1. Залізничний арсенал
2. У спеку і в холод
3. Повітря в кінці тунелю
4. Проїхатися з комфортом

Щоб гарантувати працездатність залізничних сполучень в різних кліматичних зонах - від жарких піщаних пустель і вологих тропіків до засніжених рівнин з температурами за -40 ° С, поїзди перевіряють в найсуворіших умовах - при ураганному вітрі, під палючим сонцем, під дощем і в снігову заметіль - недалеко від центру австрійської столиці. Тут, у Відні, знаходиться найбільша в світі кліматична аеродинамічна труба Rail Tec Arsenal.

У передбаннику, за яким видніється важкі металеві двері, стоять кілька вішалок з важкої довгополій зимовим одягом та ящик з рукавичками. «Одягайтеся тепліше! - каже журналістам технічний директор компанії Rail Tec Arsenal Габріель Галлер. - Температура там екстремальна, вітер, хоч і слабкий ... »Підтверджуючи його слова, над дверима горить табло з цифрами« 11 км / год, мінус 43 ° С ». Всередині, покритий інеєм і частково снігом, стоїть локомотив Alstom PrimaII, який Rail Tec Arsenal в даний момент тестує для кліматичних умов Казахстану. Крізь вітрове скло видно численні датчики, наклеєні на різні поверхні і звисають зверху в різних місцях кабіни. Габріель починає пояснювати їх призначення, але вже через півхвилини, подивившись на задубілі журналістів, швидко закруглюється і виводить нашу групу з кліматичної камери. А локомотив залишається - йому належить провести кілька днів при температурах від -45 до + 50 ° С, з вітром, снігом і дощем.

Тестування кліматичної системи пасажирського поїзда. Всередині вагона на рівні голів сидячих пасажирів розміщені датчики температури, швидкості і напряму потоків повітря, вологості, сонячного випромінювання, а також контактні термометри, які вимірюють температуру різних поверхонь - столів, підлокітників, стекол, стін і т. П. Пасажирів імітують спеціальні нагрівачі, розміщені на сидіннях.

Залізничний арсенал

Австрійська компанія Rail Tec Arsenal (RTA) - одна з найбільших в Європі організацій, які займаються кліматичних і аеродинамічним тестуванням. Байка, яку нам повідав один з інженерів RTA, свідчить, що коли в 1950-х роках французькі і німецькі залізничні відомства домовилися побудувати спільний дослідницький центр для аеродинамічного і кліматичного тестування, вони ніяк не могли прийти до спільної думки, в якій країні він буде розташовуватися. У підсумку в 1961 році центр відкрився в Австрії, уряд якої виділило для будівництва майданчик по сусідству з Дослідницьким інститутом систем обігріву і охолодження, розташованим на місці старого Віденського арсеналу. А новий центр, побудований в 2003 році в передмісті Відня на зміну старим потужностям, які прослужили 41 рік, перейняв історичну назву.

В арсеналі RTA знаходяться дві кліматичні аеродинамічні труби - велика (Large Climatic Wind Tunnel, LWT) і мала (Small Climatic Wind Tunnel, SWT). Втім, «малої» труба SWT називається вельми умовно - її довжина становить майже 34 м, так що туди спокійно поміщається, наприклад, сучасний локомотив. А в найбільшу в світі кліматичну аеродинамічну трубу LWT довжиною 100 м можна загнати цілий поїзд з 4-5 вагонами!

Тестування залізничної техніки не єдина спеціалізація RTA: тут перевіряють на стійкість до вітру і снігу авіаційну техніку, трамваї і метро, ​​вантажівки і автобуси, автомобілі і навіть гірськолижні підйомники. «У минулому році у нас тренувалися члени збірної Австрії зі стрибків з трампліну, - додає Габріель Халлер.- Такі тренування набагато більш ефективні - політ при стрибку триває не більше десяти секунд, а в трубі можна відпрацьовувати стійку і тестувати спорядження хоч багато годин поспіль, так що один день тестів в аеродинамічній трубі замінює понад два тижні в горах. Результат не забарився: австрійська збірна виграла Олімпіаду у Ванкувері, та й в цьому році стала переможцем чергового етапу Кубка світу ».

Великі автовиробники зазвичай тестують климатики-аеродинамічні аспекти своїх виробів самостійно. Однак в RTA нерідко проводять випробування ходової частини автомобілів на бігових барабанах в умовах сильного снігопаду.

У спеку і в холод

Але основні замовники RTA - великі виробники залізничної техніки: французька компанія Alstom, німецька Siemens, канадська Bombardier і італійська AnsaldoBreda (вони ж і основні акціонери). Тестування поїздів на предмет аеродинаміки і кліматичної стійкості дуже важливо. «Для того щоб гарантувати безвідмовну експлуатацію, скажімо, при низьких температурах, потрібно вирішити безліч потенційних проблем, - пояснює Франсуа Лакота, віце-президент з техніки компанії Alstom Transport. - Це накопичення снігу і льоду на рухомих частинах - дверях або пантографа, на деталях візків або гальмівної системи. Такі тести ми проводимо в кліматичних тунелях RTA, які створюють зустрічний повітряний потік з потрібною температурою і опади, причому це не просто продування, а саме тестування, з обертанням коліс передніх осей на бігових барабанах. У деяких випадках за результатами таких випробувань доводиться вносити зміни в конструкцію: в нашій моделі Pendolino, що курсує між Санкт-Петербургом і Хельсінкі під назвою Allegro, довелося перенести повітрозабірники і частина електроустаткування на дах, щоб уникнути захоплення і накопичення снігу, а також подбати про додаткові обігрівачах, теплоізоляційних стеклах і електроніці, здатної гарантовано працювати при температурах до -50 ° С ».

На озброєнні Rail Tec Arsenal стоять дві труби - мала (SWT) і велика (LWT). Мала має довжину 33,8 м, велика - 100 м. Випробувальні зони обох труб мають ширину близько 5 м і висоту близько 6 м. До RTA підведені рейки, випробувальні зони обладнані динамометрами і біговими барабанами. Потужні вентилятори LWT розганяють повітря до швидкостей в 300 км / ч (200 км / год при температурі -20 градусів), у SWT швидкість обмежена 120 км / ч. Труби оснащені також імітатором сонячного випромінювання (200-1000 Вт / м2) і численними форсунками розпилення води для створення потрібної вологості, снігу або дощу. Системи обігріву та охолодження дозволяють досягти температур від -45 до +60 градусів Цельсія.

Повітря в кінці тунелю

Чимало клопоту завдає і конденсація вологи на електронних компонентах при швидкій зміні температур, наприклад при вході в тунелі (цей ефект теж тестується в RTA - правда, не в трубах, а в кліматичній камері). При русі по тунелю на високій швидкості потяг також породжує ударну хвилю, яка підвищує тиск на вході повітрязабірників і вимушує їх працювати в нештатних режимах. «Ця проблема вирішується переходом на замкнуту циркуляцію повітря в системах охолодження, вентиляції та кондиціонування на час проходження тунелю, - говорить Франсуа Лакота. - Перемикання відбувається або при стрибку тиску, або за сигналом спеціального маяка за кілька секунд перед входом в тунель. Правда, цю систему ми в RTA НЕ тестуємо ». За словами Габріеля Халлера, створити ударну хвилю в трубі замкнутого циклу складно, вона руйнівно діє на обладнання самої труби (і навіть на її стінки).

Проїхатися з комфортом

Один з найважливіших показників для пасажирських поїздів - кліматичний комфорт пасажирів. Всі вимоги враховуються ще на етапі комп'ютерного моделювання, потім відпрацьовуються окремі елементи кліматичних систем, але рано чи пізно настає момент, коли потрібно протестувати всю систему в зборі, причому в різних погодних умовах і на високих швидкостях. Саме це і робиться в кліматичних камерах в Ла-Рошелі і в кліматичній аеродинамічній трубі RTA у Відні.

«Щоб оцінити відчуття пасажирів поїзда, всередину ставлять величезну кількість датчиків, - пояснює експерт з кліматичного комфорту компанії Alstom Transport Францис Мортре. - Виміряються температура повітря в ключових точках, швидкість і напрямок повітряних потоків на рівні голів сидячих пасажирів, температура поверхні підлокітників і стекол (а раптом пасажир притулиться до скла?), Відносна вологість, враховується вплив сонячного світла крізь вікна. Кожен пасажир, до речі, теж служить «нагрівачем» з тепловим еквівалентом близько 120 Вт. Для імітації пасажирів ми використовуємо спеціальні електрообогреваемие килимки, які укладаються на сидіння, і бойлери, які виділяють водяну пару. Такий підхід дозволяє досить близько моделювати реальну ситуацію ».

В результаті поїзда, локомотиви, метро і трамваї Alstom експлуатуються під палючим сонцем, вітром, піщаними бурями, при високій вологості, під дощем, снігом і градом, при екстремально низьких температурах. На просторах 66 країн на п'яти континентах.

Стаття «Поїзд відправляється в будь-яку погоду» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №6, червень 2011 ).