Проблема обеспечения безопасности движения порожних грузовых вагонов наиболее остро стоит по отношению к вагонам на тележках модели 18-100, что главным образом обусловлено эксплуатационными износами колесных пар, боковых рам и надрессорных балок, а также элементов рессорного подвешивания. Потенциальная угроза безопасности движения возникает при движении поезда, составленного из преимущественно порожних и малозагруженных вагонов, по участкам пути, имеющим отступления геометрии рельсовой колеи III и более высоких степеней или сочетаний и последовательностей отступлений II степени. В статье приведены основные результаты комплексных исследований: математического моделирования динамического взаимодействия пути и порожних грузовых вагонов различных типов с характерными видами износов тележек на основе программного продукта «Универсальный механизм» и полигонных испытаний вагонов на измерительных участках прямой, переходных и круговых кривых радиусом 350, 650, 800, 1000 и 2050 м на участке Белореченская — Майкоп Северо-Кавказской железной дороги. Исследованы динамические качества и устойчивость движения порожних грузовых вагонов различных типов в зависимости от параметров технического состояния ходовых частей и отступлений геометрии рельсовой колеи II и III степеней различных видов и сочетаний при движении в прямых и криволинейных участках пути. Приведены таблицы и графики зависимостей показателей динамических качеств и устойчивости движения универсальных порожних грузовых вагонов различных типов от скорости движения в прямых участках пути и круговых кривых различных радиусов и переходных кривых, содержащих искусственные отступления геометрии рельсовой колеи, наиболее негативно влияющие на безопасность движения. Даны рекомендации по корректировке нормативных документов ОАО «РЖД», регламентирующих допускаемые скорости движения порожних грузовых вагонов в зависимости от технического состояния ходовых частей.

Описываются исследования частоты изгибных колебаний кузовов вагонов модельного ряда 61-4440, который включает вагоны купейные, штабные, некупейные, с местами для сидения, вагон-ресторан и другие. Кузова всех вагонов этого модельного ряда имеют одинаковые габаритные размеры и изготовлены из коррозийно-устойчивых сталей (нержавеющих) с плоскогофрированной обшивкой нижнего (подоконного) пояса.

Для оценки влияния конструктивных особенностей кузовов из нержавеющих сталей на их изгибную жесткость и параметры изгибных колебаний в вертикальной плоскости проведен расчетно-экспериментальный комплекс работ.

После анализа результатов расчета и экспериментальных данных были выработаны и реализованы предложения по повышению изгибной жесткости металлоконструкции кузова с обшивкой из нержавеющих сталей. Для проверки реализованных предложений были проведены комплексные испытания по определению параметров изгибных колебаний металлоконструкции опытного кузова. Испытания проводились по разработанному авторами комбинированному методу. Для этого использовались вибромашина, устанавливаемая в консольных частях кузова, и импульсное возбуждение.

Полученные результаты испытаний металлоконструкции опытного кузова по сравнению с результатами испытаний кузовов вагонов модельного ряда 61-4440 показали эффективность реализованных предложений, а именно: повышение частоты первого тона изгибных колебаний на 18 %; снижение амплитуды вертикальных колебаний конструкции кузова на частоте первого тона от 12 до 50 %; снижение амплитуды вертикальных ускорений металлоконструкции кузова при колебаниях на частоте первого тона приблизительно в 2 раза; существенное снижение горизонтального ускорения в зоне простенков среднего сечения. Эффективность реализованных предложений по повышению изгибной жесткости металлоконструкции опытного кузова позволяет рекомендовать их для всего модельного ряда вагонов 61-4440.

В статье дано описание нового стенда для испытаний на надежность окон и дверей пассажирских вагонов. Стенд может быть использован в различных отраслях промышленности, преимущественно в транспортном машиностроении, а также в строительной индустрии. Данный стенд функционально предназначен для испытания всего изделия (окна или двери), а также для определения ресурса работы отдельных механизмов этого изделия. В отличие от известных аналогов новый стенд для испытаний на надежность окон и дверей позволяет производить испытания при воздействии переменного аэродинамического давления, возникающего при эксплуатации окон и дверей на движущихся объектах, например на высокоскоростном наземном транспорте. Предложена специально разработанная методика испытаний на данном стенде, позволяющая имитировать знакопеременные аэродинамические воздействия на окна и двери, возникающие при прохождении поездом туннелей или расхождении поездов встречных направлений в условиях повышенных скоростей движения. Благодаря этому стендовые испытания могут послужить актуальным дополнением к существующим методам испытаний окон и дверей современного высокоскоростного подвижного состава.

Четвертая промышленная революция охватывает все направления экономической деятельности человека, в том числе и области, связанные с проектированием и эксплуатацией различных изделий (здание атомной станции, грузовой вагон, МЭМС-устройства и т. д.) на протяжении всего их жизненного цикла. Одним из основных инструментов цифровой трансформации промышленности под новые конкурентные требования является цифровой двойник (Digital Twin), который всегда строится для конкретного физического объекта. Внедрение в жизненный цикл грузового вагона технологии цифровых двойников позволит повысить экономическую эффективность на всем его протяжении.

Эффективное применение технологии цифрового двойника возможно только при создании адекватной виртуальной модели окружающего этот физический объект пространства. В этой связи прогнозирование поведения конструкции при движении на основе высокоточной модели цифрового двойника физического объекта требует создания виртуального пространства, в котором будет реализован виртуальный полигон, обеспечивающий возможность математического моделирования движения. Для этого необходимо создавать виртуальные стенды и полигоны, на которых можно будет проводить численные испытания. Создание качественного виртуального пространства позволит резко снизить количество проводимых натурных испытаний, изучить влияние большего числа параметров на эксплуатационные характеристики физического объекта.

Создание и применение цифровых двойников согласуется с целями, задачами и планом мероприятий Стратегии развития транспортного машиностроения РФ на период до 2030 г. Внедрение цифровых двойников в железнодорожном транспорте, в частности грузовом подвижном составе, позволит правильно назначать срок службы, сроки межремонтного пробега, повысить эффективность эксплуатации, собрать информацию о реальной нагруженности и т. д. Для сохранения конкурентных преимуществ перед другими видами транспорта вагоностроительной отрасли необходимо развиваться в сторону внедрения элементов четвертой промышленной революции, в том числе и цифровых двойников.

Описан подход к выбору мест размещения компактных контейнерных площадок на железнодорожных станциях магистральных железнодорожных линий для выполнения грузовых операций с транзитными контейнерными поездами на примере инвестиционного проекта ОАО «РЖД» по организации перевозок поездами «Холодный экспресс». Для обеспечения возможности организации движения грузовых контейнерных поездов с приемом их на станции непосредственно на фронт погрузки-выгрузки должны быть выполнены определенные условия, перечисленные в статье. За основу подхода принят принцип минимизации затрат и сохранения эксплуатационных параметров реконструируемых железнодорожных станций при выполнении принципов логистики контейнерных перевозок. Сделан вывод о том, что эталонной железнодорожной станцией для размещения на ней контейнерного терминала, специализирующегося на обработке транспортных контейнерных поездов (в том числе «Холодных экспрессов»), должна быть станция, имеющая малоиспользуемый электрифицированный приемоотправочный путь длиной не менее 1050 м, на который есть возможность приема и отправления поездов во всех направлениях следования и вблизи которого существует открытая грузовая площадка с твердым покрытием с возможностью подъезда грузовых автомобилей. Также должны обеспечиваться условия беспрепятственной работы погрузочной техники, т. е. не должно быть препятствий в виде пешеходных мостов и опор контактной сети. На пилотном маршруте Владивосток — Москва — Санкт-Петербург было выбрано 18 станций, расположенных в крупных городах или тяготеющих к крупным городам. Проведенный анализ показал, что в реальных условиях отсутствуют станции, полностью удовлетворяющие данным критериям, из чего был сделан вывод о необходимости проведения капиталоемких мероприятий различного объема, связанных с достижением необходимых параметров станций, таких как электрификация или удлинение пути, реконструкция горловин станции, обустройство площадки и автоподъездов, а также другие мероприятия.

Ввод нового транспортного продукта в городских агломерациях способствует привлечению дополнительного пассажиропотока путем изменения параметров организации движения пригородных поездов. Рассмотрена задача по определению эффективных параметров маршрутной сети пригородно-городского железнодорожного сообщения для достижения приемлемых финансовых результатов владельцев инфраструктуры и перевозчиков. Определены управляемые переменные, характеризующие маршрутную сеть пригородно-городского сообщения и включающие в себя тип графика движения поездов, интервал движения, маршруты следования, размеры движения, станции отправления и прибытия, класс транспортного обслуживания. Определено также, что распределение корреспонденций пассажиропотока по сети транспортных продуктов зависит как от набора управляемых переменных, так и от времени поездки железнодорожным транспортом при использовании транспортного продукта с учетом выполнения терминальных операций в пунктах отправления, назначения, пересадок, ожидания поездов, следования в поездах. Рассмотрена целевая функция для перевозчика и владельца инфраструктуры, которая является идентичной для обоих участников перевозок, при этом составляющие инвестиционных затрат и прямых производственных расходов по перевозочной деятельности и доходных поступлений, обеспечивающих безубыточность данной деятельности, различны для каждого участника транспортного обслуживания. Определены соответствующие ограничения для поставленной задачи, обусловленные ресурсами железнодорожной инфраструктуры и подвижного состава. Разработаны принципы решения этой многокритериальной задачи путем отыскания группы лучших вариантов направленным перебором альтернатив с последующим выбором результирующего решения методами компромиссного управления. Результаты исследования предназначены для использования в проектах развития пригородного-городского движения в крупных городских агломерациях.

Принятие Россией Кигалийской поправки к Монреальскому протоколу по веществам, разрушающим озоновый слой, поставило перед потребителями искусственного холода, в том числе и перед железнодорожным транспортом, очень непростую задачу — поиск приемлемой альтернативы выводимому из употребления хладону R134a и смесей на его основе. Учитывая, что на рынке отсутствуют равнозначные альтернативы этим веществам, предложено рассмотреть вопрос о применении широко известных и ранее используемых в климатической технике рабочих тел, опираясь на положительный опыт стран Европейского союза (ЕС). В статье выполнен анализ причин введенных запретов на использование гидрофторуглеродов, представлены механизм разрешенного законом применения в ЕС безопасных для человека и природы хладагентов и вариант дорожной карты по переводу климатических установок холдинга «РЖД» на хладон R22 и иные типы фторуглеродов в рамках действия Кигалийской поправки.