НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ


Аварийные крэш-системы – безопасность железнодорожного транспорта

С начала XXI века мировые производители железнодорожного подвижного состава начали применять в своих конструкциях элементы пассивной безопасности, в том числе аварийные крэш-системы. По принципу действия они подобны элементам безопасности для автомобилей, но адаптированы в соответствии с условиями железной дороги.

Ведущими разработчиками и поставщиками продукции для крэш-тестов в мире являются польские и немецкие предприятия группы AXTONE.

Аварийные крэш-системы предназначены для уменьшения рисков травмирования пассажиров и обслуживающего персонала поезда, а также защиты основных (несущих) частей конструкции вагонов в случае аварийного столкновения поезда с препятствием. При этом поглощение кинетической энергии поезда происходит за счет необратимой контролируемой деформации крэш-элементов.

Современные системы пассивной безопасности были разработаны на основе целого ряда международных научно-исследовательских программ, в которых были проведены статистические анализы аварий, ранее произошедших на железнодорожном транспорте во всей Европе. Разработаны сценарии для тестирования наиболее распространенных случаев столкновений. Проведены крэш-тесты макета подвижного состава при высоких скоростях в различных конфигурациях. В случае чрезвычайных ситуаций разработаны модели и проанализированы численные методы проверки эффективности элементов пассивной безопасности подвижного состава.

В результате всех вышеуказанных действий компания AXTONE подготовила требования пассивной безопасности для всех видов железнодорожного подвижного состава, в том числе единиц городского рельсового транспорта. Требования, касающиеся аварийных крэш-систем, заключаются в европейском стандарте EN 15227 «Железнодорожный транспорт. Требования к ударным нагрузкам кузовов вагонов».

В Соединенных Штатах, на рубеже века были проведены исследования ударной стойкости кузовов вагонов, в результате которых разработаны стандарты для разных видов единиц подвижного состава. Американские требования отличаются, хоть и незначительно, от европейских в связи со спецификой конструкции американских пассажирских вагонов и локомотивов.

В Российской Федерации первые требования применения элементов пассивной безопасности содержались в регламентах, утвержденных Президентом РФ «О безопасности железнодорожного подвижного состава» и «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта» в середине 2011 года. В них рекомендовано использование систем пассивной безопасности для вновь проектируемого пассажирского подвижного состава.

В настоящее время законную силу имеют положения регламентов Таможенного союза «О безопасности железнодорожного подвижного состава» (ТР ТС 001/2011) и «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта» (ТР ТС 002/2011), а также связанный с ними стандарт ГОСТ 32410-2013 «Крэш-системы аварийные железнодорожного подвижного состава для пассажирских перевозок. Технические требования и методы контроля». Этот стандарт, взяв в качестве основы стандарт EN15227, распространяется только на н/у единицы подвижного состава:

– пассажирские локомотивы;

– моторвагонный подвижной состав;

– пассажирские вагоны локомотивной тяги, без учета городского рельсового транспорта (вагонов метро и трамваи).

ГОСТ 32410-2013 предусматривает только два сценария столкновений для подтверждения параметров аварийных крэш-систем:

– столкновение с грузовым вагоном массой 80 т при скорости 36?км/ч;

– столкновение с препятствием массой 10 т при скорости 72 км/ч или 110 км/ч, в зависимости от конструктивной скорости единицы подвижного состава.

В соответствии с ГОСТ 32410-2013: поезд массой 250 т и конструктивной скорости до 160 км/ч должен быть оборудован элементами аварийной крэш-системы, способными поглотить около 3?МДж энергии, а транспортное средство той же массой и конструктивной скоростью выше 160 км/ч – вплоть до 4,5 МДж.

В случае сочлененных поездов около 70% энергии удара должны поглотить крэш-элементы лобовой части поезда, а остальную часть – крэш-элементы в межвагонных соединениях.

Надо заметить, что в требованиях стандартов определена величина поглощенной энергии аварийными крэш-системами и методы испытаний и производителям подвижного состава предоставлена свобода в выборе способов поглощения энергии удара, чтобы достичь этих значений.

Используемые методы основаны на необратимой деформации металлических или композитных элементов транспортного средства, не являющихся его несущими элементами, постепенным и контролируемым способом. Это может быть:

– обжимка боксов из листового металла (крэш-боксов);

– гофрирование, резка или расширение/расковка трубы;

– вырезка резцами полос металла.

Предприятия группы AXTONE (польские и немецкие) с самого начала принимали участие в исследованиях и разработке крэш-систем. Продукция компании была представлена для первых крэш-тестов. За последние несколько лет AXTONE предоставил клиентам по всему миру более чем 40 000 элементов аварийных крэш-систем, используя все из описанных выше способов поглощения энергии.

В настоящее время компания предпочитает технологию пилинга/вырезки металла, как самый надежный и стабильный способ поглощения большой энергии удара.

Компания изготавливает два типа боковых буферов, предназначенных для вагонов-цистерн, перевозящих опасные грузы. Каждый из этих буферов имеет возможность поглотить более чем 400 кДж при столкновении со скоростью 36 км/ч.

Для подвижного состава метро в зависимости от конструкции и дизайна вагона изготавливаются разнообразные типы крэш-элементов.

Большим спросом производителей пользуется буферная балка современного трамвая, в которой крэш-элементы размещены в амортизаторах балки, а сама балка также является крэш-элементом в случае столкновения с высокой скоростью. Такого вида устройства поставляются производителям трамваев во всем мире.

Технология пилинга/вырезки металла успешно протестирована в соответствии с EN 15227, но дополнительно выполняет более широкие требования, представляющие реальные условия эксплуатации, такие как:

– соударение со сдвигом, около 200 мм;

– соударение со скоростью, около 110 км/ч;

– соударение на кривом участке пути радиусом R190 м, при угле 5° между единицами и вертикальным сдвигом 40 мм;

– соударение при температуре –40 °C.

При этом технология пилин-га/резки тестировалась в более чем 400 натурных испытаниях в пяти разных научных лабораториях.

Крэш-элементы, основанные на этой технологии, реализовались во многих проектах в Европе, Азии, Австралии и Америки для полного диапазона железнодорожных транспортных средств.

Группа AXTONE уже более 90 лет поставляет тягово-ударные устройства и пружины рессорного подвешивания для всех видов железнодорожного подвижного состава. Со своими традициями, опытными специалистами и современным оборудованием предприятия Группы AXTONE имеют все компетенции, необходимые для конструирования и совершенствования своих изделий.

AXTONE, начиная с середины 90-х годов, поставляет на рынки пространства 1520 эластомерные поглощающие аппараты, предназначенные для вагонов, цистерн, перевозящих опасные грузы, и локомотивов.

Уже 20 лет, с 1997 года эластомерные аппараты производятся компанией в Москве – ООО «ЛЛМЗ-КАМАХ».

В области аварийных крэш-систем AXTONE поставляет свои изделия для самых новых российских поездов, которые успешно эксплуатируются на маршруте Москва – Берлин – Париж.

Более полная информация на сайте: www.axtone.eu

AXTONE SA

ул. Зелёна 2, 37-220 Каньчуга, Польша

OOO ЛЛМЗ-КАМАХ

115088, г. Москва, ул. Южнопортовая, д. 21, стр.11





© Евразия Вести IX 2017

www.eav.ru