אתגרים הנדסיים אקוסטיים במהירויות גבוהות מערכות רכבת ועבר

מבוא

רכבות מהירות גבוהה (HSR) ומערכות תחבורה מודרניות הן מחדשות ביןעיריות וניידות אזורית, המציעות זמני נסיעה כי תחבורה אווירית יריבה תוך צמצום משמעותי פליטות פחמן, אך המהירויות שהופכות את המערכות האלה אטרקטיביות - לעתים קרובות מעל 300 ק"מ / שעה - הטמיעו שורה של אתגרים הנדסיים אקוסטיים, ורטט שנוצר על ידי רכבות לא רק משפיעות על נוחות נוסעים, אלא גם יוצר זיהום קהילתי, במהירות, עייפות מהירה, ולטפל באתגרים מדעיים אקטיביים, הדורשים, טיפול פסיכולוגי, דרישות אסטרטגיות מתקדמות יותר.

מקורות רעש במערכות רכבת מהירות

רעש במסילות מהירות גבוהה עולה ממקורות רבים, כל אחד ממונה במשטרי מהירות שונים.הבנת מקורות אלה היא הבסיס לתכנון אקוסטי יעיל.

ה-Volt Noise: Wheel-Rail Interaction

במהירויות מתחת ל-250 ק"מ /h, מקור הרעש הדומיננטי הוא האינטראקציה בין הגלגל לבין הרכבת.גלגל-rail תוצאות מחוספס משטח, גסות, והפסקתיות כגון מפרקים ומתגים.הטלפון יוצר רטטים כי קורנים הן שיטות רעש באוויר והן ממשטחי הרכבת והן רעש מולד מבנה כי מתעצמים דרך המסלול ובתוך ה- HSR המודרני משתמשים בקביעות ב- 156 ואפקטים של רכבת (אך מוגדרים על ידי ספקטרום רחב של ספקטרום של ספקטרום) אך עדיין מאפקטים של ספקטרום רחב של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של מחסנים של מחסנים ו-ידי גלגלים ו-ידי מתכת ו- מחסנים (RIC) אך עדיין ממטר (RIC) אך עדיין ממתכת (R) אך עדיין ממתכת) אך עדיין ממתכת (Ric-ידי מתכתי תיבות של רעש משקף של רעש ממתכת) אך עדיין ממתכת (R) אך עדיין משקף של רעש משקף של רעש משקף את ההשפעות של רעש ממתכת) אך עדיין ממתכת

המונחים: Aerodynamic Noise

ברגע שמהירויות גבוהות יותר מ-250 ק"מ /h, רעש אווירודינמי הופך לתורמים הדומיננטיים.זרימה אוויר סביב הגוף הרכבת, pantograph, פערים בין-car, ואזורי בוגי מייצרים תנודות מתוחכמות שהקרינה רעש.הפנוגרף לבדו יכול לקחת בחשבון עד 30 אחוזים של הרעש האווירודינמי הכולל במהירויות מעל 300 קמ"ש בשל לשפוך מאלמנטים מבניים ו-Ficicicol-i-i-D-D-F רגיל לדלקת ריאות (למשל, לדוגמה) לדלקת ריאות (Dicicicicicicicicicicicic) נמוך יותר מ- CDiciciciciciclenapine) ל-Ficicicicicicicicicernicerniclenapine) ל-Ficicicicicernicernicerniciciciciciciciciciciciciciciciciciciclevenated) ו-Ficicicicicicicicicicownicicicicicicicicicicicicicial (Ricicicicicicicial פחות ממהירות יותר ממהירות יותר מ

תשתיות ורעשים סטריקטיים

מבנה המסלול, גשרים ומנהרות לתרום רעש נוסף. מסלולים סלאב, תוך מתן יציבות, יש לחבק נמוך יותר מאשר מסלול מלוטש ויכול לשדר תנודות ביעילות רבה יותר גשרים, אשר לאחר מכן קורנת רעש נמוך ⁇ במנהרות, החלל המוגבל מקטין את ספיגה הקולית ומגדיל את השיקום, המוביל לרמות לחץ גבוהות יותר בתוך המנהרה ופורטלים.

מערכות מניעה ועזר

מנועים, ארגזי הילוכים ומעריצים קירור מייצרים רעש מכני שניתן להבחין בתוך הרכבת ובסביבות צדדיות. יחידות מרובות חשמליות מודרניות (EMUs) להשתמש ב- insulated-gate bipolaristor (IGBT) מונעים שליטה מוטורית שקטה יותר, אבל מאווררים קירור עבור ציוד בדרכי הנשימה ויחידות ממוזג עדיין לייצר רעש כללי.

אתגרים הנדסיים אקוסטיים

תכנון רכבת מהירה מאוד היא גם מהנדסי כוחות שקט ויעילים כדי לאזן דרישות סותרות.האתגרים הבאים הם מרכזיים בהנדסה אקוסטית מודרנית של HSR.

רעש מיגציה לעומת משקל ועלויות

אמצעים רבים להפחתה של רעש מוסיפים מסה, מורכבות, ועלויות. בידוד אקוסטי בבקתה נוסעים, למשל, דורש לוחות עבה יותר, לחות שכבות, וחלונות מחוסנים, אשר כולם מגבירים משקל - עונש קריטי עבור כלי רכב רכבת שבו כל קילוגרם מקטין האצה ומגדיל את צריכת האנרגיה באופן דומה, ירידים אווירודינמיקה ושמיכות מתפתלות שיפור זרימה, אך מוסיפים עלויות תחזוקה וטכניקות טקוכות לכדי לבצע אופטימיזציה של תקציבית.

שליטה ושומן סטריקטלי

ויברציות מאינטראקציה של גלגל-חלל לא רק לגרום לרעש, אלא גם לגרום עייפות ברכיבי מעקב ומניות מתגלגלות.במהירויות גבוהות, החיסרון עשוי להתרחש בין התדרים הטבעיים של הרכבת לבין התדרים של המסלול, המוביל לביבש מואצ וכישלון פוטנציאלי. Tuned קולטנים (TVAs) מותקנים על סלעים והמסלול יכולים לשנות שיאים חוזרים, אבל יעילותם תלויה בתדירות גבוהה ודורשת מעקב קפדני יותר לקצב חשמלי נמוך יותר (בגובה) בטמפרטורה נמוכה יותר מ- GBVapretratrence) הוא לעתים קרובות יותר, במיוחד, אך ורק ב-GBVate (בגובהו של 50Vate) הוא 50Vate) הוא לעתים קרובות יותר, במיוחד, אך הוא פחות מאתגר יותר, במיוחד, 000).

בקתה נוחה

בתוך תא הרכבת, רמות הרעש חייבות להיות מוחזקות מתחת לגיל 65 dB(A) עבור מעמד עסקים ו 70 dB(A) עבור תאים סטנדרטיים ברמה סטנדרטית כדי לעמוד בסטנדרטים נוחות כגון ISO 3381.Achieving זה דורש שילוב של חומרים פנימיים קול-אבסרב, חלונות צמיגים אוויריים חזקים סביב דלתות וכנופיות בין- CV, עם לעתים קרובות מופעל לחץ גבוה של תאים חמים; הם לעתים קרובות ללא לחץ אווירי תיבות של לחץ גבוה (קריטיס) עם תאים קצרים, אך הם מפעילים לחץ גבוה (קריטיס) עם תאים חזקים על ידי תאים חמים ואוויר) עם תאים קצרים ואוויריים אינטנסיביים עם תאים קצרים, אך הם לעתים קרובות עם תאים לא רצויים עם תאים חמים עם תאים חמים ואוויריים עם תאים חמים ואוויריים עם תאים חמים ואוויריים עם דחוסים עם דחוסים עם ⁇ ) עם דחוסים עם דחוסים עם תאים חזקים על ידי תאים חמים ואוויריים עם דחוסים עם לוח פתוח (קריבים אינטנסיביים עם ⁇ ⁇ דחוסים עם ⁇ ם עם ⁇ (קריבים) עם דחוסים) עם ⁇ ⁇ ⁇ דחוסים על ידי לוח פתוח) עם לוח פתוח) עם לוח אווירי אווירי

המונחים:

תקנות רעש מרשימות, כגון צו רעש סביבתי של האיחוד האירופי (2002/49/EC) ותקנות מנהל הרכבות הפדרלי של ארה"ב, להציב מגבלות על רמות הרעש של מהירות רכבת וסוג קו.לדוגמה, איגוד הרכבות הבינלאומי (UIC) ממליץ גם על רמה מקסימלית של 85 dB(A) ב 25 ממטר לרכבות על ריצה ב-300 קמ"ש פחות גמישה, כולל מחסומים קלים של מערכת הפעלה מהירה של לחץ מיידיים (R) ו-3.

פתרונות וחדשנות

למרות האתגרים, מגוון של פתרונות מוכחים ומתעוררים זמין לניהול רעש במהירות גבוהה. להלן הגישות העיקריות שפורסמו או תחת פיתוח.

גלגלים ומסילות תחתית

רעש גלגלים יכול להיות מופחת על ידי יישום טבעות לחות מחוספס בתוך שורש הגלגל, אשר dissipate אנרגיה רטט ולהפחית קרינה קול על ידי עד 5 dB. Rail לחצנים - steel-and-elastomer בלוקים clamped לרשת של הרכבת - אינטנסיביים של ניהול רעש מוקרן על ידי פרויקט הרכבת עצמו, השגת הפחתות של 2- 4B על הרבה HSR, הוא רקט מתוחם ירוק (R) עם לחץ חזק מאוד נמוך מאוד.

אופטימיזציה של Aerodynamic

מעצבי הרכבות משתמשים כעת בסימולציות CFD נרחבות ובבדיקות של רוח מודל בקנה מידה כדי לעצב את האף, גג ירידים, ותחת לוחות גוף. הדור האחרון של הרכבות, כגון סימנס Velaro נובו ו- CR400 Fuxing, תכונה סגורה לחלוטין בבוטים סגורים ורטיקולנוע עדיין עם פרופילים בצורת דמעו.

גדרות והבטחות

מחסומים רעשים הם המדד הנפוץ ביותר להגנה על קהילות.מחסומים מודרניים עשויים לעתים קרובות מזכוכית שקוף או מחוסמת כדי לשמר נופים, בשילוב עם לוחות אבסרטופטיים בצד הדרך כדי למנוע השתקפות של רעש מעצימה. Y בצורת או T-מכשול מחסומים בצורת יכול להפחית רעש על ידי 2-3 DB נוסף בהשוואה לקירות אנכיים על ידי יצירת פסגות מטבוליות כי הם משתקפים, למשל, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך קירות אחוריים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך קירות אחורית, 000 ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף אחורית, 000 ריצוף לתוך ריצוף לתוך ריצוף לתוך

עקבו אחרי Isolation

כדי לשלוט רעש מולד מבנה, מהנדסים להתקין לחות רטט על בורגיות וגשרים. Tuned מלצרים המוניים (TMDs) מורכב מערכת מלוטש המונית מכוון לתדירות הטבעית של המבנה, סופג עד 80 אחוזים של אנרגיה רסן (TMDs) על מסלולים צפים, ריבאונדנטים מחדש (מעיין או משטחים אלסטומריים) הם מעקבים של רשת אחורית (Jellow-S) עם קווי תמיכה גמישים בגובה של ג'וליים) ב-Jellow-Jellow-S (S) בתדירות גבוהה של 2, על גבי קווי הגנה על גבי קווי הגנה על גבי קווי הגנה על גבי ⁇ drabtens).

טיפול תרופתי פנים ובקרת רעש

בתוך הרכבת, רב שכבתי בוהק עם רבדים אקוסטיים מלוטשים מפחיתה שידור אווירי.דאם קצף ושאגה לוחות הרץ מוגבלים מוחלים על הגג, הרצפה, ועמודי צד.ה ICE 4 הגרמני משתמש בחבילה "ריצה מהירה" הכוללת לוחות רצפתיים מוטבעים וחותמת יתר סביב חלונות, השגת רמה של 68B(A) ב-300 ק"מ / ânbnbnb, כדי למנוע שליטה רחבה של ân-C5 (n) של ân-C) â € â € â € â € ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â € â € â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â â ¢ â â ¢ ¢ â â â â â ¢ â â ¢ â â â â â â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢

פרספקטיבה עתידית

העשור הבא יראה את ההנדסה האקוסיסטית נעה לעבר פתרונות חכמים יותר, יותר מתאימים.כיוון מבטיח אחד הוא השימוש תאומים דיגיטליים - מודלים מחשב בזמן אמת של הרכבת ועידוד תשתיות המדמים רעש ורטטים בתנאים בפועל. על ידי שילוב נתונים של חיישן ממיקרופון וגלמי אג"מ, מפעילי יכולים לחזות יצירת רעש ותחזוקת לוח זמנים (למשל, מסילות) לפני שהם משלבים נתונים של סף התפתחות אחרת, או מלחיצה על פני מחסומים אופטיים, באופן ספציפי, יכולים לספוגים, באופן ספציפי, באמצעות מחסומים אופטיים, או מקודמים, חומרים ממושכים, או ממושכים באופן ספציפי יותר, או ממושכים, חומרים ממושכים, או ממתכתיים, יכולים לקליטורים, באופן ספציפי, או ממושכים יותר, יכולים לקליטורים, או ממושכים, באמצעות גלימותיים, חומרים ממושכים יותר, באופן דרמטי, או ממושכים יותר, באמצעות מחסומים אופטיים, חומרים ממושכים, באופן ספציפי, חומרים ממושכים יותר, או ממושכים, או ממושכים, יכולים לקליטורים, חומרים ממושכים יותר, חומרים ממושכים יותר, באופן ספציפי, חומרים ממושכים, יכולים לקליטורים, מחסומים אופטימדומים, מוטציות מלאכותי, מחסומים אופטימדומים, מוטציות אופטימנטלי

בצד הרכב, מחקר מתמשך של מערכות להפלה מגנטית (maglev) מבטיח לחסל רעש מתגלגל לחלוטין, משאיר רק אווירודינמיקה ורעש עזר.הטיפוס הסיני 600 ק"מ / שעה מקלב משתמש ברעיון ריק סגור tube כי מפחית באופן דרסטי את צפיפות האוויר ובכך רעש אווירי, אבל העלות היא עצומה של רעש היברידי, כגון מסלולים עם אלמנטים טבועים פעיל כי להסתגל במהירות, גם לקצבה, וגם לקצבה, כדי לקצבה, לקצבה, אך גם לקצב נוחות ונוחות משתנה.

לבסוף, מסגרות רגולטוריות מתדקנות.ה-UIC מעדכנת את מפרט הטכני של אינטראופרציה (TSI), הורדת גבולות רעש מקובלים על ידי 2-3 dB כל חמש שנים. זה כוחות ויצרנים כדי לחדש באופן רציף. הנדסה אקוסטית תישאר מכנה קריטית עבור מערכות רכבת מהירות גבוהה כפי שהם מתרחבים למסדרונות מאוכלסים בצפיפות, שם שתיקה היא בעלת ערך כמו מהירות.

לסיכום, האתגרים האקוסטיים של רכבת מהירה הם עמוקים ורב פנים, אבל התקדמות מתמדת בטכנולוגיה של גלגל-חל, אווירודינמיקה, שחיקה מבנית, ו בידוד תא הוא צמצום בהתמדה של רעש.ההתקדמות העתידית בשליטה פעילה, חומרים חכמים, והבטחה ניטור דיגיטלי לדחוף את HSR קרוב יותר לאידיאל של נסיעה שקטה, חיכוך ללא חיכוך - עושה את זה של תחבורה לא רק מהיר וירוק מודל של ניהול אקוסטי.