Aerodinamica

[indaco1]

Diviso da qui viewtopic.php?f=7&t=2123&p=278035#p278035

Suppongo anche che le doppie consentano un risparmio energetico non irrilevante, sui treni AV che assorbono parecchio.

[S-Bahn]

Non credo. Avere due treni che vanno accoppiati o avere due treni che viaggiano a 5' comporta l'utilizzo complessivo degli stessi motori per muovere le stesse masse e per vincere la stessa resistenza dell'aria.
Un lieve risparmio a dire il vero c'è sull'aerodinamica in quanto i due treni accoppiati hanno di fatto un'unica testata invece di due, ma oltre una certa lunghezza la resistenza cresce linearmente o quasi con la lunghezza del treno, per cui la differenza in questo è ben poca roba.

[midlander]

oltre una certa lunghezza la resistenza cresce linearmente o quasi con la lunghezza del treno

davvero??

[S-Bahn]

Questo è quello che ricordo di avere letto, mi pare su ingegneria ferroviaria, ma mi torna.
Infatti dal punto di vista aerodinamico cos'è un treno se non un lungo tubo in movimento nella direzione del suo asse?
Le testate, che contribuiscono a esprimere il CX della forma, hanno chiaramente la loro importanza su veicoli corti, come un'automobile, in cui gli attriti dell'aria lungo le pareti sono minori della spinta sulle testate. Ma quando il "tubo" è lungo centinaia di metri gli attriti sulle pareti diventano prevalenti, e aumentano linearmente con la lunghezza del treno.

[midlander]

non vorrei andare troppo OT, ma per quel poco che so di fluidodinamica i punti di maggior attrito sono il fronte anteriore e la scia, mentre la superficie laterale conta relativamente poco visto che non 'disturba' i filetti d'aria. Infatti per i treni veloci c'è uno studio maniacale per la forma del 'muso' e della coda, mentre se quello che dici fosse vero ci dovrebbe essere uno studio altrettanto maniacale sulla forma delle carrozze: pinne, superfici 'a pelle di squalo' e cose simili.
vi sarei molto grato se qualcuno mi fornisse un link sull'argomento.
grazie e chiuso ot.

[Trullo]

http://web.infinito.it/utenti/o/ottoman ... _mezzo.pdf

[midlander]

grazie del link, però c'è un errore a pag. 2 (M e N invertiti)

comunque visto quello che intendete: l'effetto lunghezza del treno è 'affogato' nel coefficiente aerodinamico che effettivamente per L/D > 4 sembra crescere linearmente. Mi avete convinto.

ah, estrapolando a occhio i dati dei grafici di trullo, direi che 1 treno di 6 carrozze ha un Cx di 2,2 mentre due di tre hanno un Cx di 1,4 ciascuno quindi direi che a velocità ordinarie direi che i due treni agganciati consumano effettivamente meno.

[fra74]

Così facendo tu trascuri però la discontinuità tra prima e seconda unità

[midlander]

nelle slides linkate da trullo, si assimila il treno a un cilindro con diametro faccia D << lunghezza L (per la sola locomotiva L/D = 4,5) quindi l'effetto scia è considerato trascurabile.

[fra74]

E in tal caso se è trascurabile l'effetto tra le carrozze allora un treno in doppia va considerato a tutti gli effetti come un treno in singola lungo il doppio e quindi ritorniamo al punto di prima. Tu in sostanza affermi invece che un treno in doppia è come se fosse lungo la metà, tratti ogni unità della doppia come se fosse un singolo treno isolato e non consideri l'assieme

guarda il caso dei treni a composizione variabile. (pagine27 e segg. delle slide) Il Coefficiente complessivo viene considerato come somma di due contributi, uno prettamente frontale dovuto alla locomotiva ed uno laterale, dovuto alle rimorchiate. La situazione se vogliamo è analoga in cui la prima unità funge agli effetti aerodinamici da locomotiva, mentre per la seconda contano solo gli effetti laterali. Quindi per la prima unità si considera il coefficiente complessivo che come dici è pari a 1,4, ma poi va aggiunto il termine per gli effetti laterali della seconda unità... che tu trascuri completamente

E non è l'unica cosa che trascuri... dimentichi che esistono anche le resistenze al rotolamento, che dipendono dalla massa del treno. Sicuro che una doppia di 4+4 carrozze ha la stessa massa di una singola da 8?

[indaco1]

Al di la del risparmio enrgetico, che poco o tanto e' comunque grasso che cola.

Domanda da 'gnurant.

Cosa succede se dei due treni che devono riunirsi in una doppia uno e' in ritardo?

Sempre restando all'esempio concreto, cosa succede se il Malpensa arriva a Garibaldi molto prima del Torino? Lo tengono parcheggiato su qualche asta di manovra di Garibaldi con a bordo i pax spazientiti, e lo mandano ad occupare il binario per il passantino solo quando il Torino sta arrivando e quindi possono unirsi e proseguire per Firenze o Venezia?

Non c'e' un modo di far scendere i passeggeri diretti a Garibaldi, cosi' almeno quelli non perdono tempo?

Oppure li fanno procedere separati scassando tutte le tracce da li in poi?

La necessita' di questa precisione negli orari mi da una mezza idea sul motivo per cui TI non usa molto le configurazioni doppie.....

[midlander]

fra, con tutta la buona volontà ho capito ben poco di quello che dici

guarda, io ho fatto così:

- ho tenuto per buono che l'effetto scia è trascurabile
- ho preso la slide a pag. 22. Visto che a pag. 27 dicono che la locomotiva è lunga un po' meno di 4,5 L/D, ho brutalmente considerato che una composizione a tre carrozze potesse essere lunga 18 L/D e una a 6 possa essere lunga il doppio.

E' chiaramente un calcolo piuttosto brutale, ma sufficiente a capire che il coefficiente d'attrito C di un treno lungo è sensibilmente più alto di quello di un treno corto ; questo C considera sia il fattore frontale che quello laterale (non quello di scia per quanto al punto 1).

Visto che l'attrito cresce con il quadrato della velocità
per due treni c1 v^2 + c2 v^2 = (c1+c2) * v^2

quindi perché ci sia guadagno deve essere C(lungo) <= 2 C(corto)

Dal grafico ho tirato fuori come valori 1,4 per C(corto) e 2,2 per C (lungo); credo di aver sottovalutato il secondo ma con questi valori viene fuori un guadagno del 25% circa.

Ho trascurato l'effetto di rotolamento perché di solito alle alte velocità è trascurabile, e in ogni caso non vedo perché dovrebbe cambiare unendo due composizioni (stesse superfici di contatto, stessi pesi in gioco).

oh, comunque si sta giocando eh, se dovessi fare dei conti per valutare se conviene far viaggiare una doppia o due singole verificherei per prima cosa quanto è rilevante il costo dell'energia rispetto agli altri costi vivi: manutenzione, ingombro della linea, personale a bordo e di controllo etc.

[Trullo]

Sempre restando all'esempio concreto, cosa succede se il Malpensa arriva a Garibaldi molto prima del Torino? Lo tengono parcheggiato su qualche asta di manovra di Garibaldi con a bordo i pax spazientiti, e lo mandano ad occupare il binario per il passantino solo quando il Torino sta arrivando e quindi possono unirsi e proseguire per Firenze o Venezia?

Suppongo che le manovre di sgancio e riaggancio possano avvenire tranquillamente in stazione. Fino a pochi decenni fa, alcuni treni delle nord si spezzavano a Saronno e proseguivano come due treni diversi verso le destinazione finale (Laveno e Novara, per esempio)

[midlander]

ah, forse ho capito quello che dice fra: la discontinuità tra la prima e la seconda composizione provoca attrito ulteriore. boh, ci metterò un telo.

[fra74]

per carità midlander ovvio che l'attrito di un treno corto è minore di quello lungo, ma quando usiamo due treni corti in doppia come proponi... non puoi considerare che il coefficiente complessivo sia banalmente pari a quello di una singola unità


Quanto ai pesi: no non sono gli stessi pesi in gioco e te lo dimostro con due esempi concreti (premesso che stiamo andando paurosamente off-topic)

Esempio 1: Consideriamo un TSR a 6 pezzi e una doppia di due TSR a 3 pezzi (concordo che non è propriamente un treno AV, ma ho le cifre esatte su cui fare i conti)

Nel primo caso abbiamo 2 MCH (motrici con cabina) e 4 M (motrici senza cabina), nel secondo caso abbiamo 4 MCH e due M.

La massa a pieno carico delle MCH è 68,6 t, quello delle M 66,7 t. Ero nel primo caso la massa totale è 404, nel secondo 407,8. Che è circa l'1% in più. In questo caso la differenza è poco significativa per ils emplice fatto che ogni carrozza è motrice quindi ha un carello motore con annessa catena di trazione e tutto ciò che comporta (inverter, impianti di raffreddamento, impianti antincendio,...). Nel caso del TAf ad esempio la differenza è molto più marcata (45 per le rimorchiate contro 62 per le motrici). Un ipotetico TAF 8 pezzi con 2 motrici avrebbe una massa di 62*2+45*6=394 t, una doppia di TAF 4 pezzi 428 t, cioè quasi il 9% in più

Guardiamo ora un vero treno AV, il TGV. Come sapete è un treno articolato con carrelli jacobs tra le casse rimorchiate (tranne la prima e l'ultima che hanno un carrello normale). Un ipotetico TGV con dieci casse ha 4 carrelli sulle due locomotive+11 carrelli sulle carrozze, per un totale di 15 carrelli. In generale se n è il numero di casse di un tgv il numero totale di carrelli è pari a 4 (sulle loco)+(n+1), cioè n+5

ora una doppia di TGV di 5+5 che offre gli stessi posti e che secondo te ha la stessa massa ha 2*(n+5) 20 carrelli, contro i 15 di un TGV 10 casse. Già questo basta a farti capire che, visto che i carrelli sono fra gli elementi più pesanti, non è proprio possibile che la massa in gioco sia la stessa, ma poi una doppia di 5+5 ha 4 loco invece di due...