбу-лизаторами и выбраны следующие размеры: диаметр трубки-турбулизатора - 12 мм; расстояние между осью тур-булизатора и стенкой полоза -20 мм. Это позволило снизить коэффициент лобового сопротивления полоза до 0,82. В результате аэродинамическое воздействие на токоприемник в целом сгизилось следующим образом: лобовое сопротивление - на 10%, подъемная сила - на 39.

В пятом разделе приведены результаты эксплуатационных испытаний токоприемника, оборудованного аэродинамическим устройством в виде антикрыла, предложена методика прогнозирования износа контактных пластин токоприемника и рассчитан ожидаемый экономический эффект от внедрения аэродинамических устройств.

При эксплуатационных испытаниях электровоз ЧС-2 обращался на участке от Кургана до Кемерово, через каждые 7 тыс. км проводились контроль состояния устройств и замеры износа контактных пластин. По окончании эксперимента, после 25 тыс. км пробега, было проведено итоговое обследование опытных токоприемников, показавшее исправное техническое состояние токоприемника и аэродинамических устройств.

Испытания показали (рис. 9), что пластины полоза токоприемника, оборудованного дополнительными устройствами, имеют меньший и более равномер-

1

13

ный износ, не имеют пропилов, сколов, поджогов и других видимых повреждений по сравнению с базовым токоприемником.

По экспериментальным данным с помощью метода наименьших квадратов были построены линейные зависимости износа контактных пластин от пробега токоприемников. На основе полученных кривых был сделан прогноз износа и рассчитан срок службы контактных пластин токоприемников.

По прогнозам, срок службы контактных пластин токоприемников 10 РР на опытном полигоне за счет использования предложенного аэродинамического устройства увеличивается в среднем на 6,3 тыс. км.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения аэродинамических устройств получится за счет снижения износа контактных пластин, более равномерного износа по этим пластинам и увеличения межремонтного срока эксплуатации токоприемников.

В результате проведенных расчетов получено, что при оборудовании токоприемников устройствами, ограничивающими аэродинамическое воздействие, затраты на замену контактных пластин снизятся в 1,4 раза, а затраты, связанные с модернизацией токоприемников, окупятся за пол года. Ожидаемый чистый дисконтированный доход в одном локомотивном депо с парком в 100 электровозов за пять лет службы должен составить 702 тыс. р.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Изложенное в настоящей работе позволяет сделать следующие основные выводы.

1. Проведен анализ исследований аэродинамического воздействия на токоприемник, в результате которого установлено, что воздействие потоков воздуха

Ь -"

Рис. 9. Износ последних по ходу контактных пластин токопиемников: 1 - штатного; 2 - оборудованного аэродинамическим устройством

на токоприемник приводит к изменению контактного нажатия, что снижает экономичность и надежность токосъема.

2. Установлено, что ухудшение качества токосъема происходит при воздействии как однокомпонентного, так и многокомпонентного воздушного потока, при этом при наличии в воздухе взвешенных частиц аэродинамическая составляющая контактного нажатия увеличивается на 10 - 12 %.

3 Для снижения аэродинамического воздействия на токоприемник предложено оборудовать полозы продольными горизонтальными полками, а при воздействии многокомпонентного потока - турбулизаторами.

4. Разработан метод расчета аэродинамических характеристик токоприемников, получены расчетные значения аэродинамических сил для скоростных токоприемников, подъемная сила которых после оборудования предложенными устройствами не превышает 80 Н.

5. Созданы методика и оборудование, позволившие провести аэродинамические исследования токоприемников и их элементов в лаборатории, на основании чего получено, что подъемные силы скоростных токоприемников превышают значения, допустимые техническими условиями, в среднем на 28 %, а при наличии в воздухе взвешенных частиц аэродинамическое воздействие на токоприемники увеличивается на 0,09 % на каждый грамм взвешенных частиц в 1 м3 воздуха.

6. Проведены эксплуатационные испытания электровоза ЧС-2 с токоприемником, оборудованным аэродинамическими устройствами, на основании которых установлено, что использование предложенных устройств обеспечивает снижение износа контактных пластин на 20 %, а ожидаемый чистый дисконтированный доход в одном локомотивном депо с парком в 100 электровозов за пять лет службы составит 702 тыс. р.

Список работ опубликованных по теме диссертации

1. Маслов Г. П. Выбор условий для численного моделирования процессов обтекания токоприемника скоростного подвижного состава / Г. П. Маслов, А. В. Широкова, А. П. Стариков; Омская гос. акад. путей сообщения. - Омск, 1997. 8 с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 15.10.97, № 6102.

2. Стариков А. П. Испытания токосъемных устройств в двухфазном потоке воздуха / А П. Стариков // Совершенствование устройств подвижного

состава, электрификации, автоматики и связи железнодорожного транспорта' Сб. науч. ст. аспирантов и студентов / Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1997. Вып. 1.С. 81-85.

3. Маслов Г. II. Особенности токосъема при интенсивном аэродинамическом воздействии на токоприемник / Г. П Маслов, А. П. Стариков //Особенности проектирования токосъемных устройств экологически чистого транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения Омск, 1998. С. 29-32.

4. О методах определения аэродинамических показателей пологз гокопри-емника/Г. П. Маслов, О. И. Поздняков, А. В. Широкова, А. П. Стариков //Повышение надежности работы устройств электроснабжения: Сб. науч тр./ Уральская гос. акад. путей сообщения. Екатеринбург, 2000. Вып. 13(95). С 38.

5. Маслов Г. П. Взаимодействие токоприемника с двухфазным воздушным потоком / Г. П. Маслов, А. П. Стариков // Новые технологии - железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств: Сб. науч. ст. с междунар. участием./ Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2000. Ч.З. С. 388 - 390.

6. Маслов Г.П. Обеспечение безопасности функционирования токосъемных устройств электроподвижного состава/Г. П. Маслов, А. П. Стариков// Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта: Материалы всерос. науч.-техн. конф. Проблемы эксплуатационной работы на железнодорожном транспорте, развитие телекоммуникаций и информатизация / Уральский гос. ун-т путей сообщения. Екатеринбург, 2003. С. 125 - 127.

7. Пат. РФ на полезную модель № 7063, МКИ? В 60 L 5/00. Токоприемник электроподвижного состава / Г. П. Маслов, А. П. Стариков (РФ). - Приоритет от 16.07.98. Бюл. № 7.

8. Пат. 2214932 РФ, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник электроподвижною состава/Г. П. Маслов, А. П. Стариков, А. В. Широкова (РФ). - Приоритет от 04.07.2001. Зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ 27.10.2003г.

Типография ОмГУПСа, 2006 г 644046, г. Омск, rip Маркса. 35 Тираж 100 ж). Заказ 155.

t

V

\>

1

- 40 79

Введение.

1. Влияние аэродинамического воздействия на качество токосъема

1.1. Условия взаимодействия токоприемника с воздушным потоком.

1.2. Анализ исследований аэродинамического воздействия на токоприемники в двухфазном потоке.

1.2.1. Анализ методов расчета аэродинамических нагрузок в двухфазном потоке.

1.2.2. Анализ экспериментальных исследований аэродинамических нагрузок.

1.2.3. Анализ методов измерения параметров дисперсного потока.

1.3. Особенности взаимодействия токоприемника и контактной подвески при аэродинамическом воздействии на токоприемник многокомпонентного потока.

1.3.1. Влияние второй фазы на величину аэродинамической подъемной силы токоприемника.

1.3.2. Влияние второй фазы на величину лобового сопротивления токоприемника.

1.3.3. Наклон полоза под воздействием встречного воздушного потока.

1.4. Выводы.

2. Снижение аэродинамического воздействия на токоприемник.

2.1. Способы снижения аэродинамического воздействия на токоприемник

2.2. Разработка новых технических решений по снижению аэродинамического воздействия на токоприемники.

2.2.1. Предлагаемое техническое решение по снижению воздействия од-нокомпонентного потока воздуха на токоприемник.

2.2.2. Предлагаемое техническое решение по снижению воздействия двухкомпонентного воздушного потока на токоприемник.

2.3. Методика и расчет аэродинамических характеристик токоприемников, оборудованных предложенными устройствами.

2.3.1. Метод расчета аэродинамических характеристик в однокомпонент-ном потоке.

2.3.2. Результаты расчета и выбор геометрических размеров аэродинамических устройств.

2.3.3. Метод расчета аэродинамических характеристик в двухкомпонент-ном потоке.

2.3.4. Результаты расчета и выбор геометрических размеров аэродинамических устройств.}.

2.4. Выводы.

3. Методика экспериментальных исследований взаимодействия токоприемника с двухкомпонентным потоком воздуха.

3.1. Разработка аэродинамической трубы для испытания токосъемных устройств.

3.1.1. Особенности исследований объектов железнодорожного транспорта в аэродинамических трубах.

3.1.2. Существующие аэродинамические трубы и возможности их применения для испытания объектов железнодорожного транспорта.

3.1.3. Предлагаемая схема аэродинамической трубы.

3.1.4. Параметры аэродинамической трубы и моделируемых объектов.

3.1.5. Моделирование метеоусловий в аэродинамических трубах.

3.2. Организация и методика эксплуатационных испытаний.

3.3. Выводы.

4. Исследования воздействия потока воздуха на токоприемник и его элементы

4.1. Дымовые спектры обтекания.

4.1.1. Спектры обтекания типовых элементов токоприемника.

4.1.2. Спектр совместного обтекания полоза с дополнительными устройствами

4.2. Аэродинамические характеристики токоприемников.

4.3. Аэродинамические характеристики элементов токоприемника.

4.3.1. Сведения об элементах скоростных токоприемников.

4.3.2. Аэродинамические показатели элементов токоприемников в одно-компонентном потоке.

4.3.3. Аэродинамические показатели элементов токоприемников в двух-компонентном потоке.

4.4. Аэродинамические характеристики токоприемников, оборудованных дополнительными устройствами.

4.4.1. Аэродинамическая характеристика полоза измененной формы.

4.4.2. Аэродинамическая характеристика полоза, оборудованного турбу-лизирующим устройством.

4.5. Выводы.

5. Износ контактных пластин полозов токоприемников, оборудованных аэродинамическими устройствами, при эксплуатационных испытаниях.

5.1. Прогнозирование износа контактных пластин токоприемника на примере токоприемника 10 РР.

5.2. Результаты опытной эксплуатации токоприемников 10РР.

5.3. Износ контактных пластин полозов токоприемников и его сравнение с прогнозируемым.

5.4. Оценка экономической эффективности применения аэродинамических устройств.

5.5. Выводы.

Стратегическая программа развития компании ОАО «Российские железные дороги» до 2010 г. предполагает реализацию ряда крупномасштабных проектов по развитию инфраструктуры железных дорог, модернизации подвижного состава, организации скоростного движения. В ее основу были положены разработанные ранее отраслевые программы, в том числе «Программа развития скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России». Согласно последней общая протяженность направлений с максимальными скоростями 160 - 200 км/ч на железных дорогах России до 2010 г. составит 6,7 тыс. км.

При движении электроподвижного состава с высокими скоростями начинают существенным образом проявляться аэродинамические силы, оказывающие влияние на взаимодействие токоприемника и контактной подвески.

Набегающий поток воздуха воздействует на токоприемник под определенными углами. Это воздействие можно разложить на подъемную силу, лобовое сопротивление и опрокидывающие моменты. Подъемная сила (аэродинамическая составляющая контактного нажатия) изменяет контактное нажатие. В случае положительной подъемной силы происходит увеличение отжатой контактных проводов, а отрицательная способствует отрывам полоза от контактного провода. В обоих случаях происходит интенсивный износ контактирующих элементов, повышается вероятность повреждений токосъем-ных устройств. Опрокидывающие моменты вызывают перераспределение контактного нажатия между пластинами полоза, увеличивая неравномерность износа. Все это приводит к сокращению срока эксплуатации контактных пластин полозов токоприемников электровозов, а также к увеличенному износу контактного провода. Лобовое сопротивление токоприемника, занимая большую долю в общем сопротивлении движению, увеличивает затраты на тягу поездов.

Железные дороги проходят через территории, где имеют место сложные метеорологические условия, сопровождающиеся штормовым ветром и присутствием в атмосферном воздухе высокой влажности или взвешенных частиц, таких как снег, песок, капли дождя. В этих условиях набегающий поток становится многокомпонентным, а его воздействие на токоприемник электровоза усиливается. Таким образом, вопросы надежности и экономичности работы токосъемных устройств как при повышении скоростей движения электроподвижного состава, так и в сложных метеоусловиях являются актуальными.

Цель работы - повышение качества токосъема в многокомпонентном воздушном потоке путем компенсации контактного нажатия за счет использования дополнительных аэродинамических устройств, ограничивающих воздействие потока воздуха на токоприемник.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо было решить следующие задачи.

1. Выполнить анализ исследований по воздействию набегающего воздушного потока на токоприемники и способов снижения этого воздействия.

2. Оценить влияние многокомпонентного набегающего потока на процесс токосъема при движении электрического подвижного состава с высокими скоростями и предложить новые технические решения, позволяющие обеспечить повышение качества токосъема в этих условиях. t

3. Предложить метод, позволяющий рассчитать аэродинамические характеристики токоприемников, оборудованных аэродинамическими устройствами.

4. Разработать методику и провести лабораторные исследования воздействия на токоприемники одно- и многокомпонентного воздушных потоков, оценить эффективность работы аэродинамических устройств, исходя из износа контактных пластин полозов токоприемников в линейных условиях.

5. Определить технико-экономическую эффективность предложенных технических решений.

Методы проведения исследований. В исследованиях были использованы приближенные математические модели двухфазного потока, численное моделирование на ЭВМ с применением математической программы MathLab и последующим экспериментальным подтверждением результатов путем испытаний токоприемников. Экспериментальные исследования проводились в аэродинамических трубах и на участках электрических железных дорог.

Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложен метод расчета аэродинамических характеристик токоприемников с учетом присутствия в воздухе ограниченного количества взвешенных частиц.

2. Разработан метод расчета аэродинамических коэффициентов при совместном обтекании двух близко расположенных тел.

3. Создана методика лабораторных исследований взаимодействия токоприемника и двухкомпонентного потока воздуха.

Достоверность научных положений и результатов диссертационной работы обоснована теоретически и подтверждена лабораторными исследованиями, а также эксплуатационными испытаниями токоприемников, оборудованных разработанными аэродинамическими устройствами. Расхождение теоретических расчетов и экспериментальных результатов не превышает 7 %.

Практическая ценность работы.

1. Предложенные методы расчета силового взаимодействия набегающего воздушного потока и токоприемника позволяют получить аэродинамические характеристики токоприемника на стадии проектирования.

2. Созданные новые .конструкции аэродинамических компенсирующих устройств обеспечивают стабилизацию контактного нажатия, что снижает износ контактирующих элементов (контактных проводов и контактных пластин полозов токоприемников) и ограничивают размах перемещения контактных проводов.

3. Разработанный экспериментальный комплекс позволяет проводить аэродинамические испытания токосъемных устройств в одно- и двухкомпонентных потоках со скоростями до 250 км/ч, что обеспечивает снижение затрат на испытания по сравнению с линейным экспериментом.

Апробация работы. Основные положения, выводы и рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на II международной конференции «Состояние и перспективы развития ЭПС» (Новочеркасск, 1997), научно-технической конференции «Проблемы железнодорожного транспорта и транспортного строительства Сибири» (Новосибирск, 1997), межвузовской научно-практической конференции «Железнодорожный транспорт Сибири: проблемы и перспективы» (Омск, 1998), межвузовской конференции «Электрификация и развитие железнодорожного транспорта России» (Санкт-Петербург, 2001), научно-практической конференции «Актуальные проблемы Транссиба на современном этапе» (Новосибирск, 2001), научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы транспорта России» (Ульяновск, 2002), всероссийской научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта» (Екатеринбург, 2003), научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии в структурных подразделениях Западно-Сибирской железной дороги» (Омск, 2005), на постоянно действующем научно-техническом семинаре ОмГУПСа (Омск, 2006).

Реализация результатов работы. Аэродинамическое устройство прошло эксплуатационные испытания на Западно-Сибирской железной дороге в локомотивном депо Барабинск. Созданный экспериментальный комплекс, включающий в себя аэродинамическую трубу, измерители скорости воздушного потока и концентрации взвешенных частиц в нем, аэродинамические весы, устройства внесения и улавливания частиц в воздушном потоке, реализован в лаборатории «Контактная сеть и ЛЭП» кафедры ЭЖТ ОмГУПСа.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в восьми печатных работах, которые включают в себя пять статей и одну депонированную рукопись, один патент РФ на изобретение и один патент РФ на полезную модель.

5.5. Выводы

1. Для прогнозирования износа контактных пластин полоза предлагается производить его расчет по предложенной методике с учетом климатических особенностей перегона.

2. Результаты опытной эксплуатации показали, что у штатных токоприемников имеет место больший износ задней контактной пластины в сравнении с модернизированным токоприемником на 20 %, что свидетельствует о снижении износа контактных пластин на токоприемниках с дополнительными устройствами.

3. Предложенная методика позволяет оценить износ пластин токоприемников в зависимости от типа токоприемника и предполагаемого аэродинамического устройства, что дает возможность заранее определить оптимальные уровни компенсации контактного нажатия для выбранного участка.

4. Проведенные расчеты показали, что при оборудовании токоприемников устройствами, ограничивающими аэродинамическое воздействие, затраты на замену контактных пластин снизятся в 1,4 раза, а затраты, связанные с модернизацией токоприемников, окупятся за пол года.

5. Ожидаемый чистый дисконтированный доход в одном локомотивном депо с парком 100 электровозов за пять лет службы составит 701,7 тыс. р.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенное в настоящей работе позволяет сделать следующие основные выводы:

1. Установлено на основании анализа исследований различных авторов, что при воздействии воздушного потока на токоприемник происходит ухудшение качества токосъема, при этом наличие в воздухе взвешенных частиц увеличивает аэродинамическую составляющую контактного нажатия.

2. Предложено для снижения аэродинамического воздействия на токоприемник оборудовать полоза продольными горизонтальными полками, а при воздействии многокомпонентного потока - турбулизаторами. t

3. Разработан метод расчета аэродинамических характеристик токоприемников, получены расчетные значения аэродинамических сил для скоростных токоприемников, подъемная сила которых после оборудования предложенными устройствами не превышает 80 Н.

4. Создана методика ,и оборудование, позволившее провести аэродинамические испытания токоприемников и их элементов в лаборатории под воздействием одно и многокомпонентного потоков, на основании чего получено, что при наличии в воздухе взвешенных частиц аэродинамическое воздействие на токоприемник увеличивается в среднем на 0,09 % на 1г частиц в 1 м3 воздуха, подъемные силы токоприемников 10 РР и Сп-бМ превышают значения, допустимые техническими условиями в среднем на 28 %, оборудование токоприемников аэродинамическими устройствами позволяет ограничить аэродинамическую составляющую контактного нажатия до значений, допускаемых техническими условиями.

5.Проведены эксплуатационные испытания электровоза ЧС-2 с токоприемником, оборудованным аэродинамическими устройствами, на основании которых установлено, что использование предложенных аэродинамических устройств обеспечивает снижение износа контактных пластин на 20 %, а ожидаемый чистый дисконтированный доход в локомотивном депо с парком 100 электровозов за пять лет службы составит 701,7 тыс. р.

1. Ф у к с Н . А. Механика аэрозолей. М. 1955. 351 с.

2. Беляев И.А. Взаимодействие токоприемника и контактной сети при высоких скоростях движения. М., 1968. 139 с.

3. Беляев И.А. Устройство и обслуживание контактной сети при высокоскоростном движении. М., 1989. 144 с.

4. Беляев И.А., Вологин В.А. Взаимодействие токоприемников и контактной сети. М., 1983. 312 с.

5. Ли В.Н.,Маслов Г.П. Исследование направления воздушных потоков в зоне контактных проводов // Обеспечение надежной работы токоприемников и контактной сети: Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж ж.-д. трансп. Омск, 1984. С. 58-63.

6. Вольский А.И. Ветроустойчивость контактной подвески // Вестник ВНИИЖТа. М., 1970, № 5. С. 28 31.

7. Лойцанский Л.Г. Механика жидкости и газа. М. 1957. 784 с.t

8. ГОСТ 12058-72 с доп. от 13.10.1983 г. Токоприемники электроподвижного состава магистральных железных дорог. Общие технические условия. М., Госстандарт, 1972, 1984.

9. Плакс А.В. Исследование работы пантографов при высоких скоростях движения: Сб. науч. тр. / Ленингр. ин-т инж. ж.-д. трансп. Вып. 155,1957. С. 34-38.

10. Плакс А.В. Анализ работы токоприемников электроподвижного состава при высоких скоростях движения: Дис. канд. техн. наук. Л., 1959.

11. Boissonade, Dupоnt. Essays a tres grande vitesse sons lignes de contact a courant alternative 25 kv 50 Hz.- "Rev. Gen. des Chemins de Fer". 1962, №6.

12. Беляев И.А. Исследование аэродинамического воздействия на полозы пантографов электроподвижного состава. Вестник ВНИИЖТа. М., 1962, №4. С. 15-18.

13. Беляев И. А., Вологин В . А. Исследование воздействия токоприемника на контактную сеть при скоростях движения до 200 км/ч. Вестник ВНИИЖТа, 1966, № 1.

14. Верников Г.И. Распределение скорости воздушного потока возле движущегося поезда: Сб науч. тр. / Всесоз. науч.-исслед. ин-т вагоностроения. 1967. Вып. 5.

15. Беляев И.А.,Михеев В.П., Шиян В . А . Токосъем и токоприемники электроподвижного состава. М. 1976. 184 с.

16. Беляев И. А. Аэродинамическая подъемная сила токоприемников. Вестник ЦНИИ МПС, 1968, № 8.

17. Вологин В.А., Железнов Д.Ф., Фрайфельд А.В., Энгельс Т.Г. К выбору оптимальных параметров токоприемников. Вестник ВНИИЖТа, 1973, № 8.

18. Глюк X. Аэродинамика при высоких скоростях движения // Железные дороги мира. 1981. № 4 . С. 22 29.

19. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред. М. 1987. 464 с.

20. Т о н г JI. Теплоотдача при кипении и двухфазное течение. М. 1969. 344 с.

21. Дейч М. Е . Газодинамика двухфазных сред. М. 1996. 528 с.

22. Левин Л . М . Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей. М. 1961.267 с.

23. Р а й с т П . Аэрозоли. Введение в теорию. М. 1987. 280 с.

24. Михеев В.П., Маслов Г.П. Исследование аэродинамических свойств токоприемника при высоких скоростях движения // Энергоснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск. 1967. С. 52 57.

25. Маслов Г.П. Приближенный расчет аэродинамических свойств скоростного симметричного токоприемника при его проектировании // Энергоснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1970 , т. 113.

26. Сюзюмова Е.М. Аэродинамические процессы при скоростном движении: Сб науч. тр. / Всесоюз. науч.- исслед. ин-т ж.-д. трансп. 1975. Вып. 539. С. 104-114.

27. Сюзюмова Е.М., Романенко Г.А. Экспериментальное исследование поля скоростей вокруг скоростного поезда: Сб науч. тр. / Всесоюз. науч.- исслед. ин-т ж.-д. трансп. 1979. Вып. 617. С. 86 96.

28. Ahmed S. Р., Gawthorpe R.G., Mackrodt P.А. Aerodynamics of road and rail vehicles. // Vehicle Syst. Dyn. 1985, 14. № 46. P. 319-392.

29. КумасаваИ. Исследование токоприемников электроподвижного состава при больших (до 240 км/ч) скоростях. // Дэнки Тэдуцо. 1958. № 2.

30. Автомобильные дороги и автомобили / Под ред. А.Г. Мало-феева. Омск: СибАДИ, 2001. 132 с.

31. Кузнецов М.С. Физические основы эрозии почв. М. 1992. 95 с.

32. Игнатьев В.И., Кропп JT . Д . Унос материала из аппарата с кипящим слоем // Аэродинамика, тепло- и массообмен в дисперсных потоках: Сб науч. тр. / Ин-т горючих ископаемых. М. 1967. С. 117 122.

33. Юренев В.Н., Лебедев П.Д. Теплотехнический справочник. Т. 2. М., 1976. 896 с.

34. Пречистенский С.А. Центрифугирование аэрозолей в ЦРП. М., Атомиздат, 1960. 144 с.

35. Ветер в пограничном слое атмосферы над территорией СССР (статистические характеристики). Ч. 2. Сибирь и Дальний Восток / Под ред. В.М. С к л яр о в а. М., 1973. С. 168-179.

36. Михель В.М., Руднева А.В., Липовская В.И.

37. Переносы снега при метелях и снегопады на территории СССР. Л., 1969. 203 с.t

38. Анапольская Л.Е., Сократилина З.И. Методика оценки суровости климата для определения условий работы механизмов машин: Труды ГГО, 1967. Вып. 210. С. 109 121.

39. Климат Омска/Под ред. Ц . А . Шв ер . Л., 1980. 246 с.

40. Леончик Б.И„, Маякин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М., 1981.

41. Горбис З.Р. Теплообмен дисперсных сквозных потоков. М.-Л., 1964.

42. Забродский С.С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоtожиженном слое. М.-Л., 1963.

43. Маслов Г.П., Стариков А.П. Особенности токосъема при интенсивном аэродинамическом воздействии на токоприемник // Меж-вуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1998. С. 29-32.

44. Павлов В.М., Михеев В.П., Нехаев В.А. Поведение полоза токоприемника при действии встречного воздушного потока // Тезисы региональной научно-практической конференции / Сибирский гос. ун-т путей сообщения. Новосибирск. 1999. С. 66 67.

45. Павлов В.М., Михеев В.П. Выбор оптимальной ширины полоза токоприемника скоростного электроподвижного состава // Вопросы повышения эффективности и надежности систем электроснабжения:

46. Межвуз. сб. науч. тр. / ДВГУПС. Хабаровск, 1999. С. 84 88.t

47. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М., 1987. 315 с.

48. Marty P., Auttruffe Н. Etudes aerodynamiques in station-naires liees a la circulation des trains a grande vitesse // Rev. gen. des chemins de fer. 1973, №92. P. 371 -381,

49. Михеев В.П.,Маслов Г.П. Исследования аэродинамических свойств токоприемника при высоких скоростях движения // Энергоснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1967 , т. 83.

50. Garreu, Dupont.Le pantographe des locomotives electriqes. -"Rev. Gen. des Chemins de Fer". 1957, № 12.

51. Маслов Г.П. Исследование воздействия встречного воздушного потока на токоприемники скоростного подвижного состава электрических железных дорог: Дис. канд. техн. наук. Омск, 1969. 185 с.

52. Михеев В.П. Особенности перспективных токоприемников: Конспект лекций. Омская гос. акад. путей сообщения, 1994. 34 с.

53. Пат. 237679 Австр., Кл. 20g, 6 от 15/01-1964. Schleifstuckrahmen fur Stromabnehmer/ J. Gottinger.

54. Пат. 1190022 ФРГ, НКИ 20 L 10 Кл. 201 от 27/12-1961. Stromabnehmer mit zwei Schleifstucken fur elekktrische Triebfahrzeuge fur Hochstgesch-windigkeiten/ R. Keller.

55. A. c. 706263 СССР, МКИ B60L 5/24. Токоприемник электроподвижного состава/ И.А. Беляев, В.А. Вологин, А.К. Кузнецов, В.М. Павлов, Г.П. Маслов, Б.А. Харченко.

56. Пат. 1.213.214 Фр., В61п, от 29/03-1960. Appareil de prise courant aerostable/ M. Siiberkrub.

57. Пат. 1905 Япония,-от 23/03-1961. Токоприемники для электроподвижного состава/ Дзуси Хейхатиро.

58. Пат. 630011 Швейцария, МКИ B60L 5/08.

59. А. с. 1020274 СССР, МКИ B60L 5/24. Токоприемник электроподвижного состава/ Г.П. Маслов, В.П Михеев, В.М. Павлов, А.К. Кузнецов, А.А. Горохов.

60. Маслов Г.П. Выбор условий для численного моделирования процессов обтекания токоприемника скоростного подвижного состава /Г.П. Маслов, А.В. Широкова, А.П. Стариков; Омская гос. акад. путей сообщения. Омск, 1997. 8 с. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 15.10.97, № 6102

61. Хэйхатиро И. Аэродинамическое воздействие на токоприемник скоростного электропоезда / Railway Res. Rev. 1990. № 5 С. 19 21.

62. А.с. 1472303 СССР, МКИ В 60 L 5/24. Токоприемник транспортного средства / Ю.А. Дрозд, О.А. Сидоров, В.П. Михеев, Г.П. Маслов.

63. М a n z о. Ad oitre 200 km/h i nuovi rotabili progettati dalle FS. "Ingegneria Ferrviaria", 1964, № 10.

64. Бердзенишвили Б.Г. Облегченный пантограф длг высоких скоростей движения // Электрич. и тепловозн. тяга. 1963. №3.

65. Беляев И . A ., Б ер д з ен и ш в и л и Б.Г.,Михеев В . П., Ш и я н В . А . Токоприемники электроподвижного состава. М., 1970.

66. Маслов Г . П . и др. О снижении аэродинамического воздействия на токоприемник при высоких скоростях движения. // Энергоснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1969, т. 93.

67. Маслов Г.П. Исследование влияния различных факторов на амплитуду колебаний контактного провода под действием токоприемника // Материалы науч.-техн. конференции / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1969, т. 83.

68. Маслов Г.П. Пути снижения аэродинамического воздействияна токоприемник // Тезисы докладов на науч.-техн. конференции / Уральскийкэлектромех. ин-т инж. ж.-д. трансп. Сверловск, 1968.

69. А.с. 1165028 СССР, МКИ В 60 L 5/24. Воздухоотражатель/ В.П. Михеев, Г.П. Маслов.

70. Пат. РФ на полезную модель № 7063, МКИ3 В 60 L 5/00. Токоприемник электроподвижного состава / Г.П. Маслов, А.П. Стариков. Приоритет от 16.07.98. Бюл. № 7.

71. Пат. 2214932 РФ, МКИ 7 В 60 L 5/00. Токоприемник электроподвижного состава/ Г.П. Маслов, А.П. Стариков, А.В. Широкова.

72. Kiepfer Н. Stromabnehmerversuche der Deutschen Bundesbahn mit Geschwindigkeiten bis zu 200 km/h // Elektr. Bahnen. 1965. № 7. C. 36-38.

73. L a n g e г В . Developments in Current Collectors for Highspeed Service. "Transactions of ALEE", 1947, vol. 66.

74. Идельчик И.Е. Справочник гидравлических сопротивлений. М., 1974.

75. Бобышев В.К., Исаев С.А. Численное исследование влияния турбулентности набегающего потока на обтекание цилиндра с расположенным перед ним диском // ИФЖ. 1986. Т. 51, № 2. С. 224 232.

76. Стукалкин А.Н., Смирнов А . И . Пантографы электрических локомотивов. М., 1962. С. 80.

77. Маслов Г.П. Повышение качества токосъема при интенсивном аэродинамическом воздействии на контактные подвески и токоприемники электрического транспорта. Дис. д-ра. техн. наук. Омск, 1992. 380 с.

78. Широкова А.В. Расчет коэффициента лобового сопротивления токоприемника // Особенности проектирования токосъемных устройств высокоскоростного экологически чистого транспорта: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 1998.

79. Беляев И. А. Учет пограничного слоя при аэродинамических расчетах токоприемника. Вестник ВНИИЖТа, 1971, № 8.

80. Краснов Н . Ф„, К о ш е в о й В.Н., Калугин В . Т . Аэродинамика отрывных течений. М, 1988.

81. Федяевский Н.К., Блюмина JI.X. Гидроаэродинамика отрывного обтекания тел. М., Машиностроение, 1977.

82. Прандтль JI. Гидроаэромеханика. М. 2000. 576 с.

83. Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. М., 1964.

84. Краснов Н.Ф. Прикладная аэродинамика. М. 1974. 732 с.

85. П о в х И. JI. Аэродинамический эксперимент в машиностроении. М., 1974.

86. Маслов Г.П. Об аэродинамических лабораторных исследованиях элементов токоприемников // Энергоснабжение электрических железных дорог: Сб. науч. тр. / Омский ин-т инж. ж.-д. трансп. Омск, 1967. С. 123 127.

87. Сюзюмова Е.М., Романенко Г. А. Оценка количественных и качественных характеристик воздушного сопротивления скоростного поезда / Вестник ВНИИЖТа. 1978, № 4.

88. Романенко Г. А., Сюзюмова Е.М. Пограничный слой на стенке скоростного поезда: Сб науч. тр. / Всесоюз. науч.- исслед. ин-т ж.-д. трансп. 1975. Вып. 539. С. 132-141.

89. Тейлор М., Мандэй Д. Книга об авиации: Рекорды, факты и достижения / Пер. с англ. Г.Л. Холявского. Минск: БелАДИ, 1997.

90. Волков Л.Д., Короткин А . И . Некоторые направления аэродинамических исследований в судостроении / Труды конференции посвященной 100 летию ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова. СПб. 1994.

91. У н о М. Испытания транспортной системы на магнитном подвесе. "Rail International", 2000. N 1, p. 16 - 22.

92. Чичинадзе А. В., Ромадин К.П. Испытания материалов на трение и износ на стенде РСП с прохождением электрического тока через скользящий контакт: Тр. МИИТ, 1973, вып. 422. С. 100 105.

93. Ш.Белоцерковский О.М. Численное исследование современных задач газовой динамики. М., 1974. 397 с.l

94. Исследование и прогнозирование износа контактных пар устройств токосъема / В.П. Михеев, О.А. Сидоров, И.Л. Саля// Изв. вузов. Электромеханика. 2003. № 5. С. 74 79.

95. Повышение экономичности и надежности токосъема на электриIфицированных участках железных дорог / А.Ф. Дроботенко, А.К. Кузнецов, Г.П. Маслов, В.В. Свешников; Омский ин-т инж. ж.-д. трансп., 1996. Деп. в ЦНИИТЭИ МПС 31.07.96, №6051

96. Голубенко А.Л., Костюкевич А.И. Алгоритм решения контактной задачи при произвольном расположении колесной пары относительно рельсовой колеи // Конструирование и производство тр-х машин. Харьков, 1989. вып. 21.

97. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М., 1970.

98. Зававрыкин В.М., Житомирский В.Г., Лапчик М.П. Численные методы. М., 1990. 176 с.

99. Указания МПС от 16.02.99 г. № Н-19 "Отраслевая единая тарифная сетка, часовые тарифные ставки и должностные оклады по оплате труда работников, занятых в основной деятельности".

100. Методические рекомендации по определению экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте / ВНИИЖТ МПС.- М., 1991.

101. Методика расчета эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 2000. 64 с.

102. Основные положения технико-экономического обоснования инженерных решений. /Акользина Г.И., Архипова Л.Г., Воронин В.Г., Ларина М.Н., Усманов Ю . А .//Омск.: Омский гос. ун-т путей сообщения, 1999. 42 с.