受电弓设备对列车气动特性影响的风洞试验

张雷，杨明智

(中南大学 交通运输工程学院，轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙，410075)

强侧风作用下，高速列车气动性能恶化，严重影响列车运行的稳定性，因此，容易造成列车脱轨、倾覆事故[1-2]。我国建铁路沿线多有风区，尤其在青藏和兰新线风区多且风速高[3-4]，而在高风速高车速的条件下，受电弓设备的安装会使列车周围流场变得更为复杂，不仅会影响受电弓的受流质量，消弱弓网系统的跟随性、稳定性，增加弓网的磨损度[4-7]，严重时会导致列车气动力显著增加，使列车脱轨、倾覆的可能性大大增加[8-10]。由侧风导致的列车事故在世界各国时有发生，大风给铁路运输安全、人民生命财产造成严重威胁[11-13]。为此本文作者通过风洞试验对受电弓设备影响下的列车气动性能进行研究，从而为我国铁路既有线路和新建线路的提速及高速铁路的发展提供空气动力学方面的科学依据。

1 试验装置及测试方法

1.1 风洞和试验模型

本次试验在中国空气动力研究与发展中心宽×高为8 m×6 m的风洞中进行。该风洞为直流式、闭口、串列双试验段大型低速风洞。试验在第二试验段进行，风洞长度为15 m，稳定风速为20～70 m/s[14]。

列车模型比例为1:8，本次试验中，高速列车采用三节车编组，受电弓设备(受电弓和导流罩)安装在动车组模型中间车的后部，在受电弓模型周围采用“挡板”式和“浴盆”式2种导流罩，如图1和图2所示。

图1 受电弓和“挡板”式导流罩模型Fig.1 Models of pantograph and “baffle” dome

图2 受电弓和“浴盆”式导流罩模……