Naklápacie vlaky

Naklápacie vlaky sú jasne toho času "in". Takmer každá európska železničná spoločnosť už nasadila naklápacie vlaky alebo aspoň má už niekoľko objednaných. Všeobecne je ako zázračná zbraň proti pomalosti na tratiach bohatých na zákruty a často sú tiež uvádzané ako argument proti budovaniu drahích novostavaných tratí zaťažujúcich životné prostredie.

História

Prvé experimenty s naklápacími vlakmi začali v šesťdesiatych rokoch v Taliansku. 1971 bol postavený skúšobný motorový vozeň, nasledoval štvordielny motorovým vlak Ur-Pendolino (ETR 401) v r. 1975. Tento sa stal v nasledujúcich rokoch plánovaným pre nasadenie na trati Roma - Ancona. Naklápanie bolo pritom aktívne pomocou polohovania hydraulických valcov v závislosti na bočnom zrýchlení a prevýšení.
V r. 1980 nasledovali Španieli s ich vlakom Talgo-Pendular, avšak po prvý raz nie motorový vlak, ale je to viacvozňová súprava, preto potrebuje zvyčajný rušeň a navyše po druhé nedisponuje aktívnou, ale pasívnou naklápacou technológiou.

Cieľ naklápacia technika

Vlaky môžu ísť v zákrute len určitou rýchlosťou. Prekročenie tejto rýchlosti vlakom ho môže priviesť k vykoľajeniu. Maximálna primeraná rýchlosť v zákrute je ale ďaleko od najvyššej uvádzanej kritickej rýchlosti, áno rozhodujú fyzikálne zákonitosti. Primeraná rýchlosť predstavuje viac pre cestujúcich bez zníženia náročného limitu úrovne pohodlia. Stávalo sa vlakom, že ak túto rýchlosť prekročili, neprihodilo sa nič, okrem toho, že človek by musel jeho pohár s kávou pevne držať, aby tento nepadol zo stolu. Čo v osobnej doprave najskôr zapríčiní len zníženie úrovne pohodlia, znamená v nákladnej doprave bezpečnostné riziko, pretože takto náklad môže vypadnúť a tým môže viesť k ťažkým nehodám.
Počas jazdy zákrutou pôsobí priečne zrýchlenie veľmi zaťažujúco, pri jazde v zákrutách sa zvýši obvyklá poloha k vonkajšej koľajnici v pomere k vnútornej koľajnici. Pre každej ľubovoľnej rýchlosti existuje určité prevýšenie, priečne zrýchlenie ho úplne kompenzuje. Tu ale na väčšine trate bola jazda rozdielnymi rýchlosťami a typmi vlakov, môžu dôjsť k obmedzeniam rýchlosti a zastaveniu prevádzky na traťovom úseku, musla sa násť účelná priemerná hodnota. Na DB AG je to na 60% úplná kompenzácia (podľa železničného staveného a prevádzkový poriadok -EBO- nemôže prekročiť prevýšenie pri koľajach so štrkovým lôžkom 16 cm, pri koľajach na pevnej jazdnej dráhe 18 cm. Na mäkkom podklade je hodnota 12 cm. Avšak hodnoty v praxi ležia na trati viac pod nimi). Rozdiel medzi teoreticky možným prevýšením a úplnou kompenzáciou odstredivej sily a skutočným prevýšením sa nazýva kritické prevýšenie.
Pomocou naklápacej technológie môže byť naklopením kostry vozňa ešte viac zväčšené prevýšenie koľajníc k vnútornej strane oblúku, vďaka čomu dokážu dosiahnuť vyššie rýchlosti na tratiach plných zákrut bez zníženia úrovne pohodlia. Maximálny prípustné kritické prevýšenie obnáša 300 mm.

Pasívna a aktívna naklápacia technika

Rozlišuje sa pasívna a aktívna naklápacia technológia. Prvá spočíva na kyvadlovom princípe. Naklápanie kostry vozňa vyplýva na sekundárnom vypružení - dvoch stĺpoch umiestených pod strechou vozňa. Takto leží oporný bod pružín nad ťažiskom, čo má prirodzene za následok naklápanie kostry vozňa, keď sa táto zníži vplyvom odstredivej sily pri prejazde zákrutou na vonkajšiu stranu. Španielska firma Talgo S.A. vsadila na toto zabezpečenie technológie pri jej vlakoch Talgo Pendular (obrázok 1).
Aktívna naklápacia technika, ako prvá vyvinutá Fiatom, je jednoznačne komplikovanejšia, napriek tomu ale ďaleko rozšírenejšia. Tu je kostra vozňa mechanicky, hydraulický alebo elektrické siete odsunuté, keď dostanú rozkaz od elektroniky. Pre určenie optimálneho sklonu kostry vozňa musia byť zohľadnené hodnoty nasledujúcich veličín, dodané meračom urýchlenia a gyroskopom: rýchlosť, polomer zákruty a prevýšenie koľaje. Na začiatku mal ešte každé jednotlivý vozeň osobitný senzor a elektroniku a vypočítané hodnoty každý pre seba, dnes je senzor už len v prvom a poslednom vozni. Elektronika potom vypočíta s akým oneskorením prikáže do ďaľších nasledujúcich vozňov (princíp Master - Slave ). Staré hydraulické spôsoby stavby riadenia kostry vozňa zaberali veľa miesta , to vynikalo v priestore pre cestujúcich, pri nových spôsoboch stavby je celá naklápacia technika pod chodbičkou (obrázok 2).
Pri elektricky poháňaných naklápacích vlakoch musí byť navyše zohľadnené, že pantograf sa nesmie naklápať spolu s kostrou vozňa, pretože ináč je prerušený kontakt s trolejovým vedením. Toto sa môže dosiahnuť tým, že sa spojí nehybný pantograf s otočným podvozkom (obrázok v kapitole: Alaris), alebo pripevní osobitná hydraulika v strešnej oblasti, znova proti naklápaniu kostry vozňa.

Prispôsobenie lokálnym sklonom

Okrem toho musia byť prispôsobené vysoké rýchlosti lokálnym nemenným sklonom, napr. koľajový zvršok a spodok, signalizačná a zabezpečovacia technika, čo je niekedy veľmi drahé - niekedy dokonca nemožné.
Nasledujúci zoznam je sformulovaný čo najvšeobecnejšie; tak je použiteľný pre všetky železničné správy.
Koľaj: Ak je prechádzaný vysokými rýchlosťami, menia sa hraničné hodnoty opotrebovania koľajnice. Zmienený úsek koľaje musí byť tým častejšie vymieňaný.
Zvršok: v úzkych zákrutách tiež podľa možnosti vysoká rýchlosť môže byť udržiavaná, prípadné prevýšenie však musí byť zväčšené. Tu ale každé prevýšenie po primeranom sklone bude zavedené, tieto musia byť v súvislosti s tým tiež predĺžené (sú tu tiež hraničné hodnoty vozidiel pre prekonanie).
Na mostoch a mierny oblúkoch môže dôjsť k takzvanej nestálosti, keď koľaj napr. je montovaná bezprostredne na oceľ alebo betón. Prevýšenie sa tu nedá bez ťažkostí zväčšiť a jemné doladenie koľaje nie je tiež možné.
Signalizácia: V takomto prípade musí byť vzdialenosť hlavnej návesti od predvesti zväčšená a/alebo musí byť inštalovaný predzvestný opakovač.
Vplyv vlaku: O naklápacích vlakoch pri pretína rýchlosť skúšobný úsek žiadne samočinné ovládanie bŕzd dopriať, musieť byť táto tu-naproti tomu rozšíriť, že bude medzi dva druhom vlaku rozoznávať, príp. obe rýchlosti pri vozidle budú odovzdať . Naklápací vlak potom potrebuje vyšší limit. Normálny vlak, príp. VT611 (ospravedlnenie, ale ja som teraz vedel VERKNEIFEN), tak naklápací vlak s rušenou naklápacia technikou, nižší limit.
Železničné priecestie: Aktivačný úsek trate pred železničným priecestím musí byť zväčšený; poprípade musí byť táto potom od rušňovodič-stráženie na ďaleký-pozorovanie obstať.

Nemecko

V regionálnej doprave DB AG je nasadený motorový vozeň konštrukčného radu VT610 a VT611. Zvonku vyzerajú oba konštrukčné rady takmer rovnako. Prvý vybavený osvedčenou naklápacia technikou Fiat, zatiaľ čo Adtranz pre VT611 vyvíja vlastné elektrické riadiace naklápacie zariadenie, ale preukázal sa ako nespoľahlivý a VT611 k slávnym názvom "Pannolino" dopomáhať. Mimochodom stať sa menom "Pendolino" od Fiat chránený a smie byť použitý len v spojení s naklápacími vlakmi vybavenými naklápacou technikou Fiat . Hoci VT611 ešte nie skutočne bol v prevádzke, budoval Adtranz už ďalší rozvoj, VT612, bol vystavený na INNOTRANS '98 v Berlíne.
Od 3.marca 1997 premáva doplňujúci relácie Bonn - Berlin a München - Berlin pár nočných vlakov (ICN = InterCityNight) Hamburg - München s vozňami Talgo-Pendular. Od 15.decembra 1997 je pár vlakov Berlin - Bonn predĺžený do Frankfurtu am Main. ICN premáva napriek nečinným naklápanie kostrám vozňa normálnou rýchlosťou. Naklápacia technika zvyšuje len komfort.
Od 1.marca 1998 premáva Cisalpino (ETR 470) medzi Stuttgartom a Milánom; najprv bol denne len jeden pár vlakov, 27.septembra prišiel ešte druhý (pozri Švajčiarsko). Na nemeckom úseku trate (Stuttgart - Singen) musela byť do 29.mája tohto roka naklápacia technika vyradená, pretože trať ešte nebola pre to pripravená.
So zavedením nového cestovného poriadku 30.mája 1999 prišlo k nasadeniu ICT (BR 415) na trati Stuttgart - Zürich. Spolu s už jestvujúcim pármi vlakov Cisalpino, teraz tiež na nemeckom úseku trate premávajú so aktívnou naklápacou technikou, ustálili teraz denne k dispozícii siedmich rýchlych spojení do Zürichu. Z dvoch naklápacích vlakov ICT sa musia však prestúpiť v Singene na bežné vlaky SBB.

Fínsko

27.novembra 1995 išiel prvý, v r. 1992 objednaný, naklápací motorový vlak radu 220 (Sm 3) na plánované nasadenie medzi Turku a Helsinkami. Až doteraz zostalo pri dvoch prototypoch Pendolino, zhotovených Fiatom na báze ETR 460. Avšak v decembri 1997 dali do Fiatu objednávku na ďaľších osem naklápacích vlakov (pôvodne bolo plánovaných 23), majú byť nasadené až v r. 2002 na trati Helsinki - Tampere.

Francúzsko

Francúzi zrejme nemôžu žiť bez ich TGV, dokonca keď chýba kapitál na nové vysokorýchlostné trate. Tak buduje Alstom v spolupráci s Fiatom práve teraz TGV-Pendulaire. Toho času existuje prototyp, pozostávajúci z jedného prepracovaného TGV SE.

Veľká Británia

Britský železničný priemysel skonštruovať v r. 1970 APT-E (zdokonalený experimentálny vlak pre cestujúcich) s naklápacou technikou. Pozostával z dvoch hnacích hlav s pohonom plynovou turbínou a dvoch vložených vozňov. Nasledovali tri totožné prototypy APT-P (hnací vozeň bol v prostriedku, pri vysokých rýchlostiach sa nie v uchytil dostať odber prúdu s pantografmi na dvoch hnacích hlavách), v r. 1982 - 84 boli nasadené na trati Glasgow - London - Euston. Táto naklápacia technika ale kompenzovala úplne odstredivú silu, takže niektorí cestujúci stratili orientáciu a bolo im zle. Po tom boli (azda tiež vďaka politickému tlaku) odstavené zo služby.
1998 GREAT NORTH EASTERN RAILWAY objednala od konzorcia Alstom Fiat dva elektrické naklápacie vlaky, každý s 11 vozňami (s opciou na ďalších šesť naklápacích vlakov). Plánovaná sprevádzkovanie je v roku 2001.
VIRGIN WEST COAST objednala v konzorciu Alstom Fiat 55 elektrických naklápacích vlakov, každý s 8 vozňami. Sprevádzkovanie: r. 2002.
VIRGIN CROSS COUNTRY objednala 43 dieselových naklápacích vlakov od Bombardier. Sprevádzkovanie má byť v r. 2001.

Taliansko

Ako už v úseku príbeh zmienil sa, začali človek práve v šesťdesiatych rokoch so skúškami naklápacej techniky. V r. 1971 postavili skúšobný motorový vozeň. V r. 1975 nasledoval štvordielny motorový vlak ETR 401, Ur-Pendolino. Tento bol v nasledujúcich rokoch plánovaný pre nasadenie na trati Rím - Ancona.
V r. 1988 bol nasadený konštrukčný rad ETR 450. V r. 1995 a 1997 nasledoval ETR 460 a ETR 480. Boli nasadené v celej sieti FS ako "Eurostar". Vlaky "Eurostar" sa vyznačujú najmä komfortom a servisom a nahradia miestne vlaky InterCity.
Toho času sa dokončujú skúšobné jazdy s náhradou dieselových vlakov Pendolino ATR 410.

Nórsko

Nórsko testovalo v období október - december 1996 motorový vlak X2 SJ. Na základe pozitívnych skúseností s konštrukčným radom X2 má byť objednaných 16 štvordielnych naklápacích vlakov konštrukčného radu Bm73 (max. rýchlosť 200 km/h, 220 miest na sedenie), v protiklade ku konštrukčnému radu Bm71 navyše disponujúcimi naklápacou technikou (motorový vlak Bm71 016 je práve skúšaný s vybavením naklápacím systémom).

Poľsko

V júli 1998 objednali PKP deväť šesťdielnych naklápacích vlakov Fiatu Pendolino, v roku 2000 majú byť dodané (s opciou na ďalších sedem naklápacích vlakov). Naklápacie vlaky s kostrou podobnou ETR 460 majú premávať na trati Gdynia - Gdansk - Warszawa - Krakow/Katowice.

Portugalsko

Začiatkom r. 1996 objednali CP desať naklápacích vlakov Penduloso od konzorcia pozostávajúceho zo Siemensu a Fiatu. Naklápacie vlaky sú odvodené z talianskeho ETR 460. Termín ich dodania by mal byť najneskôr jar 1998 (EXPO '98). Tento sa však odsunul na júl 1998. Z tohoto dôvodu musí výrobca zaplatiť dohodnutú pokutu od 13,2 milióna DM. Plánovaná trať nasadenia je Lisboa - Porto.

Švédsko

Švédsko má sieť tratí veľmi bohatú na zákruty. Polomer zákrut je často okolo 600 m. Tu by ale bola novopostavená trať príliš drahá, preto to viedlo už v r. 1969 k pokusom s naklápacou technikou modifikovaním X1. V r. 1975 bol dokončený prototyp (X15) boli uskutočnené rozsiahle skúšobné jazdy (max. rýchlosť 238 km/h).
V r. 1986 objednali SJ 20 motorových vlakov X2000 (konštrukčný rad X2), boli dodané od augusta 1990. V marci 1994 boli všetky jednotky k dispozícii. Počet je odvtedy ustavične rozširovaný. Používaná trať: Stockholm - Göteborg a Stockholm - Malmö.

Švajčiarsko

Spojenci majú návratnosť sa nápadný dlho na naklápacia technike-trh, hoci ich krajina pre naklápacie vlaky je vlastne predurčená. oni ale nie boli úplne nečinní: v Gottarde a Simplone bola skúšobná jazda s talianskymi vlakmi Pendolino.
Pre technické problémy začal plánovanú obsluhu Cisalpino (ETR 470) vo Švajčiarsku až 29.septembra 1996. Nasledujúca prehľadná tabuľka ozrejmuje chronologicky históriu Cisalpina:

Toho času nachádza skúšobná jazda s jednému novým Švajčiarom naklápací vlak, ICN (RABDE 500) namiesto.

Slovinsko

SŽ objednali tri trojdielne naklápacie vlaky Pendolino od Fiatu.

Španielsko

Španielsko malo už pred dvadsatimi rokmi cieľ, objednať od Fiatu vlaky Pendolino. Ono došlo ale len k jednému pokusnému vlaku radu 443, všeobecne bol nazvaný "Platanito" (pravdepodobne RENFE obstarali peniaze, na objednávku ďalších naklápacích vlakov). Niekedy budú pravidelne nasadené na tratiach Madrid - Ávila, Madrid - Albacete a Madrid - Jaén, namiesto "turistických vlakov".
V januári 1996 ale objednali RENFE desať naklápacích vlakov radu 490 (odvodených od ETR 460) ako IC 2000 od jedného španielsko-talianskeho konzorcia (Alstom Španielsko, Fiat). Plánovaný termín dodania: koniec r. 1997. V júni 1998 bol potom naozaj tento prvý motorový vozeň dodaný, od 16.februára 1999 je plánované nasadenie ako "Alaris" na trati Madrid - Valencia.
Práve v r. 1980 boli v Španielsku nasadené vozne Talgo-Pendular, navyše disponujú kostrami s pasívnym naklápaním vozňa. V r. 1998 nasledovala druhá séria Talgo-Pendular: Talgo Pendular 200. RENFE nasadili súpravy Talgo tiež v medzinárodnej doprave do Portugalska, Francúzska, Švajčiarska a Talianska . Prednedávnom postavili Talgo S.A. ďaľšiu novú generáciu vlakov Talgo. Toto sú silné naklápacie vlaky (hnacia hlava + 6 - 12 vložených vozňov + hnacia hlava) s osvedčenou pasívnou naklápacou technikou, môžu byť kompletne previazané (zmenený rozchod koľaje). Dieselové hnacie hlavy sú od KRAUSS MAFFEI.
Neskôr boli na trati Barcelona - Valencia nasadené vlaky Euromed a Arco .

Česká republika

V auguste 1995 bolo poverené konzorcium zložené z ČKD (montáž kostry vozňa), MSV Studénka, Fiat (otočné podvozky a naklápacia technika) a Siemens (elektrické vybavenie) výrobou desiatich sedemdielnych (štyri poháňané vozne) vysokorýchlostných motorových vlakov s naklápacou technikou, ktoré musia splniť nasledujúce požiadavky: 3000 V jednosmerný prúd / 15000 V 16 2/3 Hz / 25000 V 50 Hz, 102 miest na sedenie v 1.triede, 220 miest na sedenie v 2.triede. Výkon 4000kW, max. rýchlosť 230km/h. Motorový vlak radu 680 ("Integral") má premávať medzi Berlínom a Viedňou cez Prahu. Dodanie prvých vlakov, plánované na koniec r. 1997, sa má uskutočniť v apríli 1999.

( Zdroj )