rostransportТранспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономикеTransport of the Russian Federation1994-831Х2658-3674Российская академия транспортаrostransport-434Research ArticleВЫСОКОСКОРОСТНОЕ ДВИЖЕНИЕПерспективы использования защитного тоннеля оболочечного типа на высокоскоростных магистраляхProspects for Using a Protective Shell-­Type Tunnel on High-­Speed RailwaysВоробьевА. А.VorobyovA. A.

Александр А. Воробьев, д-р техн. наук, заведующий кафедрой «Наземные транспортно-­технологические комплексы» 

Alexander A. Vorobyov, Doctor of Technical Sciences, Head of the Department «Land Transport and Technological Systems»

79219751198@yandex.ruКручекВ. А.KruchekV. A.

Виктор А. Кручек, д-р техн. наук, профессор 

Victor A. Kruchek, Doctor of Technical Sciences, Professor

79219751198@yandex.ruЦыбульскийА. Н.TsybulskyA. N.

Артем Н. Цыбульский, аспирант

Artem N. Tsybulsky, Postgraduate Student

79219751198@yandex.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)РоссияEmperor Alexander I St. Petersburg State University of Railway Transport (PGUPS)Russian FederationВоенная академия материально-­технического обеспечения имени генерала армии А. В. ХрулеваРоссияMilitary Academy of Material and Technical Support named after Army General A. V. KhrulevRussian Federation202615032026113844Copyright © Воробьев А.А., Кручек В.А., Цыбульский А.Н., 20262026Воробьев А.А., Кручек В.А., Цыбульский А.Н.Vorobyov A.A., Kruchek V.A., Tsybulsky A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://rostransport.elpub.ru/jour/article/view/434

Рассматривается концепция защитной оболочки тоннеля, выполненной в виде конструкции, окружающей железнодорожные пути, с целью повышения безопасности, комфорта и эффективности эксплуатации. Выполнено численное моделирование аэродинамической нагрузки на оболочечную конструкцию тоннеля, вызванной движением высокоскоростного поезда. Проведен анализ «поршневого эффекта», характеризующийся формированием зоны повышенного давления перед головной частью поезда и области разрежения в хвостовой.

The concept of a tunnel protective shell, constructed as a structure surrounding railway tracks to enhance safety, comfort, and operational efficiency, is considered. Numerical simulation of the aerodynamic load on the tunnel shell structure caused by the movement of a high-speed train is performed. An analysis of the «piston effect» is conducted, characterized by the formation of a high-pressure zone in front of the train’s head and a rarefaction area at the tail.

высокоскоростной подвижной составвзаимодействие поезд — тоннельаэродинамические факторы«поршневой эффект»метод FrozenRotorhigh-speed rolling stocktrain-­ tunnel interactionaerodynamic factorspiston effectFrozen Rotor methodReferencesВоробьев А. А., Каримов Д. Д., Сотников К. А., Богданов Н. В. Управление аэродинамическим взаимодействием высокоскоростного поезда с элементами искусственных сооружений тоннельного типа // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2024. № 1. С. 62–68.Воробьев А. А., Каримов Д. Д., Сотников К. А., Богданов Н. В. Управление аэродинамическим взаимодействием высокоскоростного поезда с элементами искусственных сооружений тоннельного типа // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2024. № 1. С. 62–68.Ким К. К., Крон И. Р., Ватулин Я. С., Ватулина Е. Я. Разработка метода по уменьшению лобового аэродинамического сопротивления капсулы трубопроводного транспорта // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2019. Т. 16. Вып. 2. С. 263–267. DOI: 10.20295/1815‑588X‑2019‑2‑263‑267.Ким К. К., Крон И. Р., Ватулин Я. С., Ватулина Е. Я. Разработка метода по уменьшению лобового аэродинамического сопротивления капсулы трубопроводного транспорта // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2019. Т. 16. Вып. 2. С. 263–267. DOI: 10.20295/1815‑588X‑2019‑2‑263‑267.Novák J. Single train passing through a tunnel // European Conference on Computational Fluid Dynamics ECCOMAS CFD 2006. 2006. 12 p.Novák J. Single train passing through a tunnel // European Conference on Computational Fluid Dynamics ECCOMAS CFD 2006. 2006. 12 p.Белорусские инженеры разработали проект дублера Северного морского пути // NakedScience. URL: https://naked-­science.ru/article/column/proekt-dublera-severnogo (дата обращения: 20.06.2025).Белорусские инженеры разработали проект дублера Северного морского пути // NakedScience. URL: https://naked-­science.ru/article/column/proekt-dublera-severnogo (дата обращения: 20.06.2025).Martínez A., Vega E., Gaite J., Meseguer J. Pressure measurements on real highspeed trains travelling through tunnels // BBAA VI International Colloquium on: Bluff Bodies Aerodynamics & Applications Milano, July 20–24 2008, Italy. 2008.Martínez A., Vega E., Gaite J., Meseguer J. Pressure measurements on real highspeed trains travelling through tunnels // BBAA VI International Colloquium on: Bluff Bodies Aerodynamics & Applications Milano, July 20–24 2008, Italy. 2008.Петров А. В. Уравнения Навье — Стокса и их численные методы решения // Проблемы математической физики: сборник трудов. М.: Изд-во МГУ, 1992. С. 183–204.Петров А. В. Уравнения Навье — Стокса и их численные методы решения // Проблемы математической физики: сборник трудов. М.: Изд-во МГУ, 1992. С. 183–204.Алямовский А. А. Solid Works Simulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации. М.: ДМК Пресс, 2015. 562 с.Алямовский А. А. Solid Works Simulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации. М.: ДМК Пресс, 2015. 562 с.Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Чистяков Э. Ю. Оценка устойчивости высокоскоростного подвижного состава при движении по эстакаде с учетом повышенной пиковой ветровой нагрузки // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2024. № 6. С. 27–32.Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Чистяков Э. Ю. Оценка устойчивости высокоскоростного подвижного состава при движении по эстакаде с учетом повышенной пиковой ветровой нагрузки // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. 2024. № 6. С. 27–32.Воробьев А. А., Богданов Н. В. Математическое моделирование формирования «поршневого эффекта» в тоннельных сооружениях при движении железнодорожного подвижного состава // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2025. Т. 22. Вып. 1. С. 121–133. DOI: 10.20295/1815‑588X‑2025‑1‑121‑133.Воробьев А. А., Богданов Н. В. Математическое моделирование формирования «поршневого эффекта» в тоннельных сооружениях при движении железнодорожного подвижного состава // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2025. Т. 22. Вып. 1. С. 121–133. DOI: 10.20295/1815‑588X‑2025‑1‑121‑133.Каримов Д. Д. Управление аэроупругим взаимодействием подвижного состава с элементами искусственных сооружений тоннельного типа: дис. … канд. техн. наук. 2023. 134 с. EDN: HJBFFN.Каримов Д. Д. Управление аэроупругим взаимодействием подвижного состава с элементами искусственных сооружений тоннельного типа: дис. … канд. техн. наук. 2023. 134 с. EDN: HJBFFN.Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Ватаев А. С. и др. К вопросу снижения негативного эффекта воздействия аэроупругого взаимодействия высокоскоростного подвижного состава с элементами тоннельных сооружений // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2022. Т. 19. Вып. 3. С. 590–599. DOI: 10.20295/1815‑588X2022‑3‑590‑599.Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Ватаев А. С. и др. К вопросу снижения негативного эффекта воздействия аэроупругого взаимодействия высокоскоростного подвижного состава с элементами тоннельных сооружений // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2022. Т. 19. Вып. 3. С. 590–599. DOI: 10.20295/1815‑588X2022‑3‑590‑599.Богданов Н. В., Ватулин Я. С., Воробьев А. А., Сотников К. А. Использование численного моделирования при анализе аэроупругого взаимодействия подвижного состава с тоннельными сооружениями // Бюллетень результатов научных исследований. 2024. Вып. 1. С. 65–73. DOI: 10.20295/2223‑9987‑2024‑01‑65‑73.Богданов Н. В., Ватулин Я. С., Воробьев А. А., Сотников К. А. Использование численного моделирования при анализе аэроупругого взаимодействия подвижного состава с тоннельными сооружениями // Бюллетень результатов научных исследований. 2024. Вып. 1. С. 65–73. DOI: 10.20295/2223‑9987‑2024‑01‑65‑73.Воробьев А. А., Ватаев А. С., Ватулин Я. С. и др. Оценка динамики движения высокоскоростного подвижного состава // Техник транспорта: образование и практика. 2024. Т. 1. Вып. 4. С. 437–444.Воробьев А. А., Ватаев А. С., Ватулин Я. С. и др. Оценка динамики движения высокоскоростного подвижного состава // Техник транспорта: образование и практика. 2024. Т. 1. Вып. 4. С. 437–444.Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Цыбульский А. Н., Чистяков Э. Ю. Оценка динамики движения высокоскоростного подвижного состава с учетом однократной пиковой положительной ветровой нагрузки // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2024. Т. 68, № 4. С. 46–53.Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Цыбульский А. Н., Чистяков Э. Ю. Оценка динамики движения высокоскоростного подвижного состава с учетом однократной пиковой положительной ветровой нагрузки // Вестник Института проблем естественных монополий: Техника железных дорог. 2024. Т. 68, № 4. С. 46–53.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.