DE2554488C3 - Aerodynamische Abreißkanten an einer Hochgeschwindigkeitsbahn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft aerodynamische Abreißkanten an einer Hochgeschwindigkeitsbahn für Reisegeschwindigkeiten bis zu 300 km/h und darüber, die auf beiden Seiten, insbesondere beiderseits des Buges, symmetrisch zur Mittelebene ein- und ausfahrbar vorgesehen sind.

Bekanntlich führen aerodynamisch günstig ausgebildete Bugformen einerseits zur Widerstandsverringerung und zur Verringerung der Umgebungsbeeinflussung durch Druckwellen, die sich besonders bei der Begegnung zweier Züge auf freier Strecke bemerkbar machen. Andererseits bringt die widerstandsverrringernde Formgebung eine erhöhte Empfindlichkeit der Bahn gegen Seitenwind und Böen mit sich. Diese Seitenwind· bzw. Böenempfindlichkeit wird dadurch bewirkt, daß infolge der größeren Krümmungsradien die Strömung z, B. an der Leeseite länger anliegt, wodurch sich größere Unterdruckgebiete ausbilden, Hierdurch entstehen größere Seitenkräfte, die haupt* sachlich das erste Drehgestell belasten. Dies kann bei den angestrebten Fahrgeschwindigkeiten um 300 km/h insbesondere bei Leichtbauweise durch den zusätzlichen Böen- bzw. Seitenwindauftrieb zu laufdynamischen Schwierigkeiten führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hochgeschwindigkeitsbahn mit einer hinsichtlich Luftwiderstand und Umgebungsbeeinflussung optimalen Formgebung derart zu verbessern, daß der Einfluß von Böen und Seitenwind auf die Laufdynamik auf ein Maß herabgemindert wird, das einen gefahrlosen Betrieb der Bahn im angestrebten Geschwindigkeitsbereich sicherstellt

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Hochgeschwindigkeitsbahn der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Abreißkanten in Abhängigkeit vom Außendruck steuerbar sind. Der Vorteil dieser Maßnahme ist eine beachtliche Unempfindlichkeit bei Hochgeschwindigkeitsbahnen gegen Seitenwind und Böen. In diesem Zusammenhang ist gemäß der Erfindung weiter vorgesehen, daß eine symmetrische Anordnung dieser Abreißkanten derart gegeben ist, daß bei schräger Anströmung die Abreißkanie bzw. die Abreißkanten infoige des örtlichen Druckabfalls ausfahrbar ist bzw. sind. Die Abreißkanten können in Fensterstreben angeordnet sein. Auch ist es möglich, sie im Bereich der Dachkanten, vorzugsweise am vorderen Teil des Zuges anzuordnen. Vorteilhaft werden die Abreißkanten mittels einer Parallei führung annähernd senkrecht zur Kontur des Zuges ausgefahren. Desgleichen bietet sich die Möglichkeit, die Abreißkanten mittels einer Gelenkverbindung aus der Kontur herauszuklappen. Im Hinblick auf die Außendrucksteuerung ist es nützlich, die Abreißkanten durch vorgespannte Federn in der eingefahrenen Lage zu halten, derart, daß der Schwellenwert, ab dem die Abreißkante ausgefahren wird, durch entsprechende Vorspannung der Feder einstellbar ist. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, daß durch Verringerung des Abstandes jeweils zweier symmetrisch angeordneter Abreißkanten im Grenzfall nur eine Abreißkante iu der Mittelebene angeordnet ist.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 den Bug einer Hochgeschwindigkeitsbahn in Seitenansicht,

F i g. 2 den Schnitt A-A gemäß F i g. 1,
F i g. 3 den Bug gemäß F i g. 2 bei schräger Anströmung,

F i g. 4 den Bug gemäß F i g. 3 bei ausgefahrener

so Abreißkante,

F i g. 5 einen Ausschnitt aus F i g. 4 in vergrößerter Dirstellung und

F i g. 6 eine Abreißkante mit Scharnier bzw. Gelenk.
Der Bug 1 eines in Richtung «fahrenden Zuges ist mit Abreißkanten 2 und 3 versehen. Bei frontaler Anströmung ohne Querkomponente y ergibt sich ein Druckverlauf am Fahrzeugbug mit einem Überdruckbereich 4 und Unterdruckbereichen 5, gemäß F i g. 2. Bei schräger Anströmung gemäß Fig.3 ergibt sich eine stark unsymmetrische Druckverteilung mit den daraus resultierenden störenden Seitenkräften, Diese Druckverteilung wird durch das Ausfahren der Abreißkante 2 in eine Druckverteilung nach Fig,4 abgewandelt. Hier ist der Unterdruck in der abgelösten Strömung stark Vermindert, was sich günstig auf die Seitenkräfte und damit auf die Laufeigenschaften auswirkt.

Eine mögliche, konstruktive Ausgestaltung der Abreißkante ist in Fig.5 dargestellt Hier wird die

Abreißkante 2 annähernd senkrecht zur Fahrzeugkontur ausgefahren, was durch den örtlich herrschenden Unterdruck bewirkt wird. Durch entsprechende Dimensionierung einer Feder 6 kann der Schwellenwert des Unterdrucks eingestellt werden, ab dem das Ausfahren der Abreißkante erfoIgL

Eine weitere Beispielsauyführung einer Abreißkante nach Fig.6 besteht darin, daß eine Abreißkante 7 mittels einer D» 2nverbindung 8 derart an der Struktur des Fahrzeuges angelenkl ist, daß sie bei örtlichem Unterdruck aus der Kontur des Fahrzeuges herausklappt und die Lage 9 einnimmt Auch hier ist eine Feder zur Vorgabe des Schwellenwertes zum Herausklappen der Abreißkante denkbar.

Eine andere hier nicht dargestellte Ausgestaltung !5 nach der Erfindung sieht vor, daß die erfindungsgemäße Abreißkante in einer Fensterstrebe angeordnet ist.

Weiterhin können die Abreißkanten zwecks Verminderung der Seitenkräfte am Bug die Abreißkanten bei frontaler Anströmung in Bereichen mit geringem örtlichem Unterdruck angeordnet sein und bei schräger Anströmung durch einen höheren Unterdruck ausgefahren werden.

In weiterer Ausgestaltung können die Abreißkanten 3, gemäß Fig. 1, für die prinzipiell die vorbeschriebenen Merkmale zutreffen, im Bereich des Dachrandes angeordnet sein, um den Böen- bzw. Seitenwindauftrieb zu vermindern, der recht erhebliche Kräfte in der vertikalen Richtung ζ liefern kann, was sich besonders im Falle von Leichtbaukonstruktionen sehr störend bemerkbar macht. Die Anwendung von Abreißkanten 3 zur Verminderung des Auftriebs ist über die gesamte Zuglänge denkbar, erscheint jedoch im vorderen Zugbereich besonders wirkungsvoll.

Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausbildung ist vorgesehen, daß im Bereich des Bugs anstelle der symmetrisch angeordneten Abreißkante nur noch mindestens eine Abreißkante in der Mittelebene angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind alle Abreißkanten im eingefahrenen Zustand aus Gründen des Widerstandes möglichst gut in Jie Kontur der Außenhaut einzufügen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Aerodynamische Abreißkanten an einer Hochgeschwindigkeitsbahn für Reisegeschwindigkeiten bis zu 300 km/h und darüber, die auf beiden Seiten, insbesondere beiderseits des Buges, symmetrisch zur Mittelebene ein- und ausfahrbar vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abreißkanten (2 und 3 bzw. 7) in Abhängigkeit vom Außendruck steuerbar sind.

2. Abreißkanten nach Anspruch !,gekennzeichnet durch eine symmetrische Anordnung dieser Abreißkanten, derart, daß bei schräger Anströmung die Abreißkante bzw. die Abreißkanten infolge des örtlichen Druckabfalles ausfahrbar ist bzw. sind.

3. Abreißkanten nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Fensterstreben angeordnet sind.

4. Abreißkanten nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge.Kinnzeichnet, daß sie im Bereich der Dachkanten, vorzugsweise am vorderen Teil des Zuges angeordnet sind.

5. Abreißkanten nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels einer Parallelführung annähernd senkrecht zur Kontur ausfahrbar sind.

6. Abreißkanten nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mittels einer Gelenkverbindung aus der Kontur herausklappbar sind.

7. Abreißk icen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch vorgespannte Federn in der eingefahrenen Lage gehalten werden.

8. Abreißkanten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert, ab dem die Abreißkante ausgefahren wird, durch entsprechende Vorspannung der Feder einstellbar ist

9. Abreißkanten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verringerung des Abstandes jeweils zweier symmetrisch angeordneter Abreißkanten im Grenzfall nur eine Abreißkante in der Mittelebene angeordnet ist.