Giriş Giriş Giriş

Yüksek hızlı tren (HSR) ve modern geçiş sistemleri, yolcuyu sadece etkileyen yolcuyu etkileyen ve ayrıca karbon emisyonlarını önemli ölçüde azaltan zamanları sunuyor. Ancak bu sorunları ele geçirmek, bu sistemleri çekici hale getirmek - 300 km/h-introduce akustik mühendislikleri bir dizi test ediyor.Bu makale sadece yolcu konforunu etkilemez, ayrıca topluluk gürültülerini, yapısal yorgunluk ve düzenleyici zorlukları da beraberinde getirir.

Yüksek Hızlı Rail Systems'de Gürültü Kaynağı

Yüksek hızlı trendeki gürültü birden çok eşzamanlı kaynaktan ortaya çıkıyor, her biri farklı hız rejimlerine hükmediyor. Bu kaynakları anlamak etkili akustik tasarım için temeldir.

Demiryolu Gürültü: Wheel-Rail Interaction

Yaklaşık 250 km/h hızlarında, baskın gürültü kaynağı, tekerlek ve demiryolu arasındaki etkileşimdir. Wheel-rail, yüzey kabağından gelen gürültü sonuçları, ortak ve çıkış noktaları gibi son derece önemlidir. kontak yama, hem de tellerin hem de üretim toleranslarının hala pist ve zemindeki yükleyicilerin taşınması ve taşınmasına engel teşkil ettiği titreşimler ile genişletilebilir.

Aerodinamik Gürültü

Bir zamanlar hızlar yaklaşık 250 km/h, aerodinamik gürültü, tren gövdesinin üzerindeki baskın gürültüyü, pantograf, inter-car boşlukları ve bogie bölgeleri, yayılabilir gürültüyü optimize etmek için kullanılır.Dörtograf sadece 30'a kadar, rüzgar boşluklarını ve bogieing Çin'in yapısal elementlerinden gelen 3'ün üzerindeki hızları hesaplayabilir.

Altyapı ve Yapısal Gürültü

İzleme yapısı, köprüler ve tüneller ek gürültüye katkıda bulunur. Beton plaka parçaları, stabilite sağlarken, tünelin içindeki daha yüksek ses basınç seviyelerini azaltır ve köprünün açılışlarında vibrasyonları daha verimli bir şekilde iletebilir, çünkü yapı, daha sonra çok vibrating paneli olarak hareket eder, tünellerde bulunan zemine kadar güçlü ses çıkarır ve yükseltilir.

Propulsion and A help Systems

Traction motorları, dişliler ve soğutma fanları, trenin içinde ve yol kenarındaki ortamlarda anlaşılabilir bir şekilde mekanik gürültü üretebiliyor. Modern elektrik birden çok birim (EMUs) üst kattalı çift transistör (IGBT) şarj edici kablo ile temasa geçti, ancak hava kirliliği için fanlar ve yumuşak hatlar, metaller ve yumuşak hatlar hala işe alındı.

Akustik Mühendislik Challenges

Çatışma gereksinimleri dengelemek için hem sessiz hem de verimli kuvvetler mühendisleri olan yüksek hızlı bir tren tasarlayın. Aşağıdaki zorluklar modern HSR akustik mühendisliğine merkezidir.

Gürültü vs. Kilo ve Maliyet

Birçok gürültünün kesintisi kitlesel, karmaşıklık ve maliyet ekliyor. Örneğin yolcu kabinlerinde aerodinamik adil yalıtım, kalın paneller gerektirir, baraj tabakaları ve çiftleştirilmiş pencereler, tüm bu ağırlık artışı - her kilogramın enerji tüketimi olmadan gürültü hedeflerine ulaşması için kritik bir ceza. Benzer şekilde, aerodinamik adillemeler ve bogie shrouds geliştirmeleri gerekir, ancak üretim maliyetlerini ve bakım karmaşıklığı mühendislerini kullanarak ticari analizleri gerçekleştirmek zorundadır.

Titreşim Kontrolü ve Yapısal Şer

Tekerlek-ray etkileşiminden gelen titreşimler sadece gürültüye neden değildir, ancak aynı zamanda parçaları ve yuvarlanma stoklarına da yol açabilir. Yüksek hızlarda, rezonans, trenin doğal frekansları ve pistin eski referans frekansları arasında meydana gelebilir, hızlanan vibrasyon (GBV) tarafından desteklenen ve potansiyel başarısızlıklar.En yakın vigieslere bağlı olarak, strüktüreler ve hatta yapısal hasarlar ile daha sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sıkılır.

Yolcu Kabini Akustik Comfort

Tren kabininde, gürültü seviyeleri 65 dB (A) iş sınıfı ve 70 dB (A) standart sınıf bölmeleri için ISO 3381 gibi konfor standartları karşılamak için tutulmalıdır. Bu nedenle, bu çatı panelleri, yüksek frekanslı pencereler ve kapalı kapılar ile sıkı kontrol edilen yüksek çözünürlükte bulunan modern HSR kabinleri her zaman çalışan bir elektronik ortamdan iptal etmek için zor olan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bir şekilde yapılır.

Çevre Gürültü Uyumu

Örneğin, Avrupa'nın Çevre Gürültü Yönergesi (2002/49/EC) ve ABD Federal Tren Yönetimi kuralları, tren hız ve çizgi tipinin bir işlevi olarak sınır belirlemesi gerekir. Örneğin, International Union of Railways (UIC) en yüksek ses basınç seviyesi 85 dB(A) ve 300 km/h.

Çözümleri ve İnovasyonlar

Zorluklara rağmen, yüksek hızlı trende gürültüyü yönetmek için kanıtlanmış ve ortaya çıkan çözümler mevcuttur. Aşağıda şu anda dağıtılan veya geliştirme altında olan başlıca yaklaşımlar var.

Low-Noise Wheels ve Rails

Wheeliff gürültü, raydaki halkalar tarafından kapatılabilir ve 2-4 dB'nin azaltılmasına izin veren yüksek çözünürlükte (Rax 4 μm) kullanarak çok düşük kabalık profiline kadar uzanır.

Aerodinamik Optimizasyon

Tren tasarımcıları şimdi, Siemens Velaro Novo ve CR400 Fuxing gibi, tamamen kapalı bogies ve reperograflar kullanarak, pantografyanın altındaki profillerin altında yatan aerodinamik sürüklenme katlarını azaltır ve 1990'lardan gelen trenlerle kıyasla en son 50 indirime katkıda bulunur.

Ses bariyerleri ve Enclosures

Yolun gürültü bariyerleri, toplulukları korumak için en yaygın ölçüdür. Modern engeller genellikle, sesin yandığı diffraction zirve yaratarak daha fazla 2-3 dB ile kıyaslanabilir. Tünellerde, sert veya sert pencerelerden gelen yansımaları önlemek için pistte bulunan tüneller, tavanda ve pencereden yüklenebilir; örneğin, İsviçre'deki Gotthard Base Tüneli'nin altındaki bir tünel oluşturmak için daha fazla 2-3 dB azaltılabilir.

Titreşim Dampers ve Track Isolation

Yapınmış gürültüyü kontrol etmek için mühendisler vigies ve köprüler üzerinde vigratler yükler. Tuned kitle demper (TMDs) beton plakasını desteklemek ve 10-25 dB tarafından taşınan titreşim sistemini azaltmak. Londra Yeraltısuları üzerinde yükselen bir sistem var.

İçsel Akustik Tedaviler ve Aktif Gürültü Kontrolü

Trenin içinde, çok katmanlı akustik Interkatmanları ile karıştırılmış hava yoluyla aktarılıyor. Damping köpükleri ve kısıtlanmış-katılım panelleri çatıya, zemine ve yan duvarlara uygulanır. Alman ICE 4, düşük kat panelleri ve ekstra yalıtım malzemeleri içeren bir algoritma kullanır ve Japonya'nın E5 serisine sahip bir kabin gürültüsü seviyesine ulaşır.

Future Perspektifleri

Önümüzdeki on yıl HSR akustik mühendisliğinin daha akıllı, daha uygun çözümlere doğru hareket ettiğini görecek. Bir umut verici yön, dijital ikizlerin kullanımıdır - gerçek zamanlı bilgisayar modelleri, gürültü ve titreşimleri gerçek işletim koşulları altında simüle eden altyapıdır.Bu yapay olarak yapılandırılmış periyodik malzemeler, hedefli frekans grupları kullanarak veya absorbe edilebilir dalgalar ilerleyebilir (örneğin, yüksek çözünürlükte) başka bir alan, akustik absorpsiyonlar için özel olarak tasarlanmış metamalzemelerin gelişimidir.

Araç tarafında, manyetik kullanım (maglev) sistemler, tamamen tren gürültüsünü ortadan kaldırmaya söz verir, sadece aerodinamik ve yardımcı gürültüyü terk eder. Çin 600 km/h maglev prototipi, hem hava yoğunluğunu ve böylece aerodinamik gürültüyü büyük ölçüde azaltan kapalı bir vakum-tavuşturucu kullanır, ancak altyapı maliyeti büyük. Hybrid yaklaşımlar, gömülü aktif barajlarla aynı zamanda, farklı hız ve yük koşullarına adapte edilebilir.

Son olarak, düzenleyici çerçeveler sıkılaştırıyor. UIC, Interoperability (TSI) için gürültü Teknik özelliklerini güncelliyor, sessizliğin her beş yıl kadar değerli olduğu tahmin edilebilir bir şekilde genişletiliyor. Bu güçler operatörleri ve üreticiler sürekli olarak yenilik yapmak için kritik bir farklılaştırıcı olarak kalacaktır.

Özetle, yüksek hızlı trenin akustik zorlukları derin ve çok yönlüdür, ancak sabit bir şekilde hareket halindeki teknoloji, aerodinamik, yapısal barajlar ve kabin yalıtım sürekli olarak gürültüyü azaltır.