Блог

May 11, 2024

Инновационные композитные мачты призваны снизить затраты и повысить эффективность электрификации железных дорог.

Инженерно-консалтинговая компания Furrer+Frey на этой неделе представит свои инновационные композитные мачты для электрификации железных дорог, которые могут произвести революцию в подходах к электрификации железных дорог.

Инженерно-консалтинговая компания Furrer+Frey на этой неделе представит свои инновационные композитные мачты для электрификации железных дорог, которые могут произвести революцию в подходах к электрификации железных дорог.

В разработке мачты приняли участие инженеры по электрификации общественного транспорта Furrer+Frey, команды из университетов Крэнфилда, Саутгемптона и Ньюкасла, производитель композитных материалов Prodrive, а также разработчики железнодорожных технологий TruckTrain. Проект частично финансировался Министерством транспорта (DfT) и Innovate UK в рамках конкурса First Of A Kind. Первые композитные мачты были созданы и испытаны на фидерной станции Сент-Брайд, недалеко от Ньюпорта в Уэльсе.

В то время как традиционная стальная мачта того же размера весит около 750 кг, композитные мачты весят около 80 кг, но имеют такую ​​же прочность. Снижение веса является значительным повышением производительности и снижением затрат.

Руководитель британских проектов Furrer+Frey Ноэль Дельфин рассказал NCE: «Если у вас есть хорошо спроектированная мачта, для которой требуется меньшая по размеру, более легкая установка, использующая меньше топлива, это можно сделать быстрее, чтобы вы были более эффективными».

Однако это лишь один фактор. Дельфин объясняет: «Собственный вес — это лишь небольшая часть нагрузки на сваю. Это вес, ветер на нем, вес льда, то, как свисают провода – это целая система. Поэтому мы разработали мачту, которая не только легче, но и имеет меньшее сопротивление ветру».

Это важно, поскольку означает, что сваи, удерживающие их на месте, также могут быть намного меньше.

Работая над электрификацией Грейт-Вестерн железной дороги, Дельфин объясняет это значение: «Средняя высота свайного фундамента на Грейт-Вестерн составила 4,7 метра. Итак, у вас есть мачта высотой 6 метров, а затем вам нужно вбить в землю стальную сваю, чтобы удержать ее, которая находится на глубине около 5 метров под землей. Втыкание 5-метровой сваи в землю 11 000 раз обходится очень дорого». В районах с менее безопасными грунтовыми условиями сваи могут быть даже глубже 5 м.

«Средняя высота на магистрали Мидленд составляет 3,7 метра, так что мы движемся в правильном направлении», — говорит Дельфин.

Сваи для прототипа композитной мачты сокращают этот показатель более чем вдвое: глубина свай составляет всего 1,25 м — это самая мелкая свая для электрификации, когда-либо установленная.

«Если вы устанавливаете сваю вдвое меньшей длины, вы можете сделать вдвое больше, а цена самой сваи будет меньше, что делает всю систему более эффективной».

Однако это выходит за рамки установки. В новых сваях будут установлены датчики, которые будут сообщать, насколько они согнуты или провисли от вертикального положения, чтобы инженеры знали, когда их необходимо заменить. Это гораздо более эффективная система, чем нынешняя.

«Недавно мы работали над Тэмсайдом, который представляет собой C2C из Лондона в Саутенд, и большая часть этого маршрута болотистая», — говорит Дельфин. «Каждые два года нам приходилось выходить и измерять наклон каждой конструкции, а на участке, который мы рассматриваем, находится 2300 конструкций. Это означает, что кто-то поднимается, измеряет углы и записывает их в отчет. Тем не менее, время от времени водитель все равно получает сообщения о том, что конструкция начала наклоняться. Из-за заболоченной местности на этом маршруте заменяют около 50 построек в год.

«Очевидно, что если у вас есть структура, которая периодически отчитывается, вы получаете гораздо лучшую информацию и можете видеть ее историю, но при этом кто-то не выходит. Так что, если вы сможете встроить туда недорогие датчики, вы сможете на этом сэкономить».

На данный момент изготовлено лишь несколько прототипов мачт, а две из них уже прошли физические испытания до разрушения в лаборатории, нажимая на консоли до тех пор, пока они не согнутся. Это было сделано для того, чтобы проверить, соответствует ли их фактическое сопротивление тому, что было рассчитано инженерами в моделях анализа методом конечных элементов, что они и сделали.

Мачты-демонстраторы были изготовлены вручную компанией Prodrive, наиболее известной по работе с автомобилями Формулы-1. Однако это касается только прототипов.