В чем необходимость научных исследований?

Контактная сеть служит для передачи электрической энергии от тяговых подстанций к электроподвижному составу. Энергия, разгоняющая тяжелые поезда, передается через крошечный скользящий контакт токоприемника с контактным проводом. Обеспечение надежности этого контакта при высоких скоростях движения – сложная научно-техническая задача. Чем выше скорость, тем существенней сказываются волновые и колебательные процессы, происходящие при взаимодействии токоприемника и контактной подвески. При отрывах контактных пластин токоприемника от контактного провода или при недостаточном контактном нажатии возникает электрическая дуга, что приводит к пережогам или усиленному электрическому износу контактирующих элементов, может ухудшать работу тягового оборудования ЭПС, а также вызывает электромагнитные помехи. При слишком сильном контактном нажатии увеличивается механический износ, возникает вероятность подбоя токоприемником элементов контактной подвески и возникновения аварийных ситуаций.

Контактная сеть работает на открытом воздухе и подвергается различного рода воздействиям: метеорологическим, механическим, электрическим, химическим, биотическим, антропогенным. В течение всего срока службы контактная сеть должна успешно противостоять этим воздействиям. Особенность контактной сети заключается в том, что она не имеет резерва: при выходе из строя каких либо узлов движение поездов на участке останавливается. Поэтому надежность работы контактной сети во многом определяет надежность работы электрической железной дороги в целом.

Контактная сеть является сложной механической системой. Сложность обусловлена разнообразием составляющих элементов, распределенными параметрами, взаимодействием с внешней средой и другими системами, а также многовариантностью исполнений.

Изучением процесса токосъема и закономерностей работы контактной сети в различных условиях эксплуатации занимались многие отечественные и зарубежные ученые и специалисты. Сложились научные школы, написан целый ряд учебников, монографий и справочников.

Однако, и сегодня имеется большое число научно-технических проблем, требующих исследований. При возрастании скоростей движения и весовых норм поездов существенно усложняются условия работы контактной сети. Накопление опыта эксплуатации свидетельствует о необходимости совершенствования ряда узлов и конструкций. Кроме того, рыночная экономика диктует свои условия. Чтобы контактная сеть была конкурентоспособной, стоимость ее жизненного цикла должна быть как можно меньше.

Для совершенствования контактной сети необходимы более точные методы расчетов и проектирования, внедрение современных инновационных технологий и материалов. Эксплуатация существующей контактной сети с большим сроком службы требует разработки методов обслуживания по состоянию с применением специальных диагностических средств.

Решение этих проблем невозможно без системных научных исследований.