Клиенты хотят качественных изменений в конструкции вагонов

Компьютер рассчитал и смоделировал инновации

Заинтересованность в применении современных материалов проявляют многие участники рынка. Разработки вместе с вагоностроителями в этом направлении ведут ученые. В ОАО «РЖД» полагают, что применение алюминиевых сплавов и композитов позволяет уменьшить нагрузки на железнодорожные пути при перегонах порожних вагонов и снижает расходы на тягу.

«В странах Западной Европы, США и Китае алюминий – один из основных конструкционных материалов для производства различных видов коммерческого транспорта. Сейчас он начинает проникать и на российский рынок вагоностроения», – отметил директор по развитию бизнеса и новых технологий «Алкоа Россия» Александр Дриц.

---

Правда, пока целый ряд моделей находится в стадии разработки. Например, руководитель департамента ООО «УК «РМ Рейл» Дмитрий Веселов рассказал о ходе испытаний грузовых вагонов из алюминиевых сплавов для перевозки зерна и минеральных удобрений на примере вагона-хоппера модели 19-1244.

Они показывают, что срок службы такого подвижного состава может составить до 32 лет. Применение коррозионно-стойкого материала не требует его наружной и внутренней покраски. Цельносварной корпус из алюминиевого сплава прикреплен к стальной раме с помощью ШОГ-соединений (штифтов с обжимной головкой) – этот метод принят в виде стандарта в Северной Америке, а теперь используется и в РФ. Все это обеспечивает достаточную надежность конструкции.

Таким образом, испытания подтвердили прочностные расчеты с применением средств компьютерного проектирования SolidWorks и комплекса моделирования MSC Patran – Nastran. По словам Д. Веселова, сертификация нового вагона запланирована на I квартал 2016 года.

---

«Крыша из алюминиевых сплавов в конструкции хоппера для зерна с осевой нагрузкой 25 тс позволила снизить массу тары вагона на 1 т с одновременным понижением центра тяжести вагона», – сообщил руководитель направления «Крытые вагоны» ООО «ВНИЦТТ» Андрей Меркулов. Он также отметил хорошую технологичность сборки кузовов подвижного состава на основе ШОГ-соединений.

Как уточнили в ЗАО «Алкоа СМЗ», могут быть и другие методы монтажа рамы и алюминиевых сплавов. Например, с помощью сварки трением с перемешиванием, которая может составить конкуренцию методу с использованием ШОГ-соединений.

Алюминий и композит испытывают на прочность

Вагон-хоппер модели 19-5167 с кузовом из композитного материала не имеет аналогов в мире. По итогам прошедшей в прошлом году в Париже выставки композиционной индустрии JEC Show он был удостоен премии JEC Awards за достижения в области композиционных технологий, материалов и конструкций.

После представления на выставке в Щербинке хоппер был отправлен на испытания, которые доказали его жизнеспособность. По данным исполнительного директора некоммерческого партнерства «Объединение вагоностроителей» Василия Варенова, конструкторы ищут резервы дальнейшего снижения массы тары за счет кузова, где композит используется в несущей конструкции.

На другую модель уже получен сертификат соответствия PC ФЖТ. Это хоппер со съемной композиционной крышей. И его уже выводят на стадию серийного производства.

Как отметил В. Варенов, среди новинок – и танк-контейнер, у которого котел из композита. Такая тара для перевозки химических продуктов разработана с учетом требований современной логистики поставок, которая предполагает мультимодальные перевозки наливных грузов. Танк-контейнер с применением композитных материалов обеспечивает снижение массы тары и увеличивает грузоподъемность. Кроме того, значительно упрощается обслуживание: вместо пропарки рабочие поверхности котла достаточно промыть.

Необходимы комплексные решения

Однако пока новые модели не вызывают особого энтузиазма у операторов. Судя по их отзывам, у такого подвижного состава имеются не только положительные качества, но и недостатки.

«Из минусов – большая стоимость опытных образцов за счет дорогостоящей оснастки, высокая чувствительность к ударным нагрузкам, отсутствие практики эксплуатации новых моделей, а также типовых методик испытаний», – отметил представитель одной из компаний.

По его словам, недостаточно изготовить подвижной состав из инновационных материалов, необходимо еще подумать об особенностях его эксплуатации и организации сопутствующего сервиса. Например, алюминий – материал, привлекательный для вандалов. Поэтому он должен быть очень прочно прикреплен, чтобы не вызывать у расхитителей искушения его демонтировать. В противном случае вагоны в российской глубинке придется охранять – даже порожние.

Композиты требуют особой квалификации и специальных инструментов при ремонте. Сегодня при повреждении деталей из подобных материалов далеко не во всех депо смогут выполнить подобные работы. Соответственно, переход к массовому использованию вагонов требует комплексных решений на сети РЖД.

Александр Солнцев