FR3139103A1 - Proue d’une rame de véhicule ferroviaire - Google Patents
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Abstract
Proue d’une rame de véhicule ferroviaire La présente invention concerne une proue (15) d’une rame (11, 12) de véhicule ferroviaire (10), comprend un attelage (52) définissant un axe d’attelage (A), et au moins une trappe (50) mobile par rapport à l’attelage (52). La ou chaque trappe (55) est mobile entre une position fermée dans laquelle la ou chaque trappe (50) recouvre l’attelage (52), et une position ouverte, dans laquelle la ou chaque trappe (50) est écartée de l’axe d’attelage (A). La ou chaque trappe (50) présente, sur sa face externe, un déflecteur d’air (75) faisant saillie par rapport à un profil nominal extérieur de la trappe respective (50) transversalement par rapport à l’axe d’attelage (A) lorsque la trappe respective (50) est en position ouverte. Figure pour l'abrégé : figure 1
Description
La présente invention concerne une proue d’une rame de véhicule ferroviaire du type comprenant un attelage définissant un axe d’attelage, et au moins une trappe mobile par rapport à l’attelage entre :
- une position fermée, dans laquelle la ou chaque trappe recouvre l’attelage, et
- une position ouverte, dans laquelle la ou chaque trappe est écartée de l’axe d’attelage.
WO 2018/065139 A1 décrit un véhicule ferroviaire dont une rame est motrice et comprend un élément de carrosserie et un attelage au niveau de sa proue. Deux trappes mobiles par rapport à l’élément de carrosserie permettent en position fermé de recouvrir l’attelage.
Toujours en position fermé, les trappes sont en contact et donnent à la proue une forme arrondie et convexe par rapport à l’élément de carrosserie.
Lorsque la rame motrice fait front par rapport au véhicule ferroviaire, elle n’est pas attelée par sa proue dont les trappes sont alors fermées. Ainsi dans le mouvement du véhicule ferroviaire, la forme arrondie de la proue alors placée en tête, facilite la pénétration dans l’air de la proue.
Néanmoins, lorsque la rame est attelée par sa proue alors située en queue à une autre rame située en aval, le déplacement du véhicule ferroviaire conduit à des efforts de trainée sur le rame aval.
Le but de l’invention est donc de proposer une proue de véhicule ferroviaire grâce à laquelle les efforts de trainée sur la rame menée lors de mouvement du véhicule sont réduits.
A cet effet, l’invention a pour objet une proue d’une rame de véhicule ferroviaire du type précité, dans lequel la ou chaque trappe présente, sur sa face externe, un déflecteur d’air faisant saillie par rapport à un profil nominal extérieur de la trappe respective transversalement par rapport à l’axe d’attelage lorsque la trappe respective est en position ouverte.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la proue comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le déflecteur d’air définit une géométrie concave en section suivant la face externe de la trappe respective,
- la proue comprend au moins deux trappes présentant chacune un déflecteur d’air telles qu’en position fermée des trappes, un bord de fermeture de l’une des trappes est en contact avec un bord de fermeture de l’autre trappe, définissant un plan de joint sur toute la longueur du contact entre les bords de fermeture,
- chaque déflecteur d’air s’étend sur au moins une partie de la longueur du bord de fermeture de la trappe associée,
- le plan tangent à chaque déflecteur d’air, au bord de fermeture de chaque trappe, est confondu avec le plan de joint en position fermée des trappes,
- la face externe de la ou chaque trappe est dérivable en tout point le long du déflecteur d’air respectif,
- le ou chaque déflecteur d’air s’étend au moins suivant une hauteur de la trappe respective,
- la face externe de la ou chaque trappe comporte en section, un point d’inflexion à partir duquel la courbure de la face externe s’inverse formant le déflecteur d’air, le déflecteur divergeant d’un profil nominal extérieur de la trappe respective en définissant, à son maximum, un débord compris entre 3 cm et 10 cm,
- le ou chaque déflecteur d’air définit une largeur, mesurée entre le point d’inflexion et une projection orthogonale de son maximum sur le profil nominal extérieur de la trappe associée, comprise en 0,5 fois et 3 fois le débord du déflecteur, et
- la proue comprend un élément de carrosserie délimitant un passage pour l’attelage et obturable par la ou chaque trappe et la ou chaque trappe est montée mobile par rapport à l’élément de carrosserie pour s’escamoter en position ouverte, sur au moins 80% de sa longueur dans l’élément de carrosserie, le ou chaque déflecteur d’air se trouvant en dehors de l’élément de carrosserie suivant l’axe d’attelage dans la position ouverte.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faits en référence aux dessins annexés, sur lesquels ;
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Comme partiellement visible sur la , un véhicule ferroviaire 10 comprend deux rames 11, 12 dont l’une est menante et l’autre est menée.
Chaque rame 11, 12 comporte à chaque extrémité une proue 15 en forme d’ogive permettant une bonne pénétration de l’air.
La proue 15 comporte un élément de carrosserie 30 portant des phares 35 et délimitant une bouche axiale 37 obturable par deux trappes mobiles 50. Elle comporte en outre un attelage 52 masqué en arrière des trappes 50 et accessible au travers de la bouche 37. Cet attelage 52 est propre à coopérer avec un attelage identique d’une rame suivante ou précédente.
Les trappes 50 sont mobiles l’une par rapport à l’autre transversalement à l’axe d’attelage A, entre une position fermée, visible sur la , dans laquelle elles sont en contact l’une avec l’autre et couvrent l’attelage 52 respectif, et une position ouverte, visible sur la , dans laquelle elles sont écartées l’une de l’autre permettant le passage de l’attelage 52.
Les trappes 50 forment en position fermée, une enveloppe en forme d’ogive couvrant la bouche axiale 37. Chaque trappe 50 s’étend sur toute la hauteur de la bouche 37, d’une base de la rame 11 en contact avec son boggie non représenté, jusqu’au sommet de la bouche 37.
Chaque trappe 50 définit de plus, un bord de fermeture 55 s’étendant sur la hauteur et en contact avec le bord de fermeture 55 de l’autre trappe 50 en position fermée. Ce contact définit un plan de joint 60 sur toute la hauteur des deux trappes 50 en contact. Chaque trappe 50 définit également une extrémité opposée 65 au bord de fermeture 55 s’étendant également sur toute la hauteur de ladite trappe 50, et dans le prolongement de l’élément de carrosserie 30 en position fermée des trappes 50.
Les trappes 50 d’une même proue 15 sont de préférence symétriques par rapport au plan de joint 60 en position fermée.
Chaque trappe 50 présente une face externe 70 visible sur la , orientée vers l’extérieur de la proue 15. La face 70 définit un profil nominal extérieur 73 de même convexité s’étendant du bord de fermeture 55 à l’extrémité opposée 65. Le profil nominal 73 est représenté en tirets sur la En position fermée des trappes 50, tout plan tangent au profil nominal extérieur 73 au niveau du bord de fermeture 55, est orthogonal à l’axe d’attelage A. Toujours en position fermée des trappes 50, tout plan tangent au profil nominal extérieur 73 à l’extrémité opposée 65, est dans le prolongement de l’élément de carrosserie 30.
En section, les tangentes au profil nominal extérieur 73 au bord de fermeture 55 et à l’extrémité opposée 65 de chaque trappe 50 forment un angle compris entre 60° et 90°.
Les trappes 50 sont mobiles autour d’un axe vertical perpendiculaire à l’axe (A). En position ouverte, les trappes 50 s’escamotent sous l’élément de carrosserie 30 de la rame 11 ou 12 respective, sur une distance d’environ 80% de la longueur totale de la trappe 50. La distance est mesurée en section entre le bord de fermeture 55 et l’extrémité opposée 65. L’extrémité opposée 65 est alors sous l’élément de carrosserie 30 tandis que le bord de fermeture 55 est apparent à l’extérieur de l’élément de carrosserie 30.
En outre, chaque trappe 50 comprend sur sa face externe 70 un déflecteur d’air 75 au niveau du bord de fermeture 55 faisant saillie par rapport au profil nominal extérieur 73 de la trappe 50 respective. Chaque déflecteur d’air 75, visible sur la , s’étend sur toute la hauteur de la trappe 50 et définit une géométrie concave par rapport au profil nominal extérieur 73 de la trappe 50 associée.
Chaque déflecteur d’air 75 est délimité en section par le bord de fermeture 55 d’une part, et par un point d’inflexion 80 à partir duquel la courbure de la face externe 70 de la trappe associée s’inverse d’autre part. A partir du point d’inflexion 80, la face externe 70 de chaque trappe 50 diverge en section du profil nominal extérieur 73, le long d’une courbe dérivable en tout point, jusqu’à atteindre un maximum 90 au niveau du bord de fermeture 55, formant ainsi le déflecteur d’air 75.
Les déflecteurs d’air 75 divergent du profil nominal externe 73 de telle sorte qu’en position fermée des trappes 50, le plan tangent à chaque déflecteur d’air 75 à son maximum 90, est confondu avec le plan de joint 60. L’angle entre le plan tangent au déflecteur d’air 75 et le plan tangent au profil nominal extérieur 73, au bord de fermeture 55, est donc de préférence sensiblement égale à 90°.
Le débord D de chaque déflecteur d’air 75, mesuré en section entre le maximum 90 dudit déflecteur et un projeté orthogonal 100 dudit maximum 90 sur le profil nominal externe 73, est de préférence comprise entre 3 cm et 10 cm.
La largeur L de chaque déflecteur d’air 75, est mesurée en section le long du profil nominal extérieur 73, entre le point d’inflexion 80 et le projeté orthogonal 100. La largeur L est de préférence comprise entre 0,5 fois et 3 fois le débord D dudit déflecteur d’air 75.
Le débord D et la largeur L de chaque déflecteur d’air 75 sont par exemple constantes sur toute la hauteur de la trappe 50 associée.
En outre, les déflecteurs d’air 75 des deux trappes 50 de chaque proue 15 ont avantageusement le même débord D, la même largeur L et divergent suivant le même courbe entre leur point d’inflexion 80 et leur maximum 90 respectifs. Ainsi, la proue 15 est symétrique par rapport au plan de joint 60 en position fermée des trappes 50.
En position ouverte des trappes 50, les déflecteurs d’air 75 sont extérieurs à l’élément de carrosserie 30 et font saillie par rapport à cet élément 30.
Lors de l’attelage d’une rame menante 11 et d’un rame menée 12, les trappes 50 de chaque rame 11 et 12 initialement en position fermée sont ouvertes et s’escamotent partiellement sous l’élément de carrosserie 30 respectif tout en laissant les déflecteurs d’air 75 à l’extérieur de l’élément de carrosserie. Les attelages 52 des rames 11 et 12 sont alors apparents. La rame menante 11 et la rame menée 12 sont alors liées par leur attelage 52 respectif.
Lors du mouvement du véhicule ferroviaire 10 comprenant la rame menante 11 et la rame menée 12 attelées l’une à l’autre, les flux d’air 115 visibles sur la , s’étendent le long de l’élément de carrosserie 30 de la rame menante 11 parallèlement à l’axe d’attelage A. Entre les proues 15 de la rame menante 11 et celle 15 de la rame menée 12, les flux d’air 115 sont déviés par les déflecteurs d’air 75 de la proue 15 arrière de la rame menante 11 et repoussés du véhicule ferroviaire 10. Les flux d’airs 115 s’étendent de nouveau le long de l’élément de carrosserie 30 de la rame menée 12 parallèlement à l’axe d’attelage A.
Avec la proue 15 selon l’invention, les flux d’air 115 sont déviés de la proue 15 de la rame menée 12 par les déflecteurs d’air 75 de la rame menante 11. Ainsi les flux d’air 115 ne pénètrent pas la rame menée 12 ce qui réduit les efforts de trainée sur la rame menée 12.
De plus, la dérivabilité de la courbe, en section, le long des déflecteurs d’air 75, permet aux flux d’air 115 de s’écouler le long des déflecteurs d’air 75 en limitant la formation de vortex responsables d’effort de trainée sur la rame menante 11.
En outre, si la proue 15 de la rame 11 n’est pas attelée et fait front d’un véhicule ferroviaire 10 en mouvement, le positionnement des déflecteurs d’air 75 aux bords de fermeture 55 des trappes 50 n’affectent pas substantiellement l’écoulement de l’air autour de la proue 15 ne provoquant pas plus d’efforts de trainée sur le véhicule ferroviaire 10.
Claims (10)
- Proue (15) d’une rame (11, 12) de véhicule ferroviaire (10), comprenant un attelage (52) définissant un axe d’attelage (A), et au moins une trappe (50) mobile par rapport à l’attelage (52) entre :
- une position fermée, dans laquelle la ou chaque trappe (50) recouvre l’attelage (52), et
- une position ouverte, dans laquelle la ou chaque trappe (50) est écartée de l’axe d’attelage (A),
- Proue (15) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le déflecteur d’air (75) définit une géométrie concave en section suivant la face externe (70) de la trappe respective (50).
- Proue (15) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins deux trappes (50) présentant chacune un déflecteur d’air (75) telles qu’en position fermée des trappes (50), un bord de fermeture (55) de l’une des trappes (50) est en contact avec un bord de fermeture (55) de l’autre trappe (50), définissant un plan de joint (60) sur toute la longueur du contact entre les bords de fermeture (55).
- Proue (15) selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque déflecteur d’air (75) s’étend sur au moins une partie de la longueur du bord de fermeture (55) de la trappe (50) associée.
- Proue (15) selon la revendication 4, caractérisée en ce que le plan tangent à chaque déflecteur d’air (75), au bord de fermeture (55) de chaque trappe (50), est confondu avec le plan de joint (60) en position fermée des trappes (50).
- Proue (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face externe (70) de la ou chaque trappe (50) est dérivable en tout point le long du déflecteur d’air (75) respectif.
- Proue (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ou chaque déflecteur d’air (75) s’étend au moins suivant une hauteur de la trappe (50) respective.
- Proue (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face externe (70) de la ou chaque trappe (50) comporte en section, un point d’inflexion (80) à partir duquel la courbure de la face externe (70) s’inverse formant le déflecteur d’air (75), le déflecteur (75) divergeant d’un profil nominal extérieur (73) de la trappe (50) respective en définissant, à son maximum (90), un débord (D) compris entre 3 cm et 10 cm.
- Proue (15) selon la revendication 8, caractérisée en ce que, le ou chaque déflecteur d’air (75) définit une largeur (L), mesurée entre le point d’inflexion (80) et une projection orthogonale (100) de son maximum (90) sur le profil nominal extérieur (73) de la trappe (50) associée, comprise en 0,5 fois et 3 fois le débord (D) du déflecteur (75).
- Proue (15) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comprend un élément de carrosserie (30) délimitant un passage pour l’attelage (52) et obturable par la ou chaque trappe (50) et en ce que la ou chaque trappe (50) est montée mobile par rapport à l’élément de carrosserie pour s’escamoter en position ouverte, sur au moins 80% de sa longueur dans l’élément de carrosserie (30), le ou chaque déflecteur d’air (75) se trouvant en dehors de l’élément de carrosserie (30) suivant l’axe d’attelage (A) dans la position ouverte.
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|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010116075A (ja) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Hitachi Ltd | 併結編成車両 |
| DE102009005693A1 (de) * | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Bombardier Transportation Gmbh | Klappenanordnung für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für einen Hochgeschwindigkeitszug |
| WO2018065139A1 (fr) | 2016-10-05 | 2018-04-12 | Voith Patent Gmbh | Véhicule ferroviaire |
| FR3098177A1 (fr) * | 2019-07-01 | 2021-01-08 | Sncf Mobilités | Optimisation des performances aérodynamiques dans la zone de couplage entre les voitures de tête de deux rames adjacentes de matériel ferroviaire. |
-
2022
- 2022-08-30 FR FR2208681A patent/FR3139103B1/fr active Active
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