A világ gyors vonatai


Balra: A Párizs - Lyon vonal egyik első vonata. Közép-Franciaország tipikus vidékén halad. A vágányok között a szokásosnál nagyobb a távolság, hogy mikor két vonat nagy sebességgel haladva találkozik, a torlódó levegő könnyebben eloszolhasson.
[4]-ből

Jobbra: a japán E5 sorozatú Shinkansen Hayabusa vonatként 2011 márciusában. A vonat legnagyobb sebessége 320 km/h.      Wikipedia






3. rész: Nagysebességű vonatok a II. világháború után,
              a francia és az olasz nagysebességűek



Franciaország



A II. világháború előtt a francia vasutak nem voltak elsők a nagysebességű vonatközlekedésben. A fővonalain a legnagyobb sebesség jellemzően 120 km/h volt, miközben a brit vasutakon gyakori volt a 145 km/h, Amerikában és Németországban pedig a 160.

A francia vasút, az SNCF súlyosan károsodott a háborúban, az újjáépítés utáni vasútfejlesztés eredménye lett 1948-ra a három áramvonalas gőzmozdony, és az ezek  vontatta, kis súlyú kocsikból álló vonatok.


A formája miatt 'bálna' becenevű, 2'C tengelyelrendezésű mozdony és vonata Párizs és Strasbourg között járt

G. F. Fenino felvétele [2]-ből




A francia vasút, az SNCF a helyreállítási munkák keretében nagysebességű városközi vonatközlekedést tervezett, nagy teljesítményű villamos mozdony vontatással. Fontos volt a vonat gyorsulása álló helyzetből nagy sebességre, az ilyen sebességű közlekedésre alkalmas pálya, és a vonatok gyors állomási kiszolgálása.

1954-re a francia vasútnál kialakult a nagysebességű vasúti közlekedés fejlesztésének rendszere. Kutatták a hagyományos villamos mozdonyok sebesség határát, a vontatott járművek viselkedését nagy sebességnél, a pálya szükséges karbantartási szintjét és az áramellátó rendszer hatékonyságát. 1954-ben futáspróbák kezdődtek a Dijontól délre fekvő, 37 km hosszú egyenes
és vízszintes pályaszakaszon. A vontató a CC712, 4.740 LE-s, egyenfeszültségű, minden tengelyén hajtott mozdony volt.

A nagysebességű próbákat háromkocsis vonattal végezték, a vonalon más vonat nem járt, és a peronokon csak vasutasok lehettek. A vonat szele állomási kocsikat mozdított meg. A vonat 180-194,7 km/h sebességgel futott.


A kutatás-fejlesztésben részt vevő mérnökök úgy látták, hogy hagyományos villamos mozdonyokkal el lehet érni a 240 km/h-s sebességet anélkül, hogy a mozdonyt károsan túlterhelnék. A mozdony áttételezését nagyobb sebességűre változtatták, de beleütköztek egy gyakorlati korlátba: az ilyen sebességű próbákra már rövid volt a dijoni vonalszakasz.



A sebességi futásokat áthelyezték a Bordeaux - spanyol határ közötti vonalra. Itt egy gond volt: az 1927-ben épített könnyű felsővezeték- rendszer csak 120 km/h-s sebességet engedett meg.

Ezen a vonalon a februári próbák mozdonyának a testvérét, a CC7122-est választották, új fejlesztésű, csövekből készült áramszedővel. A futások jól sikerültek, 1954. június 22-én
a mozdony 19,3 km-es szakaszon  három kocsival 200 km/h-s átlagsebességet ért el, a csúcssebesség pedig 226 km/h volt! A nagy terhelésű próbafutásokhoz a vonal áramellátó egységeit mobil generátorokkal kellett megerősíteni. A mozdony időnként 4.000 A áramot vett fel. A futások közben a mozdony kereke és a sín között szikrázás, ívhúzás lépett fel, ami károsította mind a kerék, mind a sín felületét. Másik probléma volt az áramszedőnek a felsővezetékkel érintkező felületének az erős kopása.

Az áramszedőt szélcsatornában is vizsgálták, légellenállásra, és hogy hogyan ereszkedik le és emelkedik vissza az erős menetszélben. Az áramszedő 1 mp alatt ereszkedett le és 6 alatt emelkedett vissza a felsővezetékig.

A végső sebességi próbákhoz a CC7104 és a BB9004 mozdonyokat választották. A forgó alkatrészeiket úgy próbálták, mintha a mozdony 450 km/h sebességgel haladna. A kocsikról minden kiállót, kilincseket, külső lépcsőt, stb. leszereltek. A világítási generátorokat lekapcsolták. Néhány kilógó, de szükséges elemre áramvonalas borítást tettek. Az első kocsira áramvonalas 
periszkópot szereltek, mellyel az áramszedő viselkedését figyelhették. A vonalon volt egy ív, aminek a túlemelését 120 km/h sebességre méretezték, ennek változtatták a geometriáját, hogy 220 km/h sebességre is megfelelő legyen.




A
CC7104 a háromkocsis vonatát 1955. március 28-án 331 km/h-s világrekord sebességig gyorsította

SNCF felvétele [2]-ből




A végső sebességi tesztet 1955. március 29-én végezték. A vonatot a BB9004-es mozdony vitte. 240 km/h-s sebességnél az áramszedője minden felsővezeték felfüggesztési pontnál ívet húzott. A megfigyelők éppen készültek leállítani a kísérletet, de közben a vonat 300 km/h-ra gyorsult és az áramszedés megnyugodott.


A képen a BB9004 331 km/h-s sebességgel halad

SNCF felvétele [2]-ből

Jól látszik az ív az áramszedő és a felsővezeték között.


A vonat gyorsult, és a 
periszkópon figyelő látta, hogy az áramszedőnek a felsővezetékkel érintkező felülete vörösen izzik, aztán megolvad, és maga az áramszedő kerete érintkezik a felsővezetékkel. Ekkor a vonat 331 km/h-s sebességgel haladt. Ennél a pontnál a megfigyelő megnyomott egy gombot, ami vörös jelzőlámpát gyújtott ki a vezetőasztalon, és a mozdonyvezető azonnal leeresztette az áramszedőt.

A futás után a mozdony réz áramszedő lapját keményebb anyagúra, acélra cserélték, a vezetéket pedig zsírozták, hogy csökkentsék a súrlódás keltette hőt.

Az 1955-ös világrekord futás után az SNCF inkább a menetrendi sebesség fenntartására figyelt, annak legnagyobb értékét 150 km/h-ról csak 1965-től emelte 160 km/h-ra. A rapide vonatokon alkalmazott új fékrendszer is segített, hogy egyes fővonalakon indulástól megállásig 128,7 km/h-s átlagsebességet értek el.





A Mistral expressz

SNCF felvétele [2]-ből


A 60-as évek elején, rozsdamentes acél, légkondicionált kocsik, a vonat elején pedig a 4.700 LE-s CC7100 osztályú mozdonyok egyike. Ennek az osztálynak egy gépe érte el a sebességi világrekordot, megszerezve a francia vasútnak a "világ leggyorsabbika" címet.




A következő években az SNCF inkább az egyre nehezebb vonatok emelt sebességű vontatására figyelt, mint rekord sebesség elérésére, és a nemzetközi kapcsolatai kiépítéséért több áramnemű mozdonyokat alkalmazott.


Tíz darab ilyen többáramnemű, 4 feszültségű CC40100 osztályú mozdony készült

G. Freemab Allen felvétele [2]-ből


A mozdonyt 240 km/h legnagyobb sebességre tervezték, de sosem járt
rendszeres forgalomban ilyen sebességgel.



A vonatközlekedés sebesség emelésének költsége meghaladta a hasznát. A vonal áramellátó rendszerét nem arra  tervezték, hogy sok, nagy áramfelvételű, 8.000 LE-s mozdonyok 200 km/h-val vontassanak 6-700 tonnás vonatokat. Ha meg csak néhány vonatot tesznek nagy 
sebességűvé, az nem hozza be a jelzésrendszer nagyobb sebességhez igazításának költségét. Emellett a vonalon a sebesség sáv kiszélesítése néhány vonat kedvéért csökkenti a vonal kapacitását.



Érdekes kísérlet volt a nagysebességű vonatközlekedésre egy, a Maglevet megelőző, hasonló, de más technológiát használó magasvasút.




A Bertin-féle Aérotrain kísérleti és fejlesztési járműve

[2]-ből

Az 1960-as évek második felében a hagyományos vas kerék-vas sín alapú közlekedést gumikerekes járművel támadták. Az Aérotrain gumikerekes kocsi az egysínű vasút és a hoovercraft (légpárnán lebegő jármű) keveréke volt. A magas pályán kétoldalt alacsony oldalfal tartotta a jármű alatt a lebegtető levegőt.
A 60-as évek közepén Bertin cége bőkezű állami támogatást kapott arra, hogy 6 kilométeres próbapályát építsen Párizstól délnyugatra. Ezen egy kis, négyüléses jármű 18.600 km-t tett meg. A dugattyús motor toló légcsavart forgatott. A fejlesztés során jet hajtóművel, sőt, gyorsító rakétákkal szerelték fel. A 2,5 tonnás járművet 2.700 LE-nek megfelelő tolóerő hajtotta. 1967. december 4-én 378 km/h-s sebességet ért el a kísérleti pálya első 4 km-én, ezután a jet hajtóművet reverse, fékező állásba kapcsolták és még két ejtőernyő is kellett, hogy a jármű megálljon a pálya maradék 2 km-én.

A sikeres futások után a kormány még több pénzt adott egy 18 km-es pálya megépítésére Orleans-tól északra, mely később a tervek szerint a Párizs-Orleans magas vonal része lett volna. A pénzből futotta egy nagyobb, 40 ülőhelyes jármű építésére is. Ez a jármű dízel-mechanikus hajtású és gumikerekes lett, tolólégcsavarral a nagyobb indulási gyorsulás elérésére. Emellett a Bertin-cég próbálkozott lineáris motor hajtással is.

A jármű nagyon hangos volt, és hiába futott magas pályán, a földön lévők tiltakoztak még a ritka, de erős hanghatás ellen is. A kísérletet leállíttatták, és Bertin cégét egy bejáróvonal megépítésével bízták meg. 1974-ben aztán az arab-izraeli háború okozta olajár emelkedés még a bejáróvonal építését is leállította.

E cikk megjelenése előtt néhány nappal a Discovery mutatta a magasvasút megmaradt pályáját.





A TGV


Az 1960-as évek végére a francia állami vasút, az SNCF úgy gondolta, hogy a meglévő fővonalain mind gazdasági, mind utas kiszolgálási szempontok szerint 200 km/h sebességet célszerű fenntartani. A teher-, a normál személy- és a nagysebességű vonatok azonos pályán közlekedése miatt a vonalakon kapacitás csökkenés lépett volna fel, emellett fejlettebb jelzésrendszer és nagyobb teljesítményű áramellátás is szükségessé vált volna. A vonalak négyvágányúsítása óriási költséggel járt volna, emellett a meglévő kétvágányú vonal vezetése nem kedvezett a nagysebességű közlekedésnek.

1970 decemberében az SNCF tervet nyújtott be a kormánynak új vonal építésére Párizs elővárosától Lyonig, kizárólag a nagysebességű személyvonatok számára. Ezek a vonatok aztán a nagysebességű vonalon túl járhattak a hagyományos vonalakon, Dijonba, Grenoble-ba, a Riviérára, sőt, Svájcba is.

Az új vonal építése 1971 márciusában miniszteri engedélyt kapott, a minisztertanács 1974-ben hatalmazta fel az SNCF-et földek vásárlására a vonal számára, és az építés 1976-ban kezdődött.



A késlekedést a légi- és az autóközlekedési lobbi ellenállása okozta. A tervet extravagánsnak állították be, mely gazdasági katasztrófa lesz, és a vonal menti mezőgazdák és környezetvédők is tiltakoztak. A kormány sorban leszerelte az ellenkezést.

A csak nagysebességű vonatok használta vonalat szabadabban tervezhették, mint a hagyományos vonatokéit. Külön nevet is kapott, nagysebességű vonal,  Ligne á Grand Vitesse, vagy LGV. A vonalról kivezető kitérők is nagy sebességet engedtek meg, 220 vagy 230 km/h-t, de vizsgálatok mutatták, hogy 246 km-es sebességű kitérés is kényelmes.

A TGV-PSE (Paris Sudest) vonalat 300 km/h-s sebességre tervezték, de eleinte csak 260-nal járták, amit 1983 májusában emeltek fel 270-re. A vonalon Automatic Train Protection rendszert építettek ki, folyamatos jelfeladással a vezetőfülkébe. A frekvenciákkal kódolt, tízfogalmú jelzési kép a sínáramkörből induktív tekercsekkel jut a vezetőállásra. A rendszer alkalmas a mozdonyvezető reakciójának az ellenőrzésére, hogy az a feladott jelzésnek megfelelően cselekszik-e.




Nagyebességű átvezetés a két vágány között


SNCF, CAV felvétel [2]-ből






Az egyetlen vonal menti látható jelzés fajta ez a blokk véget jelölő jelzés

SNCF, CAV felvétel [2]-ből


Kezdetben, hogy elkerüljék a felsővezeték nagy költségét, gázturbinás nagysebességű vonatokat terveztek. Az Aerospace kompakt és könnyű turbinái jól működtek, a lenti képen látható motorvonat szorgalmasan járt a Párizs - Cherbourg vonalon. A gázturbinás hajtás mellett szólt, hogy a villamos gépészeti mérnökök nem voltak biztosak abban, hogy meg tudják oldani az áramszedést nagy sebességnél.




(fenn) Az SNCF RTG, gázturbina hajtású motorvonata Calais Ville-ben

G. Freemab Allen felvétele [2]-ből




E gyakorlati problémák miatt az első TGV vonat, az ötkocsis TGV001 is gázturbinás hajtású lett. Az 1972 márciusában a gyárat elhagyó, 192 tonnás vonatot négy, összesen 6.500 LE-s gázturbina hajtotta, minden tengelyen villamos hajtómotor volt, melyek áram váltóirányítón át kapták a feszültséget.




A prototípus, gázturbinás, TGV001 vonat

[2]-ből
A TGV001 1978 januárjában állt ki a forgalomból, mikor a villamos TGV-PSE vonat megérkezett, addig 54.700 km-t tett meg, jellemzően 200 km/h-nál nagyobb, a táv felét pedig 250 km-esnél nagyobb, és néha 318 km/h-s csúcssebességgel.

Az SNCF a végleges tervekben elhagyta a gázturbina alkalmazását. A felsővezetékes tápláláshoz meg kellett oldani az áramszedést nagy sebességnél. E célból kialakítottak egy mozgó laboratóriumot, mely ezt vizsgálta.




A Z7001 típusú mozgó labor, mely bizonyította, hogy
megoldható a nagy sebességű áramszedés

[2]-ből



A műszaki, a gazdasági és a társadalmi okok mind a villamos TGV felé tolták az SNCF-et. A lyoni vonal 1,5 kV egyenfeszültsége és az új vonal 25 kV, 50 Hz-es váltakozója a kétáramnemű vonatot igényelt. Időközben hozzákezdtek a Grenoble-i vonal villamosításához, mely harmadik áramnemet hozott.  Megvizsgálták, hogy a három áramnemű vontatás képessége beépíthető a vonatba, anélkül, hogy az elfogadott költségkeretet vagy a megengedett tengelyterhelést túllépnék.

A villamos építési döntés egy időben született meg azzal, hogy 1976-ban hozzákezdtek a csak-TGV vonal építéséhez. Az SNCF ugyanekkor rendelt két prototípus TGV-t és az első, 85 darabos sorozatot a francia ipartól, a gyártócsoportot az Alsthom vezette.
(Az Alsthom nem elgépelés, ld. Alsthom ) 
Ezeket a vonatokat TGV-PSE (
Paris Sudest)-nek nevezték.

Egy vonat két, nem articulated motorkocsiból, és 8, articulated mellékkocsiból állt. Két ilyen egységet lehetett többes vezérléssel vezetni.



Két, articulated mellékkocsi ilyen közös forgóvázon futott 

Y. Broncard felvétele [2]-ből



A vonat 386 tonnát, a motorkocsik egyenként 64,5 tonnát nyomtak, így belül maradtak a megengedett 17 tonnás tengelyterhelésen. A két motorkocsi 25 kV-ról folyamatos 6.450 kW-ot nyújtott a tirisztoros fázishasítós egyenfeszültségű hajtómotoroknak (1,5 kV-ról csak 3.100 kW-ot tudtak, de ezzel is elegendő sebességet értek el a hagyományos vonalon). A kilenc háromfeszültségű vonat 15 kV 16 2/3 Hz-ről 2.800 kW-os volt. Ez az áramnem a svájci vonalra kellett, ott a TGV 1984 januárjában mutatkozott be a Párizs-Lausanne járattal.
Az SNCF meggondolta a dinamikus fék alkalmazását (ahol a hajtómotorok fékezik a vonatot). Ezt a Z7001-es próbavonaton sikeresen alkalmazták. A mérnökök aggódtak, hogy sűrű vonatközlekedésnél a vágány felmelegszik és deformálódhat. Ezért legsűrűbben 6 perces vonatkövetést írtak elő, és a villamos fékezés mellett a nem hajtott forgóvázakon a dupla tárcsás fék, és az elektropneumatikus fék használatát javasolták.



A TGV-PSE kiválóan futott a csak neki épített pályán, de a hagyományos vonalakon kemény volt a futása, és a kocsikban érezni lehetett a pályahibákat. Ezt kiküszöbölték az új típusú közös mellékkocsi forgóvázzal, melyet később a TGV-PSE továbbfejlesztett változatánál, a TGV-A-nál használtak.


DA TGV-A vonat mellékkocsijainak közös forgóváza

GEC-Alsthom kép [2]-ből


A TGV-PSE Y231 típusú forgóváza után a TGV-A számára fejlesztett Y237 légrugója kiküszöbölte a hagyományos pálya hibái okozta rázást.

A két tengelyen négy-négy féktárcsa van.





A TGV-A vezetőfülkéje

GEC-Alsthom kép [2]-ből




A TGV-A motorkocsi felépítése

1  GPU típusú áramszedő
2  Fő transzformátor
3  Főmegszakító, vonali zavarszűrő
4  Vontatómotorok vezérlő egysége
5  A félvezetők (tirisztorok) freonos hűtője
6  Dinamikus fék ellenállások
7  Segédüzemi áramellátó
8
 Légsűrítő
9  Számítógép és biztonsági áramkörök
10 Automatikus kapcsolókészülék
11 Energiaelnyelő zóna
12 Erős védőszerkezet
13 Fék vezérlés
14 Sínáramköri kód felvevő tekercs
15 Szerelvényház
16 Y230 típusú hajtott forgóváz
17 Y237 típusú futó forgóváz
18 Csomagtér
19 Utastér
20 Kis súlyú ötvözött lapok




SNCF katalógus rajz [5]-ből




A TGV-k hajtása


   

A TGV-A áramszedője

SNCF felvétel [5]-ből

Nagyon könnyűnek kell lennie, hogy nagy sebességnél is jól kövesse a felsővezeték esetleges hibáit is.



Az első TGV-k a felsővezeték 25 kV-ját tirisztorral fázishasított, egyenirányított feszültséggel táplálták a forgóvázakban az egyenfeszültségű vontatómotorokat. A későbbi vonatokban az egyenfeszültségű hajtómotorok helyett háromfázisú, szinkronmotorokat alkalmaztak. Ezekben a forgórész csúszógyűrűkön át kapta az áramot. Ez a megoldás kevésbé bonyolult elektronikus tápláló rendszert kívánt, mint a még később használt meghajtás.

A csúszógyűrűs
szinkronmotoros hajtás sok fenntartási problémát okozott, ezért továbbléptek az aszinkron motoros hajtásra. Itt nem volt villamos kapcsolat a motor forgórészével. Hívták mókusodu motornak is, a forgórész formája miatt, a forgórész tekercselése a forgórész üregeiben helyezkedett el.

A svájci vasúton használt, 15 kV 16 2/3 Hz-es felsővezetéki feszültséget ugyanaz a főtranszformátor transzformálja le, mint a 25 kV, 50 Hz-et. Ez némi teljesítmény csökkenést okoz, de ez nem baj, mert azon a vonalon 140 km/h a legnagyobb megengedett sebesség, ami lényegesen kisebb teljesítményt kíván.



A TGV-PSE-k, melyeket később TGV-E-knek neveztek, az ezek működtetéséből nyert tapasztalatok alapján tervezték meg a TGV-A(tlantic) vonatot. Több szempontból is különbözött elődjétől. Minden vonat kapott még két betétkocsit, így 2+10 összeállításúak lettek. A vonatot 8, egyenként 1.100 kW-os vontatómotor hajtotta. A vezérlésüket a fejlődő mikroprocesszoros technika segítette. A nagyobb teljesítmény ellenére a TGV-A motorkocsijának súlya az -E 67,8 tonnájáról 66,6 tonnára csökkent.

A hajtásláncban GTO (gate turn-off, a tirisztort kapuval kioltható) félvezetőket alkalmaztak, emellett freonos hűtést. Az is lehetővé tette
a TGV-A nagyobb sebességét, hogy fejlettebb fékrendszert terveztek, a TGV-E-hez képest 70%-kal nagyobb fékező erővel. A vonat természetesen dinamikusan is tudott fékezni. Az új vonat 1990. május 18-án Vendóme közelében 515,3 km/h-s sebesség rekordot állított fel.

A TGV-A-nál az -E-hez képest több sínáramköri kódot alkalmaztak, amit a nagyobb sebesség kívánt meg.






Olaszország



Európában az olasz vasút volt az első, amelyik nagy pénzt fektetett abba, hogy a XIX. századból származó, az akkori vasútépítési elveket követő vonalat új, XX. századi vonallal váltsa ki. Már 1913-ban megépítették a Direttissima vonalat, ami csökkentette a vonalhosszat Bologna és Firenze között. Az I. világháború félbeszakította ezt a fejlesztési irányt, de 1934-ben Mussolini alatt újraindult.

A második Direttissima tengerparti vonal lett Róma és Nápoly között. Ez a régi vonal 248,7 km-es hosszát 215,8 km-re rövidítette le, a 4 óra 25 perces menetidőt pedig 2 óra 50 percre.

A II. világháborút követően, 1945 után helyreállították a világháború előtti sebességeket. A következő két évtizedben főleg a vasút zászlóshajója, a Milánó-Róma vonalon járó vonatok luxusát fokozták. Elkészült a három, hétkocsis, szürke és zöld festésű ETR300, Settebello típusú, villamos motorvonat.

1960-ban megjelent a Settebello négykocsis változata, az ETR250-es, ebből négy vonat készült.


ETR300, a Settebello a Róma - Milánó útján

FS, az olasz vasút felvétele [2]-ből








Egy Ale601 típusú motorkocsi

FS felvétel [2]-ből


Ezek egyike érte el a 250 km/h-s sebességet
Az ETR300-ast 160 km/h sebességre tervezték, de a vonal jó részén a szűk ívek miatt csak 110-zel mehetett, csak a Pó folyó völgyében érhette el a 140-et.

Az olasz vasút, az FS úgy látta, hogy a hagyományos, kanyargó vonalaival nem konkurálhat a közúti és a légi utasközlekedéssel. Tízéves tervet dolgozott ki arra, hogy a fővonalakon 150 km/h-s átlagsebességet érjen el. Kiépítette a kódfeladásos sínáramkörös rendszert, és a 60-as évek végre több száz mozdonyba és motorvonatba szerelték be a sínáramkör vevő berendezését, mely megjeleníti
a jelzést a kabinban.

Kipróbálandó a nagysebességű közlekedést, kifejlesztették az Ale601 típusú, minden tengelyén hajtott motorkocsit. A vonathoz egy 1. és két 2. osztályú, étkező-, és étkező és bár mellékkocsit terveztek. Minden jármű légkondicionált volt, és a nagy rugalmasság kedvéért a mellékkocsikon is, mindkét végükön vezetőfülke volt.

1962-ben áramszedő vizsgáló úton a motorvonat elérte a 225 km/h-s sebességet, egy megnövelt teljesítményű motorkocsi pedig a megerősített felsővezetékű Róma-Nápoly vonalon a 250-et.

Az ETR300-asok megengedett legnagyobb sebességét 200 km/h-ra emelték, módosított fékrendszert és ATP, automatic train protection, automatikus vonat védelmi rendszert építettek bele. Így már menetrendszerűen járhatott 200 km/h sebességgel, ahol ezt a vonal is megengedte.




Az olasz vasút már rendelkezett nagyobb sebességű közlekedésre alkalmas járművekkel, de a pálya nagy része nem volt alkalmas erre. Az olasz vasút forgalmának harmada a Milánó - Firenze - Róma - Nápoly, és a vonal folytatásával a szicíliai kompkapcsolatig tartó vonalon folyt. Ennek részeként az FS Róma és Firenze között nagysebességű, 250-es, egyes szakaszain 300 km/h-s közlekedésre is alkalmas vonalat tervezett. De 1970 előtt a hagyományos vasutat kedvelő főnökök inkább a hagyományos vonal négyvágányúsítását szerették volna.
A nagysebességű vonal mellett döntött, hogy átvehet forgalmat a hagyományos vonaltól, emellett gyors személyszállításra is lehetőséget nyújt. A Firenze és Róma közötti szakaszt 1977 februárjában megnyitották, de teljes egészében csak 1992 májusára készült el.







Kezdetben a forgalomirányítók úgy tekintettek az új vonalra, mint a hagyományos kétvágányúnak a két új vágánnyal való kibővítésére. Így járt a Direttissimán lassabb vonat is, ami gyakran elverte a nagysebességűeket, rontotta a menetrendszerűségüket. A leggyorsabb hagyományos mozdony az E444, Bo' Bo', 4.000 kW-os mozdony volt.




A 4.000 kW-os, E444 osztályú villamos mozdony a csak 1. osztályú kocsikból álló rapido vonatot visz a Róma - Firenze Direttissima vonalon

Az olasz vasút, az FS felvétele [2]-ből





Egy évtized telt el azóta, hogy az FS 1962-ben bejelentette a tervét a 250 km/h-s sebességű közlekedésre. 1972-ben a Fiat elkészített egy kísérleti villamos motorvonatot, mely aktív kanyarbedőlési rendszerrel volt felszerelve. Kétévnyi próbafutások után az olasz vonalakon a Fiat két, egyenként négykocsis vonat gyártásába kezdett, egyet a spanyol, a RENFE vasút, a másikat az FS számára.

A spanyoloknak készült egység az ott készült Talgo, szintén bedőlő vonat konkurenciájával találta szemben magát, és néha hosszabb időre is leállt, hol műszaki, hol bürokratikus okból.

Az FS-nél a Class ETR401 osztályú vonat, népszerű nevén Pendolino, 1976-ban indult menetrendszerinti forgalomban Róma és Ancona között. A 250 km/h-s legnagyobb sebességre tervezett vonat gyorsan haladt a színuszos vonalvezetésű, tehát ellentétes irányú ívekkel teletűzdelt pályán, ami próbára tette a bedőlő rendszerét. Sajnos az utasokat is, főleg a menetiránynak háttal ülőket, sokan tengeri betegek lettek. Az FS úgy orvosolta a gondot, hogy az üléseket megfordíthatóvá tette, így mindegyik minden úton a menetirány felé nézett. 


Az ETR401 nagysebességű próbán a Róma - Firenze Direttissima vonalon 1985-ben

FS felvétel [2]-ből




Az ETR401 egyik nagy hátránya a rövidsége volt, a menetrendi idejében négy kocsinyi utast vihetett, a nagy forgalmú vonalon pedig csak két nagysebességű vonatnak volt hely. Ezért (is) az FS megrendelte az ETR450 osztályú villamos motorvonatot.






Az ETR450 motorvonat

FS felvétel [2]-ből



1986-ban még 11 teljes hosszúságú és 4 fele hosszú vonatot rendeltek. Ezzel meg kívánták oldani, hogy az utasétkeztetés a vonat közepén lévő étkező-bár kocsira összpontosuljon, a repülőkhöz hasonlóan az ülőhelynél történő kiszolgálást alakítottak ki.

1990-ben az FS-nek 15 vonata volt, mind kilenc kocsis.

A csak 1. osztályú kocsikból álló ETR450 tervezésekor felhasználták az ETR401-nél szerzett tapasztalatokat. Ez a vonat 4 kétkocsis, minden forgóvázában hajtott egységből állt. A 625 kW-os motorokat fázishasításos egység táplálta, és kardántengelyen át hajtotta a tengelyt. Az étkező-bár kocsinak szánt 9., nem hajtott forgóvázú mellékkocsit ülőhelyessé alakították.

Az új motorvonatnak fejlettebb bedöntő mechanizmusa lett, mint a 401-esé volt. Mindegyik kocsi önállóan döntötte be a kocsiszekrényét. Az első kocsi érzékelte az átmeneti ívet (nagyvasúton nagyobb sugarú átmeneti ívvel kezdődik a pályaív), az egység mérte a vonat sebességét és a pálya döntését (a túlemelést), az adatokat elküldte minden kocsi saját bedőlés vezérlő egységnek, mely ezekből az adatokból és a kocsi helyéből a vonatban kiszámította a szükséges dőlési szöget és az értékkel vezérelte a kocsi hidraulikus bedöntő mechanizmusát. Az ívben a dőlést giroszkóp és gyorsulásmérő jelével, mikroprocesszorral szabályozták. A vonat legfeljebb 10°-ot tudott dőlni, amit az FS 8-ra korlátozott, a vonat így is 20%-kal gyorsabban haladhatott az ívekben.

Az áramszedőt a kocsiszekrénytől függetlenül, a forgóvázhoz rögzítették, így az érintkezés függetlenné vált a kocsiszekrény bedőlésétől.
Az olasz vasút 1988 nyarától szállított fizető utasokat a Róma - Milánó non-stop járaton, a vonatok azonban megálltak Firenzében, személyzetváltás miatt.




Az ETR450, olasz nagysebességű vonat 1. osztályú termes kocsija

 
FS felvétel [2]-ből



Az utasok az olasz E450-es és a francia TGV futása között több különbséget tapasztalhattak. A TGV a nagyobb szélső tengely távolsága és a légrugói miatt simábban fut 220 km/h-s sebességgel a hagyományos, és 300 km/h-val a számára épült vonalon, mint a csavarrugós forgóvázú ETR450. Emellett az olasz vonat bedőlése jelentősen csökkenti az oldalra lendítő erőt (az oldalgyorsulást) az ívekben. Akár ül az utas, akár gyalogol a folyosón, nem veszti el az egyensúlyát. Aki végiggyalogolt a vonaton, tapasztalhatta, hogy az első kocsi kicsit késve reagál az ívre, mint a hátrébb lévők, mert kevesebb ideje van a bedőlésre.

A jó ETR450-es vonatok bejárták egész Olaszországot, más vasút mégsem vásárolt ilyen vonatot. Két vasút alkalmazta a Fiat bedőlés technológiáját
kanyargós pályán a sebesség növelésre. A DB tervezte alkalmazni ezt a bedőlést a VT610-es dízel IC motorvonatához, az ÖBB pedig villamos IC vonathoz.

A Fiat nem állt le a fejlesztéssel, inverter táplálású aszinkron motoros, 320 km/h-s sebességre alkalmas, az ívben bedőlő vonatot tervezett. A terv neve AVRIL, olasz rövidítés a könnyű, nagy sebességű vonatra. Az új típusú forgóváz a központi csapra nehezedő járműszekrény súlyt négy függetlenül futó kerékre osztja el, melyek saját (lég)rugózással és lengéscsillapítással rendelkeznek. A forgóvázak belső kerekeit 200 kW-os motorok kardántengellyel hajtják.

1986-ban az olasz vasút rendelést adott fel az ETR500-as motorvonat kifejlesztésére. Ezen, mivel nagy sebességre épített pályán haladna, nem alkalmaztak kocsiszekrény bedőlést. A vonatot 300 km/h legnagyobb sebességre tervezték, bár a nagysebességű hálózaton a megengedett legnagyobb sebesség 270 km/h volt.
A vonat motorkocsijának terve az olasz vasút akkor utolsó, E402 osztályú mozdonyának tervéből származott.





Az FS E402 osztályú mozdonya

Az Ansaldo Transporti gyári felvétel [2]-ből



Ez a
Bo' Bo' tengelyelrendezésű, az alacsony súlypontért sok alumínium és kompozit szerkezeti elemet tartalmazó, háromfázisú váltakozó áramú hajtómotoros, 4.250 kW-os mozdony volt az alapja az ETR500-as motorvonat hajtó egységeinek a tervezéséhez.



Mind a mozdony, mind a motorkocsi összes tengelye váltóirányítóval táplált motorokkal hajtott, a motorokat a forgóvázakban helyezték el, de a kocsiszekrényhez függesztették föl, olyan mechanizmussal, mely stabilan tartja a motor és a forgóváz kapcsolatát, függetlenül a vonat sebességétől és a pálya karakterisztikájától. A tengelyre új, rugalmas hajtás viszi át a forgató erőt a tengelyre.






A 300 km/h-s, ETRX500-as vonat motorkocsijának prototípusa

Gyári felvétel [2]-ből




A motorkocsi és a mellékocsi prototípusa 1988 áprilisában készült el, és vonali próbákba kezdett a Modena és Mantua közötti, 38 km-es pályán. A vonat 1989 júniusában 316 km/h-s olasz vasúti sebesség rekordot ért el a Róma és Firenze közötti Direttissima vonalon.

A vizsgálatok második fázisában két motor- és tíz mellékkocsiból állt a vonat, ezt ETRY500-nak jelölték. A cél az volt, hogy utasokkal
járhasson az 1990-ben az olaszok rendezte labdarúgó világbajnokság alatt, és hogy bemutassák a terméket a vasúti világpiac számára. De a pályaviszonyok miatt ez a vonat csak az 1991. májusi menetrendbe kerülhetett be.








Források:

 

  • Brian Hresnape (Pictorial history of): Gresley Locomotives  [1]
  • Geoffrey Freeman Allen: The World's Fastest Trains  [2]
  • Mike Schafer and Joe Welsh: Classic American Streamliners  [3]
  • Brian Hollingsworth, Arthur Cook: The Great Book of TRAINS  [4]
  • Arthur Tayler: Hi-tech Trains [4]
manhattani       

    2022. március 28.