Dəmir yolu səs maneəsi necə dəqiq olaraq təkər–ray dən gələn səsi azaldır?

Təkər-Raylı Səsin Unikal Çətinliyi

Dəmiryolu səsi avtomagistral səsindən fərqli bir hadisədir. Yük vaqonlarının keçdiyi zaman ray yaxınlığında dayanmış hər kəs bu fərqi bilir — polad təkər və polad ray arasındakı toxunma sahəsindən gələn xüsusi bir cırtdanma və gurultu var. Bu, təkər-raylı səsdir və əksər iş rejimlərində dəmiryolu yan yol səsinin əsas mənbəyidir.

Çətinliyi yaradan məsələ mənbənin hündürlüyüdür. Təkər-raylı səs-küy torpaq səviyyəsinə yaxın yerləşən mənbədən yayılır; bu da avtomagistral nəqliyyatı üçün işləyən, lakin mənbə daha yuxarıda yerləşən adi yüksək maneələrin birbaşa tətbiq oluna bilməməsini göstərir. Səs-küy mənbəsi aşağıda, qəbuledicilər isə tez-tez yüksəklikdə (məsələn, çoxmərtəbəli yaşayış binası) yerləşir və bu, standart maneə dizaynlarının həll etməkdə çətinlik çəkdiyi difraksiya problemi yaradır.

Təkər-raylı səs-küyünü azaltmaq üçün səs-küy mənbəsini ekranlama effektiv üsuldur. Lakin bunun necə edilməsi son dərəcə vacibdir. Təkər-raylı toxunma nöqtəsinə baxış xəttini kəsən maneə müəyyən dərəcədə azalma təmin edər. Lakin təkər-raylı səs-küyünün tezlik tərkibi və yayılma nümunəsi üçün xüsusi olaraq hazırlanmış maneə çox daha əhəmiyyətli azalma verər.

Təkər-raylı səs-küyünün həqiqi mənbəyi

Onu azaltmaq üçün onun nədən yarandığını başa düşmək lazımdır. Dövrə səsi — təkər-raylı səsin əsas komponenti — təkər və raylın bir-birinin üzərində sürüşməsi zamanı təkərdə və raylda yaranan titrimlərdən qaynaqlanır. Təmas sahəsi tamamilə hamar deyil; hər iki səthdəki mikroskopik qeyri-bərabərlik geniş tezlik diapazonunda titrimlərə səbəb olur.

Təkər zəng kimi titrir. Rayl kiriş kimi titrir. Hər ikisi səs yayır. Daha yüksək sürətlərdə dövrə səsi üstünlük təşkil edir. Daha aşağı sürətlərdə isə frenləmə və çəki səsi daha çox fərqlənir. Lakin orta və yüksək sürətlərdə əksər başlıq dəmiryolu əməliyyatlarında dövrə səsi əsas hadisədir.

Tezlik məzmunu ona görə vacibdir ki, səsün zəifləməsini maneə ilə necə effektiv maneə törətmək olar, müəyyən edir. Yüksək tezlikli komponentlər məsafə ilə sürətlə zəifləyir və maneə ilə bloklanması daha asandır. Daha az tezlikli komponentlər isə daha çox enerji daşıyır və daha uzağa yayılır; onları dayandırmaq çox daha çətindir. Buna görə də 300 km/saat sürətlə hərəkət edən sərnişin qatarları üçün yaxşı işləyən bir maneə, tezlik profilinin dəyişdiyi daha aşağı sürətlərlə yük qatarlarının fəaliyyəti üçün daha az effektiv ola bilər.

Maneənin hündürlüyü və aşağı mənbə problemi

Təkər-ray səsinin aşağı mənbə hündürlüyü həndəsi çətinlik yaradır. Maneənin təkər-ray toxunma nöqtəsi ilə qəbuledici arasındakı görüş xəttini kəsmək üçün kifayət qədər hündür olması lazımdır. Lakin bir çox dəmiryol xətlərində — xüsusilə şəhər ərazilərində — maneənin hündürlüyü ilə bağlı məhdudiyyətlər mövcuddur: keçid tələbləri, vizual təsir, külək yüklənməsi və struktur xərcləri.

Burada "yuxarı qısa etek" anlayışı əhəmiyyət kazanır. Yuxarı qısa etek, avtomobilin gövdəsindən aşağıya və ya döşəmədən yuxarıya doğru uzanan maneə elementidir və bu, effektiv mənbə hündürlüyünü azaldır və ya kritik aşağı səviyyədə maneə hündürlüyünü artırır. Yuxarı qısa etek konfiqurasiyaları ilə aparılan tədqiqatlar göstərir ki, eyni şəraitdə Y-tipi yuxarı qısa eteklər T-tipi yuxarı qısa eteklərə nisbətən daha güclü səs azaldılması performansı göstərir. Bundan əlavə, yuxarı qısa etek ucunun qalınlığını artırmaq da səsin effektiv izolyasiyası üçün faydalıdır.

Niderlandda TNO tədqiqat qrupu döşəməyə yaxın yerləşdirilən 60 santimetrlik maneənin, çarxlar və okslar ətrafında hissəvi örtüklərlə birləşdirilməsi halında, qatar səsini 6–8 desibel azalda biləcəyini müəyyən etmişdir. Bu, nisbətən mütevazı fiziki müdaxilə ilə əldə edilən əhəmiyyətli bir azalma olup, tam olaraq səsin ən aşağı nöqtəsindəki mənbəyə yönəldiyi üçün işləyir.

Dəmiryol kontekstində udma və əks etmə

Soyulucu və əks etdirici maneələr arasındakı müzakirə avtomagistral tətbiqlərində dəmiryolu tətbiqlərindən fərqli şəkildə gedir. Avtomagistral şəraitində mənbə hündürlüyü müxtəlif olan hərəkət edən nəqliyyat vasitələrinin xətti boyu paylanır. Dəmiryolu şəraitində isə mənbə torpağa yaxın, çarx-ray dəstəyi nöqtəsində cəmləşir və səs şüalanma nümunəsi daha istiqamətlidir.

Bu cəmləşmə əks etdirici maneələrin problemlər yaradmasına səbəb olur. Bir tərəfdəki əks etdirici maneədən sıçrayan səs digər tərəfə keçə bilər və orada yenidən əks olunaraq relslər arasındakı koridor içində səs enerjisinin artmasına səbəb olur. Paralel maneə konfiqurasiyalarında — qalxan dəmiryolu strukturlarında yayılmışdır — soyulucu maneələr bu çoxlu əks etmələr səbəbilə baş verən performansın pisləşməsini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər və hətta tamamilə aradan qaldıra bilər.

Almaniyada istehsal olunan BR185 lokomotivinin 1:4 miqyasında hazırlanmış təcrübi nümunəsi üzərində aparılan bir araşdırma, nəqliyyat vasitəsinə quraşdırılmış paltarlar və dəmir yolu sahəsindəki aşağı səviyyəli maneələrin müxtəlif birləşmələrini sınadı. Yalnız nəqliyyat vasitəsinə quraşdırılmış paltarların və ya yalnız aşağı səviyyəli dəmir yolu maneələrinin istifadə edildiyi hallarda səs-küy azaldılması həmişə 2–3 desibel ölçüldü. Birləşdirildikdə isə bu təsirlər toplanırdı — həmişə mükəmməl deyil, lakin əhəmiyyətli fərq yaratmaq üçün kifayət qədər.

Dəmir yolu özü üzərindən udan materialların rolu

İşığa çox az diqqət yetirilən bir şey budur: udma effekti yalnız maneədə deyil, eyni zamanda dəmir yolu örtüyü və ya relslər arasına yerləşdirilən udan materiallarda da vacibdir. Bu xüsusilə beton səthi səsi udmaq əvəzinə əks etdirən monolit dəmir yolu sistemləri üçün aktualdır.

Səsudurucu material təbəqəsi ilə təchiz olunmuş monolit döşəməli dəmiryolu trassesində aparılan sınaqlar əhəmiyyətli yaxşılaşmalar göstərdi. Səsin udulması yalnız səsün maneəyə çatmasını azaldır — həmçinin səsin maneəyə çatmadan əvvəl özü trassanın strukturu daxilində əks olunaraq yayılmasını da azaldır.

Trassa səviyyəsində udulma və yaxşı hazırlanmış maneənin birləşməsi iki mərhələli azalma yaradır: səsi mənbədə tut, sonra qalan hissəni blokla. Buna görə də kompleks yanaşmalar tək tədbirlərə nisbətən daima üstün performans göstərir.

Həqiqi iş vəziyyəti: Şəhər dəmiryolu viyaduktu və sıx məsafələr

Əhalisi sıx olan bir Asiya şəhərində metro viyaduktu üçün aparılan layihədə yaşayış binası arasından keçən viyadukt üçün maneə qurmaq mümkün olmadı, çünki burada yerləşən binalar arasında çox az boşluq var idi. İcazə verilən maksimum maneə hündürlüyü trassa səviyyəsindən yalnız 1,8 metr təşkil edirdi — bu, zəmin səviyyəsindəki qəbuledicilər üçün təkər-rail kontakt nöqtəsini örtmək üçün belə çox az idi, üst mərtəbələri isə heç vaxt örtə bilməzdi.

Dizayn komandası qat-qat yanaşmadan istifadə etdi. Birinci, mənbənin güclülüğünü azaltmaq üçün relslər arasındakı yol taxtasına səsuduran material quraşdırıldı. İkincisi, tam maneə deyil, lakin effektiv mənbə hündürlüyünü azaldan yönümüş uzantı olan Y formalı paltar vasitəsilə nəqliyyat vasitəsinin yan tərəfində istifadə edildi. Üçüncüsü, bu, səsudaran daxili səthi olan alçaq yol boyu maneəsi ilə birləşdirildi.

Birləşmiş təsir ən yaxın qəbuledici mövqelərdə təxminən 7–8 dB-lik daxilolma itirməsi kimi ölçüldü. Bu, avtomagistral maneələri standartlarına görə gözəl nəticə deyil, lakin hər desibel sayılan və alternativ variantın — ümumiyyətlə heç bir maneə olmamasının — davamlı şikayətlər və qanunvericilik pozuntuları demək olduğu şəraitdə əhəmiyyətli nəticədir.

Standartların Tələbləri

Çin dəmiryolu standartları aydın bir səviyyə müəyyən edir. TB/T 3122-2005 standartı dəmiryolu səs maneələrinin akustik komponentlərinin səs azaldılması əmsalının 0,70-dən az olmamasını tələb edir. Bu, HJ/T90-2004 standartı çərçivəsində ümumi avtomagistral maneələri üçün tələb olunan 0,5 səviyyəsindən daha yüksək səviyyədir. , dəmir yolu tətbiqlərində daha çətin akustik mühitə əks olunur.

Standart həmçinin səs udma ölçmələri üçün reverberasiya otağında GB/T 20247-2006-a uyğun testlərin aparılmasını tələb edir. Bu, yalnız qərara alınmış rəsmi prosedurlar deyil — bu, maneəyə daxil ediləcək materialların sahədə quraşdırıldıqda faktiki olaraq göstərilən performansı təmin etməsini təmin edir.

Yalnız maneə həllərinin sərhədləri

Dəmiryolu səs maneəsi güclü alət olsa da, tam həll deyil. Təkər-rail səsi həmçinin railin sürtünməsi, təkər dampirləri və yaxşılaşdırılmış fren bloku materialları ilə mənbədə azaldıla bilər. Rail bərkidici modifikasiyaları, udma maneələri və rail titrəşmə udma cihazlarını daxil edən bir prototip körpü müvafiq olaraq -10 dB(A), -8-dən -10 dB(A)-a və -3-dən -4 dB(A)-a qədər azalma əldə etdi.

Məqsəd budur ki, maneələr sistem hissəsi kimi ən yaxşı işləyir. Yalnız maneə əhəmiyyətli azalmalar verə bilər — xüsusilə təkər-rail səsinin aşağı mənbə həndəsəsi üçün xüsusi olaraq dizayn edildikdə. Lakin mənbə səviyyəsində tədbirlərlə birləşdirildikdə ümumi azalma hissələrin cəmindən böyükdür.

Akustik prinsipləri və dəmiryolu quraşdırılmasının praktik realiyyətlərini həm də başa düşən istehsalçılar əslində böyük fərq yaradır. Kanghailong, hər bir millimetrik uyğunluq və hər bir material spesifikasiyası son akustik nəticəni təsir edəndə əhəmiyyət kəsb edən dəqiq emal və material birləşməsi ilə tanınmışdır.