Kinesko istraživanje je pokazalo da bi dodavanje pet pari malih krila svakom vagonu stvorilo dodatno podizanje i smanjilo težinu voza za skoro trećinu, povećavajući maksimalnu brzinu na 450 km/h.
Istraživanje je deo projekta koji je Peking pokrenuo ranije ove godine pod nazivom CR450, a koji ima za cilj razvoj nove generacije brzih vozova koji mogu da putuju tom brzinom.
Kineska železnička mreža za velike brzine trenutno je najbrža na svetu – njeni postojeći vozovi mogu da voze brzinom od 350 km/h (217 milja na sat). Projekat CR450 ima za cilj da vozovi voze skoro 30 odsto brže, što znači da bi bilo potrebno samo oko tri sata da se putuje od Pekinga do Šangaja, ili samo pet sati od Pekinga do Guangdžoua.
Ali „kako se radna brzina povećava, habanje točkova će se povećati i neizbežno skratiti ciklus popravke i životni vek točkova“, navodi tim iz Inovacionog centra za dinamiku fluida u Čengduu, na čelu sa inženjerom istraživanja Džang Junom.
„Brzi lift sa rasponom krila je napredak u tradicionalnom konceptu aerodinamičkog dizajna voza velike brzine, kako bi se smanjila ukupna potrošnja energije i operativni troškovi“, rekli su u radu objavljenom u recenziranom kineskom časopisu Acta Aerodinamica Sinica na četvrtak.
Ideja o postavljanju krila na brze vozove nije nova - japanski inženjeri su 1980-ih predložili voz sa krilima poput aviona sa bočnim rastezanjem, a na kraju su napravili prototip dve decenije kasnije.
Iako je ovaj rani pokušaj dokazao da su krila dala aerodinamičku efikasnost, nisu uspela u praktičnim primenama jer su krila bila prevelika i preširoka da bi voz mogao bezbedno voziti unutar ograničenog prostora postojeće železničke infrastrukture kao što su sigurnosne ograde i tuneli.
Džang i njegov tim su predložili nešto malo drugačije. Umesto postavljanja para džinovskih krila sa strane, kažu da bi niz manjih krila na vrhu voza mogao da stvori dovoljnu silu da ga podigne bez rizika da bilo šta udari.
Ali su upozorili da će krila morati da budu pažljivo dizajnirana i postavljena.
Putujući brzinom od 450 km/h, karoserija voza bi proizvela brz protok vazduha blizu površine krova koji bi mogao da izazove štetne turbulencije ako su krila postavljena prenisko, navodi časopis.
A ako bi krilo bilo previsoko iznad voza, moglo bi da naleti na struje koje stvaraju krila ispred i proizvode veći otpor nego podizanje. Istraživači su procenili da je optimalan domet da se krila protežu između 1,5 i 2 metra (4,9 do 6,5 stopa) iznad krova.
Razlika između njihovog predloga i japanskog je u tome što bi kineski voz funkcionisao više kao krstareća raketa nego kao avion, prema Džangu i timu, koji takođe rade na najvećem vojnom istraživačkom programu u zemlji, uključujući razvoj hipersoničnog oružja.
Čen Ju, naučni inženjer na Univerzitetu Tongđi u Šangaju, koji nije bio uključen u studiju, rekao je da postoje neka izuzetno izazovna inženjerska pitanja koja treba prevazići da bi se vozovima stavili krila.
„Za dizajnera vozova, što je površina glatkija, to bolje – svaka dodatna komponenta je dodatni problem“, rekao je Čen, koji je proučavao aerodinamičko ponašanje brzih vozova u aerotunelima.
Krila bi, na primer, neizbežno povećala buku u kabini i smanjila udobnost putnika, rekao je on. To bi značilo da bi naučnici i inženjeri morali da osmisle načine da kontrolišu složene protoke vazduha kroz krov i apsorbuju povećanu buku pomoću materijala ili struktura za zvučnu izolaciju.
„Ali to će onda povećati ukupnu težinu voza“, rekao je Čen.
Brzi vozovi crpe energiju iz nadzemnih dalekovoda preko pantografa koji se nalazi na vrhu voza, a on je rekao da će biti potrebne dodatne mere kako bi pantograf bio u stalnom kontaktu sa dalekovodima s obzirom na smetnje koje stvaraju krila.
Prvi vozovi CR450 će verovatno saobraćati na novoj železničkoj liniji od 300 km (186 milja) između Čengdua i Čongkinga, dva glavna ekonomska centra na jugozapadu, prema izveštajima kineskih medija. Izgradnja linije počela je u septembru i očekuje se da će biti završena za pet godina.
Program CR450, kao istraživački napor širom zemlje, ima za cilj da se bavi tehničkim pitanjima u rasponu od automatske kontrole i dizajna točkova do sistema upravljanja, nadogradnje šina i bezbednosnih mera, prema uključenim istraživačima.
Zagovornici rešenja za krilo veruju da bi bilo ekonomičnije i izvodljivije primeniti velike razmere od maglev voza sa superprovodljivom tehnologijom koji putuje brzinom od 600 km/h.
Kurir.rs/SCMP