vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2025_3_64vrgup-237Research ArticleПОДВИЖНОЙ СОСТАВ, БЕЗОПАСНОСТЬ ДВИЖЕНИЯROLLING STOCK, TRAFFIC SAFETYВыбор технических решений, ограждающих конструкции вагонов-термосов при проектированииThe choice of technical solutions for enclosing structures of thermos wagons during designБуриковС. В.BurikovS. V.

Буриков Сергей Витальевич, кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство», аспирант

Burikov Sergey Vitalievich, Chair “Wagons and Wagon Facilities”, Postgraduate Student

b.s.v.3479@gmail.comЦыганскаяЛ. В.TsyganskayaL. V.

Цыганская Людмила Валериевна, кафедра «Вагоны и вагонное хозяйство», кандидат технических наук, доцент, заместитель генерального директора – главный конструктор НИБ

Tsyganskaya Lyudmila Valerievna, Chair “Wagons and Wagon Facilities”, Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Deputy General Director – Chief Designer of NIB

lyudmila.cyganskaya@nvc-vagon.ruПетербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS)Акционерное общество «Научно-внедренческий центр “Вагоныˮ» (АО «НВЦ “Вагоныˮ», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (ПГУПС)Joint-Stock Company "Scientific and Implementation Center "Vagony" (JSC "NVC "Vagony"), Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University (PGUPS)202530092025036471Copyright © Буриков С.В., Цыганская Л.В., 20252025Буриков С.В., Цыганская Л.В.Burikov S.V., Tsyganskaya L.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/237

В работе рассматриваются технические решения получения путем пошаговой оптимизации ограждающих конструкций вагонов-термосов. Основной целью оптимизации является снижение материалоемкости без увеличения общего коэффициента теплопередачи.

Ключевым аспектом исследования является разработанный поэтапный алгоритм оптимизации, основанный на комбинации аналитических расчетов и метода конечных элементов. Это позволило оценить теплотехнические свойства конструкции, исключив теплоизоляцию в зонах, не влияющих на общий коэффициент теплопроводности вагона-термоса.

Результаты работы имеют практическую значимость для вагоностроительных предприятий, так как позволяют снизить себестоимость изготовления вагонов-термосов, уменьшить трудоемкость производства и улучшить их технико-экономические показатели.

The paper considers technical solutions obtained by step-by-step optimization of enclosing structures of thermos wagons. The main goal of optimization is to reduce material consumption without increasing the overall heat transfer coefficient.

A key aspect of the research is the developed step-by-step optimization algorithm based on a combination of analytical calculations and the finite element method. This made it possible to evaluate the thermal engineering properties of the structure, eliminating thermal insulation in areas that do not affect the overall coefficient of thermal conductivity of the thermos car.

The results of the work are of practical importance for wagon-building enterprises, as they make it possible to reduce the cost of manufacturing thermos wagons, reduce the labor intensity of production and improve their technical and economic performance.

вагон-термоспроектированиеоптимизацияметод конечных элементовтепловые мостыматериалоемкостькоэффициент теплопередачиthermos wagondesignoptimizationfinite element methodthermal bridgesmaterial consumptionheat transfer coefficientReferencesБейн, Д. Г. Оптимизация кузовов грузовых вагонов открытого типа с несущим полом : специальность 05.22.07 «Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрификация» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Бейн Дмитрий Григорьевич. – Брянск, 2011. – 20 с. – EDN QHQVGX.Bein, D. G. Optimization of open-type freight car bodies with a load-bearing floor : specialty 05.22.07 "Rolling stock of railways, train traction and electrification" : abstract of a dissertation for the degree of candidate of technical sciences / Bein Dmitry Grigorievich. – Bryansk, 2011. – 20 p. – EDN QHQVGX.Булычев, М. А. Математическое моделирование и оптимизация кузовов полувагонов / М. А. Булычев, Д. Г. Бейн. – Брянск : Брянский государственный технический университет, 2014. – 183 с. – ISBN 978-5-89838-766-2.Bulychev, M. A. Mathematical modeling and optimization of gondola car bodies / M. A. Bulychev, D. G. Bain. – Bryansk : Bryansk State Technical University, 2014. – 183 p. – ISBN 978-5-89838-766-2.Коршунов, В. С. Модернизация с продлением срока изотермических вагонов (вагонов-термосов) / В. С. Коршунов, Л. В. Цыганская, К. В. Бондаренко // Подвижной состав XXI века : идеи, требования, проекты : Материалы XI Международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 06–10 июля 2016 года. – Санкт-Петербург : Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2016. – С. 61–63. – EDN YFRWSN.Korshunov, V. S. Modernization with extension of the service life of isothermal cars (thermos cars) / V. S. Korshunov, L. V. Tsyganskaya, K. V. Bondarenko // Rolling stock of the XXI century : ideas, requirements, projects : Proceedings of the XI International scientific and technical conference, Saint Petersburg, July 6–10, 2016. – Saint Petersburg : Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, 2016. – P. 61–63. – EDN YFRWSN.Типовая методика по установлению температурных режимов и предельных сроков перевозки ОАО «РЖД» новых видов скоропортящихся грузов в изотермических транспортных средствах, кроме изотермических цистерн и контейнеров-цистерн, на особых условиях : утв. вице-президентом ОАО «РЖД» от 04.12.2012 г. № 355.Standard methodology for establishing temperature conditions and maximum periods for transportation by JSC Russian Railways of new types of perishable goods in isothermal transport vehicles, except for isothermal tanks and tank containers, under special conditions : approved by the Vice President of JSC Russian Railways on 04.12.2012 No. 355.Дюбко, А. П. Теплообмен при перевозке скоропортящихся грузов в вагонах-термосах / А. П. Дюбко, Е. А. Крутова // Вестник ВНИИЖТ. – 1984. – № 5. – С. 50–54.Dyubko, A. P. Heat exchange during transportation of perishable goods in thermos wagons / A. P. Dyubko, E. A. Krutova // Railway Research Institute Bulletin (Vestnik VNIIZhT). – 1984. – No. 5. – P. 50–54.Голубин, А. А. Разработка алгоритма по определению коэффициента теплопередачи кузова изотермического транспортного средства на основе результатов анализа, происходящих в нем теплообменных процессов / А. А. Голубин, С. Н. Науменко // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2017. – Т. 76, № 5. – С. 306–311. – DOI 10.21780/2223-9731-2017-76-5-306-311.Golubin, A. A. Development of an algorithm for determining the heat transfer coefficient of the body of an isothermal vehicle based on the results of the analysis of heat exchange processes occurring in it / A. A. Golubin, S. N. Naumenko // The Russian Railway Science Journal. – 2017. – Vol. 76, No. 5. – P. 306–311. – DOI 10.21780/2223-9731-2017-76-5-306-311.Иванов, К. В. Оценка влияния тепловой инерции кузова рефрижераторного вагона при нестационарном подогреве / К. В. Иванов, А. Е. Лукшин // Труды ЦНИИ МПС. – Москва : Транспорт, 1972. – Вып. 456. – С. 80–87.Ivanov, K. V. Evaluation of the influence of thermal inertia of the body of a refrigerated car during non-stationary heating / K. V. Ivanov, A. E. Lukshin // Proceedings of the Central Research Institute of the Ministry of Railways. – Moscow : Transport, 1972. – Issue 456. – P. 80–87.Теймуразов, Н. С. Ускоренные методы оценки коэффициента теплопередачи кузовов изотермических транспортных средств / Н. С. Теймуразов, С. Н. Науменко // Вестник Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. – 2009. – № 5. – С. 18–21. – EDN KWPRYL.Teimurazov, N. S. Accelerated methods for assessing the heat transfer coefficient of bodies of isothermal vehicles / N. S. Teimurazov, S. N. Naumenko // The Russian Railway Science Journal. – 2009. – No. 5. – P. 18–21. – EDN KWPRYL.Давыдов, Д. О. Методика расчета общего коэффициента теплопередачи кузова специального транспортного средства для перевозки скоропортящихся грузов / Д. О. Давыдов // Вестник Научноисследовательского института железнодорожного транспорта. – 2019. – Т. 78, № 4. – С. 249–256. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-4-249-256.Davydov, D. O. Methodology for calculating the overall heat transfer coefficient of the body of a special vehicle for the transportation of perishable goods / D. O. Davydov // The Russian Railway Science Journal. – 2019. – Vol. 78, No. 4. – P. 249–256. – DOI 10.21780/2223-9731-2019-78-4-249-256.Буриков, С. В. Уточнение методов теплотехнических расчетов изотермического подвижного состава / С. В. Буриков, Л. В. Цыганская, В. М. Бубнов // Железнодорожный подвижной состав : проблемы, решения, перспективы : Материалы Третьей Международной научно-технической конференции, Ташкент, 17–20 апреля 2024 года. – Ташкент : Ташкентский государственный транспортный университет, 2024. – С. 76–83. – EDN ITELSX.Burikov, S. V. Clarification of methods of heat engineering calculations of isothermal rolling stock / S. V. Burikov, L. V. Tsyganskaya, V. M. Bubnov // Railway rolling stock : problems, solutions, prospects : Proceedings of the Third International Scientific and Technical Conference, Tashkent, April 17–20, 2024. – Tashkent : Tashkent State Transport University, 2024. – P. 76–83. – EDN ITELSX.Бубнов, В. М. Методика расчета общего коэффициента теплопередачи ограждений изотермического подвижного состава / В. М. Бубнов, Л. В. Цыганская, С. В. Буриков // V Бетанкуровский международный инженерный форум : Сборник трудов в 2-х томах, Санкт-Петербург, 29 ноября – 01 декабря 2023 года. – Санкт-Петербург : Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2023. – С. 128–132. – EDN HGFQPM.Bubnov, V. M. Methodology for calculating the overall heat transfer coefficient of enclosures of isothermal rolling stock / V. M. Bubnov, L. V. Tsyganskaya, S. V. Burikov // V Betancourt International engineering forum : collection of papers in 2 volumes, Saint Petersburg, November 29 – December 01, 2023. – Saint Petersburg : Emperor Alexander I Petersburg State Transport University, 2023. – P. 128– 132. – EDN HGFQPM.Буриков, С. В. Увеличение вместимости изотермических вагонов за счет уточненного выбора технических решений конструкций теплоизоляции / С. В. Буриков, Л. В. Цыганская // Транспорт : проблемы, идеи, перспективы : Сборник трудов LXXXIV Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Санкт-Петербург, 15–22 апреля 2024 года. – Санкт-Петербург : Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2024. – С. 262–267. – EDN NVTIFS.Burikov, S. V. Increasing the capacity of isothermal cars due to a refined choice of technical solutions for thermal insulation designs / S. V. Burikov, L. V. Tsyganskaya // Transport : problems, ideas, prospects : collection of works of the LXXXIV All-Russian scientific and technical conference of students, postgraduates and young scientists, Saint Petersburg, April 15–22, 2024. – Saint Petersburg : Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, 2024. – P. 262–267. – EDN NVTIFS.Соглашение о международных перевозках скоропортящихся пищевых продуктов и о специальных транспортных средствах, предназначенных для этих перевозок (СПС) 2024. – URL: https://unece.org/transport/publications/agreement-international-carriageperishable-foodstuffs-and-special-6 (дата обращения: 01.07.2025).Agreement concerning the International carriage of perishable foodstuffs and the special vehicles used for such carriage (ATP) 2024. – URL: https://unece.org/transport/publications/agreement-international-carriage-perishable-foodstuffs-and-special-6 (date of access: 01.07.2025).Патент на полезную модель № 79505 U1 Российская Федерация, МПК B61D 17/00. Кузов изотермического транспортного средства : № 2008106964/22 : заявл. 22.02.2008 : опубл. 10.01.2009 / В. М. Бубнов, В. С. Маринюк, И. В. Гуржи [и др.] ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью «Головное специализированное конструкторское бюро вагоностроения». – EDN ZZZQCF.Utility Model Patent No. 79505 U1 Russian Federation, IPC B61D 17/00. Body of an insulated transport vehicle : No. 2008106964/22 : declared 22.02.2008 : published 10.01.2009 / V. M. Bubnov, V. S. Marinyuk, I. V. Gurzhi [et al.] ; applicant Limited Liability Company "Head Specialized Design Bureau for Carriage Building". – EDN ZZZQCF.Бубнов, В. М. Перспективы применения текстолита для компенсации температурных мостиков в ограждающих конструкциях изотермического подвижного состава / В. М. Бубнов, С. В. Буриков, Л. В. Цыганская // Подвижной состав XXI века : идеи, требования, проекты : Материалы ХVII Международной научно-технической конференции, Санкт-Петербург, 21–24 августа 2023 года. – Санкт-Петербург : Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, 2024. – С. 207–208. – EDN OMJPKE.Bubnov, V. M. Prospects for the use of textolite to compensate for thermal bridges in enclosing structures of isothermal rolling stock / V. M. Bubnov, S. V. Burikov, L. V. Tsyganskaya // Rolling stock of the XXI century : ideas, requirements, projects : Proceedings of the XVII International scientific and technical conference, Saint Petersburg, August 21–24, 2023. – Saint Petersburg : Emperor Alexander I Saint Petersburg State Transport University, 2024. – P. 207–208. – EDN OMJPKE.

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