Применение кадиоид II типа в плане железнодорожной трассы

   Необходимость повышения эффективности работы железных дорог подталкивает к наращиванию скоростей, что, в свою очередь, не только вызывает повышение нагрузок на путь и подвижной состав, но и может влиять на безопасность движения, если не приняты специальные меры. Долгие годы совершенствовались подвижные составы для адаптации к высоким скоростям, усиливалась инфраструктура для обеспечения высоких мощностей, но постулаты проектирования железнодорожной трассы оставались практически неизменными. Геометрия пути оказывает непосредственное влияние на динамику движения. Совершенствование формы криволинейных участков пути может способствовать снижению нагрузок на путь и подвижной состав, повысить плавность хода и безопасность движения, которые особенно важны при высоких скоростях.
   В последние годы ведутся активные обсуждения и исследования по применению биклотоидных кривых, которые свидетельствуют о преимуществах более плавных закруглений трассы. Однако биклотоидное проектирование не позволяет избавиться от кусочно-линейного характера производной функции кривизны.
   Данная работа посвящена рассмотрению потенциала применения кадиоид II типа – вида кривых с нелинейной гладкой функцией кривизны – при проектировании трассы высокоскоростных магистралей. Приведены описание данных кривых и их характеристики в сравнении со стандартной компоновкой, биклотоидой и бикадиоидой. Подготовлены математические модели пути и состава, даны соответствующие сравнения. Описана методика проведения расчетов. По результатам имитационного моделирования динамики высокоскоростного состава в кривых различной геометрии подготовлены графические и табличные материалы, позволяющие провести сравнение некоторых аспектов нагрузки, возникающей при прохождении кривой. Сделаны выводы о потенциальных преимуществах применения кадиоид II типа.

1. Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года : утверждена Распоряжением Правительства РФ от 17 июня 2008 г. № 877-р. // Министерство транспорта Российской Федерации : [официальный сайт]. URL: https://mintrans.gov.ru/documents/7/1010 (дата обращения: 02.11.2024).

2. Аккерман Г. Л., Аккерман С. Г. Облик высокоскоростной железнодорожной магистрали // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2017. № 2 (34). С. 46–55.

3. Аккерман Г. Л., Аккерман С. Г. Энергетика криволинейных участков железнодорожного пути // Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2014. № 2 (22). С. 47–52.

4. Аккерман Г. Л., Исламов А. Р. Влияние сопряжения элементов продольного профиля на силы в межвагонном соединении тяжеловесных поездов // Путь и путевое хозяйство. 2013. № 2. С. 25–27.

5. Аккерман Г. Л., Кошелев Д. А. Оценка возможности применения биклотоидного проектирования смежных кривых для движения высокоскоростных и тяжеловесных поездов методом имитационного моделирования // Железнодорожный транспорт. 2012. № 5. С. 3–9.

6. Аккерман Г. Л., Аккерман С. Г., Каргапольцев Д. В. Инновации в геометрии трассы // Транспорт Азиатско-Тихоокеанского региона. 2019. № 4 (21). С. 40–43.

7. Аккерман Г. Л., Аккерман С. Г., Кравченко О. А. Биклотоидное проектирование криволинейных участков железной дороги // Путь и путевое хозяйство. 2010. № 10. С. 20–30.

8. Аккерман Г. Л., Кошелев Д. А. Биклотоидное проектирование S-образных и С-образных смежных кривых для движения тяжеловесных поездов // Транспорт Урала. 2014. № 1 (40). С. 18–21.

9. Аккерман Г. Л., Аккерман С. Г., Кравченко О. А. Метод снижения затрат на содержание криволинейных участков пути // Железнодорожный транспорт. 2011. № 5. С. 41–42.

10. Прокопьева О. А., Журавская М. А. К вопросу создания энергосберегающих элементов транспортно-логистической инфраструктуры на примере биклотоидного проектирования // Инновационный транспорт. 2017. № 1. С. 3–7.

11. Кравченко О. А. Биклотоидное проектирование криволинейных участков железных дорог : специальность 05.22.06 «Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Кравченко Ольга Андреевна. Екатеринбург, 2012. 147 с.

12. Белятынский А. А., Таранов А. М. Проектирование кривых при строительстве и реконструкции автомобильных дорог. Киев : Выща школа, 1988. 301 с.

13. Чонка А. В. Расчет параметров бикадиоидных кривых // Железнодорожный транспорт и технологии // Сборник трудов международной конференции. Екатеринбург, 2024. Вып. 1 (256). С. 155–159.

14. Чонка А. В. Расчет параметров кадиоидных кривых // Транспорт: логистика, строительство, эксплуатация, управление // Сборник трудов международной конференции. Екатеринбург, 2023. Вып. 7 (255). С. 93–98.

15. Специальные технические условия. Проектирование участка Москва – Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Казань – Екатеринбург со скоростями движения до 400 км/ч : № 14574-ЛС/03. Москва : Минстрой РФ, 2017. 93 с.

16. Universal mechanism : [сайт]. URL: www.universalmechanism.com/ (дата обращения: 10.11.2024).

17. Морозова О. С. Параметры криволинейных участков трассы высокоскоростных железнодорожных магистралей для условий совмещенного движения : специальность 05.22.06 «Железнодорожный путь, изыскание и проектирование железных дорог» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Морозова Ольга Сергеевна. Санкт-Петербург, 2020. 202 с.

18. ОСТ 24.050.16–85. Вагоны пассажирские. Методика определения плавности хода. Москва, 1985. 16 с.

19. Persson R. Tilting trains: Benefits and motion sickness // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part F. Journal of Rail and Rapid Transit. 2010. Vol. 224, iss. 6. P. 513–522.