Великий русский ученый Д. И. Менделеев писал, что у науки есть две основные и главные конечные цели: предвидение и польза. Чтобы предвидеть те или иные явления и извлечь из них пользу, нужно создавать и уметь применять методы, позволяющие прогнозировать ход тех или иных процессов, а также выявлять закономерности, проявляющиеся в этих процессах. В науке, особенно в технике, использование на практике полученных закономерностей возможно лишь тогда, когда они доведены до «числа и меры».
Все сказанное в книге служит этой главной цели — описанию известных и новых оригинальных методов исследований и расчетов для прогнозирования хода процессов взаимодействия подвижного состава и пути и показу возможностей практического инженерного их использования.
Известно, что количество конструкций подвижного состава и пути, а также условий их взаимодействия столь велико, что рассмотрение решений всех связанных с ними задач в рамках одной книги практически невозможно. Поэтому здесь дана общая классификация задач по взаимодействию пути и подвижного состава и приведены основные положения достаточно общих и универсальных методов решения, использование которых, по-видимому, может почти во всем удовлетворить современную практику.
Наконец, следует остановиться на задачах и перспективах дальнейшего развития науки о взаимодействии подвижного состава и пути. В дальнейшем предстоит совершенствовать полную теоретическую постановку и решение задач взаимодействия подвижного состава и пути аналогично тому, как это сделано в книге. Вместе с тем необходимо будет создавать и реализовывать программы сбора и систематизации экспериментальных данных по статистическим параметрам пути и подвижного состава, являющихся исходными для решения задач в полной их постановке.
На основе таких решений станут возможными машинная (с помощью ЭВМ) минимизация сил взаимодействия подвижного состава и пути, повышение плавности хода и уровня безопасности движения за счет оптимизации конструктивных параметров пути и подвижного состава (в том числе с учетом экономических соображений).
Накопление результатов решения задач в полной постановке и их соответствующая аппроксимация, по-видимому, позволят создавать надежные упрощенные методы расчетов с широкой областью их применения или ряд упрощенных методов расчетов разного назначения, каждый из которых будет достаточно точен в своей области применения.
Одним из важных направлений дальнейших исследований в области взаимодействия пути и подвижного состава должно стать математическое моделирование этих процессов с предельным приближением модели к фактическим объектам. Если результаты такого моделирования будут совпадать с опытными данными, то задачи по оптимизации конструкции пути и подвижного состава норм их устройства и содержания можно будет решать методами математического моделирования без дорогостоящих экспериментов. Здесь открываются большие возможности для расчетов накопления износов и остаточных деформаций в элементах пути и подвижного состава и для наблюдения эволюции процессов взаимодействия пути и подвижного состава.
В будущем в эксплуатационной практике место путеизмерительной техники, которой располагают сейчас путейцы, займут движущиеся в поездах вагоны-лаборатории, вооруженные бортовыми ЭВМ для расчетов процессов взаимодействия пути и подвижного состава. На основе измерений состояния пути ЭВМ будут давать прогнозы о величинах сил и параметров колебаний, возникающих при движении с любой скоростью всех эксплуатируемых на данном участке типов подвижного состава; ЭВМ на основе расчетов будут давать и рекомендации по исправлениям пути, обеспечивающим минимизацию силового взаимодействия пути и подвижного состава. Для решения такой важной проблемы должен быть выполнен большой комплекс исследований.
На основе новейших достижений физики (например, квантовой электроники, голографии, физики полупроводников) методы и средства экспериментальных исследований взаимодействия пути и подвижного состава в ближайшем будущем претерпят принципиальные изменения. В будущем должны существенно измениться также средства и методы анализа экспериментальных данных.
Не перечисляя всего, что предстоит решить в перспективе, можно сказать, что разработка и создание проектов и строительство специальных пассажирских линий для скоростей движения поездов 400—500 км/ч, в том числе на магнитном подвесе, грузовых железнодорожных линий со сверхвысокими погонными нагрузками от подвижного состава на путь и другие транспортные проблемы вызовут к жизни огромное количество новых интересных задач в области взаимодействия пути и подвижного состава, которые сейчас еще трудно точно и полно сформулировать. Но все же можно выразить надежду и даже уверенность в том, что все эти проблемы будут успешно решены учеными и инженерами.