כלי רכב של רכבת קלה (LRVs) הם אבן הפינה של ניידות עירונית בת קיימא, מתן יכולת גבוהה, מעבר להעברה נמוכה בערים ברחבי העולם. כמו אוכלוסיות מטרופוליטן לגדול ותקנות סביבתיות הידוק, צמצום צריכת האנרגיה הפך לעדיפות עליונה עבור סוכנויות תחבורה. Aeroדינמית עיצוב, פעם שיקול משני של רכבת קלה - לתת את המהירויות הנמוכות שלה בהשוואה למהירויות גבוהות - התפתחה כמנוף קריטי עבור יעילות אנרגיה מתקדמת, ובדיקה מהירה יותר של 10 אחוזים של חומרים חישוביים, 000 תרופות הרגעה, ירידה של תרופות הרגעה, ומוצרים מדויקים, ירידה של תרופות הרגעה של תרופות סטנדרטיים, ירידה של תרופות סטנדרטיים, ירידה של תרופות, ירידה של תרופות סטנדרטיים של תרופות סטנדרטיים, ירידה של תרופות אלקטרונים של תרופות, ירידה של תרופות, 000 תרופות, 000 תרופות, 000 תרופות, 000 תרופות, ירידה של תרופות אלקטרונים, ירידה של תרופות, 000 תרופות, 000 תרופות, 000 תרופות סטנדרטיים, 000 תרופות אלקטרונים, 000 תרופות, 000 תרופות סטנדרטיים, 000 תרופות אלקטרונים, 000.

הפיזיקה של Aerodynamic Drag in Light Rail

כדי להבין מדוע אווירודינמיקה משנה ל-LRVs, יש קודם כל להעריך את הכוחות במחזה.כרכבת עוברת דרך האוויר, היא מטביעה את האוויר קדימה, יוצרת זעזועים לצד הצדדים, ומשאירה התעוררות של דיכאים בלחץ נמוך מאחוריה.כוח ההתנגדות הדומיננטי הוא אווירי דינמי, אשר מקנה בקנה מידה עם ריבוע של מהירות צנועה 50 / 16 ק"מ), עבור כ סנטימטרים / 70 ק"מ / 70 ק"מ / 70 ק"מ / 70 ק"מ) על פני שטח של יעילות אור אמיתי של כ קיבולת גבוהה של כ קיבולת גבוהה של כ קיבולת גבוהה של כ קיבולת של כ קיבולת גבוהה של כ קיבולת גבוהה של 80% של כ גרורתית (60 ק"מ -64 קמ"מ / 50 עד 70 קמ"מ / 50 עד 70 קמ"מ / 50 עד 70 ק"מ / 50 / 50 / 50 / 50 / 50 / 50 / 50 / 50 / 50 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000

שלושה מרכיבים תורמים לגרור הכולל:0 (הופנה מהדף ⁇ ) מחזית ומאחורי הרכב, FLT:2friction גרורFLT:3 ממעבר אוויר על פני השטח, ו-FLT:4 מושרה גררציה: 5 מ מערבה מבורכת בשוליים ו / גרורתיים, 000 ממטרים, כדי למזער את הסגולות, כלומר, על ידי מהירויות של עד 20 אחוזים, כדי לגרור, כדי להזיז את הגוף, כדי למזער את הסגולות, כדי למהירויות של מהירויות חלקות, כדי למזער את הסגולות, ולהפחית את הסגולות, כדי למזער את הסגולות, כדי למהירויות של מהירויות של עד 20.

מדוע אנרגיה דורשת את Aerodynamic Focus

חיסכון באנרגיה ועלויות

כל חדש של גרר דורש כוח אינטגרטיבי להתגבר על.עבור אחד LRV פועל 300 ימים בשנה, ירידה של 20% גרר יכול לחסוך עשרות אלפי שעות בשנה.עבור צי בגודל בינוני של 50 כלי רכב, חיסכון מצטבר עולה על מיליון קילוואט בכל שנה, המייצג צמצום בעלויות האנרגיה של כ-50,000 דולר (בהתאם לשיעורי חשמל מקומיים אלה).

יתרונות סביבתיים

צמצום צריכת האנרגיה מוריד את טביעת הרגל של פחמן של מעבר רכבת.גם כאשר מופעל על ידי רשת עם תערובת של דלקים מאובנים, כל וואטש הציל להימנע בערך 0.4-0.8 ק"ג של פליטות CO2 (התחילה על ידי האזור) עבור צי המחסוך מיליון קילוואט בשנה, המתורגם ל 400-800 טון של CO2 נמנע.

יישום טכנולוגיות יעילות אחרות

Aerodynamics אינם פועלים בוואקום.שלב עיצובים מזורמים עם מערכות ריבוניות רגנרטיביות, יעילות HVAC, ומבנה קל משקל מכפיל את הרווחים הכוללים.לדוגמה, רכב בהיר דורש פחות אנרגיה מתפתלת; אם גם הרכב הזה יש לגרור נמוך יותר, העומס האצה מופחת עוד יותר, ומאפשר מנועים קטנים וקלים יותר לחסוך משקל נוסף.

תכונות אוויריות מודרניות של כלי רכבת קלים

LRVs עכשווית משלבת חבילה של זיכוך אווירודינמיקה אשר אושרו באמצעות דינמיקה נוזלית (CFD)BuildFLT:1 ובדיקות מנהרות רוח.

החזית הקדמית הקדמית מסתיימת וינדשיאלד וונדges

השינוי הבולט ביותר בעיצוב LRV מודרני הוא המעבר מן שטוח, חזית אגרוף מסתיימת לסחף, אפים בצורת שרביט. Curved זכוכית רוחshield משולבת עם לוחות הגוף להפחית את הלחץ נקודת ההדבקה ולדריך אוויר בצורה חלקה על הגג והצדדים. חלק מהעיצובים משלבים מדרון קל למטה כדי למזער את המעלית (שיכול להשפיע על דבקות חול).

עקבו אחרי Underbody Panels and Graves

מתחת לגוף המכונית, רכיבים כגון התנגדות לבלימה, יחידות מיזוג אוויר, וקישורים השעיה יוצרים משטח גס שיוצר זעזועים.לוחים שלמים תחת גוף - הנקראים גם pans - ממול הרצפה, צמצום העיצובים המודרניים לעתים קרובות תכונות קטעים ממושכים לגישה ותחזוקה, איזון אווירודינמיקה עם יכולת שירות.

לוחות צד ועינויים

קצוות שארפ על קירות צד ליצור הפרדה זרימה ולהגדיל את ההתרחבות.פאנלים צדיים, לפעמים עם כורכום קל, לשמור על זרימת האוויר המצורפת יותר לאורך אורך הרכב.

חתימות חתומות בין-Car Seals

חיל האוויר המולץ בין כלי רכב מייצור תנופה משמעותית וגרור – תופעה המכונה פער בין-car גרר. מודרני LRVs להשתמש גומי גמיש או בדים (גנימות גנגווי) אשר סגרה לחלוטין את הפער, יצירת משטח אווירודינמיקה מתמשך.

Pantograph Fairings

Pantographs, אשר שואבים כוח מחוטים מעל פני השטח, הם בין המקורות הגדולים ביותר של גרר על LRV בשל המבנה החשוף, מבוטח.אירודינמיקה ירידים - לעתים קרובות עשוי מחומרים מורכבים קלים - לסגור את בסיס הלבנוגרף ולפעמים את הקישור כולו. Active או פאסיבי lectors אוויר סביב הלבנוגרף, מוריד במהירות.

ארצ'ר ספטס וגלגלים

גלגלים חשופים מייצרים הן גרר והן מרים כאוויר מושעה אל קשתות הגלגל.מלא או חלקי חצאית גלגל חלק את זרימת האוויר סביב הגלגלים ולהפחית את האזור בלחץ נמוך מאחורי כל גרזן. על LRVs מודרני, חצאית אלה משולבים לעתים קרובות עם לוחות תחת גוף. באקלים קר, קשתות מגן גם עוזר למנוע שלג וקרח, שיפור האמינות החורף.

בדיקה ואימות: מ-CDCD ועד לניסויים אמיתיים בעולם

עיצוב אווירודינמיקה LRVs הוא בלתי אפשרי ללא סימולציה ובדיקה. .0 דינמיקה נוזלית (CFD) כלים ראשייםFLT:1 מאפשר למהנדסים מודל מאות של חומרים עיצובים בשקיקו, צורה האף, ריצוף, חסינה, ותחת הפריסה של גוף לפני כל אבטיפוס פיזי בנוי.מודרני CFD משתמש סימולציה גדולה (רינולדס) ו- פרדוקס של פרדוקס של RANSRER (Standd) עם דיוק משוואות פרדוקס של פרדוקסים) עם דיוק נוסחאות פרדוקסים (StandSST) עם דיוק נוסחאות חיזוי (Standd) עם דיוק נוסחאות נוסחאות נוסחאות נוסחאות).

בדיקת מנהרה רוח נותרה צעד קריטי לחיקוי (בדרך כלל 1:10 או 1:20) על מטוסים קרקעיים נעים כדי לדמות את התנועה היחסית של המסלול: 0FLT:0one-Amed Wind TunnelFLT:1 בשווייץ ו-FLT:2DB Systemtechnik Wind TunnelFLT 3 בגרמניה שימשה באופן נרחב עבור בדיקות LRV.

(ב) מדידות צריכת האנרגיה המותאמת את מוני החשמל והקדמות על גבי לוח נתונים מספקות את ההוכחה הסופית. Agencies כגון FLT:0)Federal Transit Administration (FTA)BuildFLT:1 ו-FLT:2 EUoriment FLT 3: 3 פרסמו סטנדרטים (FLT:4FTA Energy Efficiency GuidelinesFLT:5) הכוללים מדידות הקשורות לחיסכון באנרגיה.

סיפורים על הצלחה בעולם האמיתי

לוס אנג'לס מטרו T-Line (לשעבר Expo Line)

בתחילת 2010, LA מטרו שיפר את צי הרכבת הקלה שלה עם שבעה כלי רכב חדשים מבוטחים מ-FLT:0Kinki SharyophFLT 1 ולאחר מכן הציגה את צי הרכבת הקלה שלה עם שבעה כלי רכב חדשים מבוטחים מ- 3 (F3010) מכוניות שנבנו על ידי אותו יצרן.10 סדרה משולבת אפים מעוקלים, באורך מלא תחת לוחות גוף, ו- intercar-32 מטרדמים הראו ירידה של 26% לעומת 26% לעומת קיצוץ של כלי רכב גרורהמוחזרים.

אמסטרדם Trams: VETAG וסדרת 12G

סדרת ה-FLT:0[28]Amsterdam 12GFLTIR ‭ ‬GFLT‭ ‬R‭ ‬R‭ ‬הסדרה‭ ‬הקודמה‭ ‬1‭ ‬של‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬של‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬‭ ‬‭ ‬ה‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬ה‭ ‬‭ ‬‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬ה‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬ה‭ ‬ה‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭ ‬‭

סינגפור LRT: Crystal Mover

מערכת המעבר הקלה של סינגפור (LRT) המופעלת על ידי SMRT, משתמשת ב-FLT:0Mitsubishi תעשיות כבדות Crystal MoverscioFLT:1 . [כלי רכב חסרי נהג אלה הם בין ה-אירודינמיקה ביותר אופטימיזציה עבור פעולה דלת-floor.0 שלהם תחת גוף מבוזר לחלוטין, מעברי גג מעוגלים, וכיסויי כנופיות משולבים תורמים לגרור משותף (Ced) של 0 ק"מ"מ קצר לאחר מכן, למעט אטמוספירה של אנרגיה קטנה של 0.

כיוונים עתידיים: הגבול הבא ב LRV Aeroדינמיקה

בעוד ש- LRVs של היום כבר נהנה מזיכוך אווירודינמי משמעותי, כמה טכנולוגיות מתפתחות מבטיחות אפילו הישגים גדולים יותר. מאמצי מחקר להתמקד במערכות פעילות, חומרים מתקדמים ופרדיגמות עיצוב חדשניות.

Active Flow Control

במקום צורות סטטיות, בקרת זרימה פעילה (AFC) משתמשת בחיישנים, מיקרו-גיליות, ו-diaphragms כדי לתמרן את שכבת הגבול בזמן אמת.לדוגמה, טייסי סילון סינתטיים המוצבים על גג ופאנלים צד יכולים להזין מחדש את זרימת הזרם בנפרד במהלך ה- crosswinds, צמצום על ידי RV% 5.10.מספר מחקרים אירופיים, כולל LTF: NextRatphleF: Prep.

משקל אור, חומרים נמוכים

(CFRP) ו-Fiber-metal laminates כבר בשימוש בתעשיית החלל ביחס כוח-למשקל הגבוה שלהם, החל חומרים אלה כדי פגזים גוף LRV מופחת משקל כולל (התנגדות מתגלגלת) תוך מתן צורות מורכבות יותר, הקטנת הקטנת הקטנת הפחתת ה-Vicledows או ב- 2023, F-FSLTS: חשפה את הפחתת תאים של מעליהלוקס-HDD.

עיצוב ה-Aeroדינמית

מחקרים אחרונים מראים כי קידוד האינטראקציה בין צריכת האוויר מתחת לקרקעית קירור וזרימת האוויר החיצונית יכול להניב יתרונות משותפים.על ידי הצבת צריכת באזורים בלחץ נמוך ומנזרים ממצה באזורים בלחץ גבוה, מהנדסים יכולים להפחית הן את כוח הגרור והקירור.RT:0 University of Birmingham Research ResearchFLT:1 הוכיחה 7 אחוזים בשילוב של אנרגיה מלוכדת באמצעות מערכת קירור Lדינמית.

תאומים ומכשירים למידה

(ההתכנסות של סימולציה גבוהה ולמידה של מכונות מאפשרת אופטימיזציה אווירודינמית מתמשכת במהלך חיי הרכב.התאום הדיגיטלי של LRV מקבל נתונים בזמן אמת מחיישנים על הסיפון (תרגילים, קדרממטרים, מ"מ כוח) ומעדכן את מודל ה-CFD כדי ללבוש, לצבור עפר, או שינויים (למשל, פיסות פרסומת חדשות שמשנות פני השטח של 2D) יכולות להתאים ל-pvicial (p) ל-picial) ל-D2xericial) ל-Ricial (pvpterdexerdexericial) ל-topvdexericial) או ל-todexerdexerdexerdexerd) ל-F) ל-todexerdexerdexerdexericial Retrad) ל-todexertopherdexerdexerdexerdexericial Reducerdexerdexerdexerdexericial Retradexerdexerdexerdexerdexerdexerdexerdexerdation) ולאחר מכן ל-to

עיצוב ביו-אי-שראה וביוטכנולוגיה

הטבע מציע פתרונות אלגנטיים לבעיות נוזליות דינמיות.צורת ה-Kak של המלך, המאפשר לצלול למים עם סטיות מינימליות, יש השראה האף המהיר ביפן וסין.עבור LRVs, החוקרים בודקים את צינורות על חוטי לווייתנים חמק וקשקשים של דגים כדי ליצור משטחים שעוטים ולהפחית את ההפרעות ה-Falphic, אך ורק ל-Crunupic, הוא הראה ירידה ראשונית של 6DR.

השלכות כלכליות ומבצעיות

השקעה באירודינמיקה דורשת הון עליון, בין אם עבור כלי רכב חדשים או רטרופיטות. עם זאת, תקופת ההחזר היא בדרך כלל קצר. a Medium-scale רטרוfit של לוחות תחת גוף וחותמות בין-רכב עבור צי 50-מקומי עולה בערך 1.5-2 מיליון דולר במחירי האנרגיה הנוכחית, חיסכון של 100,000 דולר בשנה מניבה משכורת של 15-20 שנים, עבור חדש, בונה את העלות המצטברת של מחזור של מחזור חיים של 5 אחוזים (בסולק) ו- 7 חודשים, 000 שנים, 000 שנים, 000 שנים, 000) עלות, 000 דולר, 000 עלות, 000 עלות, 000 שנים, 000 שנים, 000 דולר בשנה, 000 עלות עלות עלות עלות עלות עלות עלות עלות עלות עלות עלות עלות צלזיוס - 7 חודשים עלות של ציוד אנרגיה, 000 דולר בשנה, 000 שנים, 000 שנים, 000 דולר בשנה, 000 דולר בשנה, 000 שנים עלות של ציוד אנרגיה, 000 לשנה, 000 שנים עלות של ציוד אנרגיה, 000 $ לשנה, 000 שנים עלות של ציוד לחיסכון של ציוד לחיסכון של ציוד לחיסכון של ציוד אנרגיה, 000 לשנה, 000 לשנה, 000 לשנה, 000 לשנה, 000 לשנה, 000 לשנה, 000 לשנה, 000 שנים עלות של

מעבר לחיסכון באנרגיה ישיר, גרור אווירודינמי מופחת יכול להרחיב את טווח של LRVs מופעל סוללות הפועלים על חלקים לא אלקטרוניים - יתרון קריטי עבור מספר גדל והולך של היברידיות חשמלית.גרור נמוך גם להפחית רעש מהפרעות אוויר, לתרום לפעולות שקטות יותר, ידידותיות יותר נוסעים. לדוגמה, ירידים צדדי ופעמי בין-car-מסלולים חתומות הוכחו לתחתונים חיצוניים ב מסדרונות 2 ק"מ"מ / 2 ק"מ"מ / 2 ק"מ יותר.

מסקנה

כלי רכב של רכבות קלות ארודינמיקה התקדמו באופן משמעותי בשני העשורים האחרונים, מונעים על ידי לחצים תאום של עלויות אנרגיה והפחתה פחמן.מאפים זרמים לשליטה פעילה בזרימה, כל אלמנט של החיצוני של הרכב עכשיו הוא נבדק עבור פוטנציאל הפחתה של ה-CDC, בדיקות מנהרה יעילות, וכן על מעקב הפכו לחיסכון אמיתי של 10-20% בצי מודרני, אך ורק כדי להפחית את עלויות התפעוליות שלהם, אך ורק כדי להפחית את עלויות התפעוליות, כמו גם את עלויות התפעוליות, כמו גם לנטרל את עלויות התפעוליות, אך ורק חומרים מתקדמים יותר, כמו גם מרפאות.