Цитата:
Сообщение от Alextiger
(Сообщение 405290)
при старте и торможении только. А на марше?
|
тогда это не о мощности локомотива речь, а о расходе топлива/энергии на маршруте.
Цитата:
Сообщение от Alextiger
(Сообщение 405260)
Как известно, сила трения качения обратно пропорциональна радиусу колеса.
|
это "детская формулировка" в учебнике физики (не каждом) для довольно не старших классов. И довольно неоднозначная
В реальности такого механического феномена нет.
Сила трения (противодействия "качению") колесного т/с теоретически складывается из 2 составляющих: (1) собственно трение колеса о поверхность опоры, (2) сила трения скольжения оси обо втулку. С увеличением радиуса железнодорожного колеса первая составляющая - скорее всего не только не снижается, но и увеличивается, т.к. степень искривления колеса падает, то площадь "пятна контакта" колеса с рельсом растет. Интуитивно чувствую, что, тем не менее, эта составляющая - не есть главная. Главная вторая. Теоретически с увеличением радиуса колеса снижается частота его вращения при той же линейной скорости, что должно снижать трение оси обо втулку (втулки). Однако (!) тут в случае железнодорожного колеса - вступает в действие еще и сопромат: т.к. увеличивается вес колеса, а также вступают другие углы сил, действующих на деформацию колпары, может статься необходимым увеличить радиус оси в том числе. В этом случае, даже при снижении частоты, линейная скорость скольжения поверхности оси относительно втулок - может не измениться, или даже увеличиться, сравнительно с исходным вариантом. тогда и выигрыша по второй составляющей "трения качения" не будет.
Это я к тому что - сам по себе тезис в реальности, без школьных упрощений - довольно спорный.
Кроме того - увеличенный диаметр колпар - это больший расход и вес металла на колеса (это надо тащить локомотиву, как уж тут экономия мощности), кроме того - больший диаметр колес - значит более высокий клиренс. Высота вагона и высота загрузки ограничена габаритом, при снижении разницы между габаритом и клиренсом - падает загрузка вагонов. Значит, для перевозки одинакового груза потребуется больше вагонов, снижается соотношение веса перевозимого груза и собственного веса состава. Как уж тут экономия?
В реальности, видимо, выбор диаметра колес подвижного состава (не тягового, с тяговым там еще фактор "рычагов" и соотношения "скорость/сила тяги выступает", собственно во времена паровозов диаметром колес и определяли род службы локомотива: диаметр 2 метра - паровоз ФД, грузовой, тянет 3500 тонн со скоростью до 60 км/час, мощность 3000 л/с; диаметр колес 3 метра - паровоз ИС (при идентичной в остальной части конструкции), тянет 1000 тонн (20 пассажирских вагонов) со скоростью 90 км/час), так вот, диаметр колес п/с - это вполне себе оптимизационная задача. Скорее всего, все это уже много раз считалось и на сегодня диаметр есть более-менее оптимальный, т.е. любое изменение диаметра вверх или вниз будет вести к снижению технико-экономических характеристик желдорперевозок. ИМХО.