การออกแบบ "ตัวยก" จะเป็นประโยชน์สำหรับรถรถไฟหรือไม่?

ยกร่างกาย

แนวคิดของการออกแบบตัวถังคือการสร้างรูปร่างของตัวถังรถในลักษณะที่จะผลิตลิฟต์โดยไม่มีปีก การวิจัยแสดงให้เห็นว่านี่เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการลดแรงลากขณะที่ยังคงมีแรงยก

สิ่งนี้ทำโดยทั่วไปสำหรับเครื่องบินหรือยานอวกาศ:

แนวทางที่คล้ายกันอาจช่วยให้รถไฟมีประสิทธิภาพมากขึ้นได้หรือไม่

ผู้โดยสารรถไฟดูคล่องตัวและอากาศพลศาสตร์:

รถไฟบรรทุกสินค้าไม่:

ความต้านทานอากาศไม่ได้เป็นเพียงความต้านทานรูปแบบเดียวที่รถไฟต้องเอาชนะ พวกเขาจะต้องเอาชนะความต้านทานของล้อของพวกเขาในการติดตาม นี่คือที่ฉันคิดว่าการประหยัดพลังงานจากการออกแบบตัวยกจะมาจาก การยกเพิ่มเติมใด ๆ ที่สร้างขึ้นโดยการออกแบบตัวยกจะช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างล้อและรางซึ่งช่วยประหยัดพลังงาน

ล้อรถไฟมีหน้าแปลนกับพวกเขาดังนั้นพวกเขาจึงไม่จำเป็นต้องใช้แรงฉุดลาก รถยนต์ไม่จำเป็นต้องมีการฉุดลากบนรางเนื่องจากล้อขับเคลื่อนอยู่ที่เครื่องยนต์เท่านั้น

ตัวยกสามารถสร้างแรงยกเพียงพอที่ความเร็วรถไฟทั่วไปเพื่อสร้างความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนหรือไม่?

ฉันจะไม่บอกว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจน แต่ฉันจะบอกว่ามันไม่น่ากลัวสวย

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

$4\, m$$16 \, m/s$$57 \, kph$$2500 N$

$C_{rr} \sim 0.00035$

ดังนั้นการลดแรงลากก็ดี แต่การให้ลิฟต์อาจไม่คุ้มค่า ในความเป็นจริงการลดแรงเสียดทานด้วยค่าใช้จ่ายในการเพิ่มน้ำหนักบางอย่างอาจเป็นประโยชน์เพราะล้อล้อสามารถรับน้ำหนักได้ดี

$C_{rr}$

คุณไม่ต้องการที่จะลดความแรงลงบนล้อเพราะเห็นว่าเป็นวิธีการหลักของคุณชะลอตัวลงในกรณีฉุกเฉิน การหยุดรถไฟใช้เวลาพอสมควรแล้วอย่าทำให้อีกต่อไป โปรดจำไว้ว่าแรงเสียดทานจลน์ (ล็อคล้อ) เป็นสัดส่วนกับแรงกดลงที่ล้อและเบรคจะกระจายไปตามรถแต่ละคัน

ล้อรถไฟมีหน้าแปลนกับพวกเขาดังนั้นพวกเขาจึงไม่จำเป็นต้องใช้แรงฉุดลาก รถยนต์ไม่จำเป็นต้องมีการฉุดลากบนรางเนื่องจากล้อขับเคลื่อนอยู่ที่เครื่องยนต์เท่านั้น

พวกเขาไม่จำเป็นต้องลากล้อเป็นรูปกรวยเล็กน้อยกับรัศมีที่ด้านนอกมีขนาดใหญ่กว่าภายในและพวกเขาทั้งสองคู่กับเพลา วิธีนี้เมื่อรถไฟไม่อยู่กึ่งกลางหรือหมุนวงล้อด้านนอกจะมีรัศมีที่มีประสิทธิภาพมากกว่าจึงจะกลับไปที่กึ่งกลางของแทร็ค