В 2025 році відділ статистичної динаміки і динаміки багатовимірних механічних систем продовжував дослідження, спрямовані на створення умов для безпечної та ефективної експлуатації рухомого складу в процесі інтеграції залізниць України до європейської транспортної системи. Метою робіт в цьому році став вибір раціональних параметрів коліс для забезпечення нормативних показників динаміки та взаємодії з колією пасажирських і вантажних поїздів, що працюють на коліях як вітчизняного стандарту (1520 мм), так і європейського (1435 мм).
Ключовим напрямом робіт стало дослідження можливості використання раніше розроблених в ІТМ НАНУ і ДКАУ профілів ободів коліс ІТМ-73ЕР (для пасажирських вагонів) та ІТМ-73ЕС (для вантажних вагонів) як єдиного профілю коліс вагонів, призначених для експлуатації на українських і європейських залізницях.
За допомогою просторових математичних моделей взаємодії системи «екіпаж – колія» виконано розрахунки динаміки руху окремих вагонів і повноскладного поїзда з урахуванням реальних нерівностей колії та різних режимів експлуатації.
Проведено порівняльний аналіз показників стійкості руху, вертикальних і горизонтальних прискорень кузова, рамних сил, коефіцієнтів вертикальної динаміки та запасу стійкості коліс проти сходу з рейок. Розрахунки виконано для вагонів з візками нового покоління розробки українських підприємств – моделі 68-7041 (пасажирські) та моделей 18-7020 і 18-9817 (вантажні). Досліджувався рух пасажирських вагонів зі швидкістю до 160 км/год, вантажних – до 120 км/год.
Отримані результати показали, що застосування профілів ІТМ-73ЕР та ІТМ-73ЕС не погіршує динамічних показників вагона у порівнянні зі стандартними профілями коліс, а в багатьох випадках забезпечує їх покращення. Для більшості режимів руху всі основні показники відповідають нормативним вимогам як на українській, так і на європейській колії. Водночас встановлено, що при високих швидкостях руху зростає роль стану утримання колії, що потребує дотримання підвищених вимог до її геометричних параметрів на ділянках швидкісного сполучення.
Окрему увагу приділено дослідженню взаємодії коліс із рейками з різним ступенем зносу на криволінійних ділянках колії. Визначено розподіли контактних напружень у парі «колесо – рейка» та інтенсивність гребеневого зносу коліс при використанні рейок Р65 (Україна) і UIC60 (Західна Європа). Показано, що запропоновані профілі забезпечують сприятливий характер контакту та знижують показники зносу у порівнянні зі стандартними профілями.
Детальний аналіз отриманих результатів розрахунків дозволив зробити висновок, що за єдиний профіль обода коліс пасажирських і вантажних вагонів у змішаному сполученні (1520/1435 мм) доцільно обрати профіль ІТМ-73ЕР, оскільки разом з іншими перевагами розроблених в Інституті профілів він забезпечує більший запас стійкості ходу вагонів, ніж ІТМ-73ЕС, що є суттєвим фактором для безпеки руху вагонів з підвищеними швидкостями.
Отримані наукові результати створюють підґрунтя для подальших досліджень, пов’язаних з вибором параметрів рейкової колії на ділянках автоматизованої зміни її ширини та впровадженням перспективних систем рухомого складу, а в кінцевому результаті – для підвищення безпеки руху, довговічності елементів системи «колесо – рейка» та забезпечення технічної сумісності українських і західноєвропейських залізниць.
Підготовлено відділом статистичної динаміки і динаміки багатовимірних механічних систем
