Einführung eines einheitlichen Berech- nungsverfahrens für aerodynamische Lasten auf Schienenfahrzeugen

摘要

Every railway passenger knows the jerk that goes through a railway vehicle when crossing with another train at high speed or has sensed the change of air pressures while passing through tunnels with the human ear affecting aural pressure comfort. Both effects are caused by air pressure changes on the outside of the train. The railway vehicle provides a firm hull around the passenger that bears these impacts and lessens the effects on the inside of the train. Therefore, several aerodynamic loads act on the vehicle body of a train in operation, which are to be considered in its structural design. The structural design of a train has to be demonstrated in the framework of homologation of a new railway vehicle and technical standards require also consideration of aerodynamic load cases therein. However, assessment methods and common reference scenarios have not been described in technical standards so far, resulting in time delay due to technical negotiations in the design stage or project risks. To close the regulatory gap, a working group of the railway industry sector compiled a guideline to be used in homologation procedures and published it [1], [2] at the end of 2014. This article will present the content of the guideline, which was recently completed by amendment [3].%Jeder Fahrgast im Zug kennt den Ruck, der durch das Fahrzeug geht, wenn es bei hohen Zuggeschwindigkeiten zu einer Zugbegegnung kommt oder die im Ohr gespürte Änderung des Luftdruckes bei Tunnelfahrten. Für beide Effekte sind Änderungen des Luftdruckes auf der Außenseite des Fahrzeuges die Ursache. Das Schienenfahrzeug stellt für den Reisenden dabei eine schützende Hülle dar, die die aerodynamischen Einflüsse außen aufnimmt und nur abgemildert in das Innere überträgt. Auf die Hülle, also maßgeblich den Wagenkasten, wirken im Betrieb daher verschiedene aerodynamische Lasteinwirkungen ein, die im Design und in der Festigkeitsauslegung zu berücksichtigen sind. Die Berücksichtigung dieser Lasten ist seit langem im technischen Regelwerk hinterlegt und wird im Fahrzeugdesign und in Zulassungsverfahren geprüft. Standardisierte Vorgehensweisen und einheitliche Auslegungsszenarien fehlten bisher jedoch in den Normen, so kam es im engen Zeitgerüst laufender Beschaffungsprojekte zu Zeitverlusten und Entwicklungsrisiken. Zur Schließung der Regelungslücke hat der Bahnsektor zum Jahreswechsel 2014/15 einen Leitfaden zur Anwendung in Zulassungsverfahren hervorgebracht und veröffentlicht [1], [2]. In diesem Artikel werden Inhalte aus dem Leitfaden vorgestellt, der kürzlich durch eine Ergänzung vervollständigt wurde [3].