Fastech 360 – najszybszy pociąg Shinkansen - InfoRail

Fastech 360 – najszybszy pociąg Shinkansen - InfoRail: "Fastech 360 – najszybszy pociąg Shinkansen
Autor: Ryszard Piech Opublikowano: 2009-09-01 15:49:36
inforail.pl - kolej » technika czytano 190 razy
Tagi:

* Kawasaki
* Hitachi
* 360Z
* E5
* 360S
* Fastech 360
* Shinkansen
* JR East
* JR
* Japonia

Japonia tuż po II Wojnie Światowej otrzymała zakaz budowy samolotów, który miał zapewnić militarny spokój. Jednak po drugiej stronie medalu znalazły się bieżące potrzeby transportowe mieszkańców wysp. W efekcie rozwoju gospodarczego należało rozwiązać ten problem, który komplikował podział państwa na kilka wysp oraz ich górski charakter powstały w wyniku czynności sejsmicznych i wulkanicznych. Naturalnym rozwiązaniem jawiły się więc samoloty, których rozwoju jednak zabroniono. W efekcie tego konglomeratu zdarzeń Japonia postanowiła jako pierwsza na świecie zbudować kolej dużych prędkości, która w efekcie stała się pierwszym tego rodzaju środkiem, który po dziś dzień stanowi podstawę transportu na wyspach. Oczywiście przed ich wdrożeniem Japonia musiała pokonać długą drogę. Już na wstępie wystąpił zasadniczy problem, ponieważ sieć kolejowa w Japonii została zbudowana jako wąskotorowa o rozstawie szyn 1067 mm (typowym dla kolonii brytyjskich) z dosyć wąską skrajnią. W efekcie tego istniejące szlaki kolejowe nie nadawały się do przebudowy na szybkie, natomiast analizy wykazały, że graniczną prędkością maksymalną dla tak wąskiego toru jest 160km/h, natomiast dla standardowego rozstawu szyn prędkości te miały przekraczać 400 km/h, choć niedawne osiągnięcia francuzów posunęły tą barierę jeszcze dalej. W efekcie tego postanowiono zbudować nową linię kolejową, która połączyła Tokio z Osaką, a kursujące na niej pociągi osiągały prędkość maksymalną 210 km/h. Oczywiście te prędkości były ciągle zwiększane a obecnie najszybsze pociągi kursują rozkładowo z szybkościami do 300 km/h. Jednak każda bariera jest do pokonania, a Japończycy nie zamierzają zaprzestać w poszukiwaniu nowych rozwiązań.
Historię pociągów Shinkansen zapoczątkowała seria 0 JR West. Fot. Cassiopeia sweet, Wikimedia Commons, Public Domain Tabor JR East, od lewej seria 200, E2, E4, E1 w lokomotywowni Niigata. Fot. Damasa, Wikimedia Commons, GFDL
Ponieważ w ramach prywatyzacji dokonano podziału kolei japońskich na niezależne spółki, więc i sieć Shinkansen została rozdzielona. Linie wychodzące na zachód od Tokio otrzymała spółka JR West, natomiast na wschód JR East. Podział ten w zasadzie jest usprawiedliwiony technicznie, ponieważ linie JR West zostały zelektryfikowane napięciem 25 kV 60 Hz AC, podczas gdy JR East zostało zelektryfikowane napięciem 25 kV 50 Hz. Oprócz tego między tymi liniami występuje duża różnica w charakterze przewozów. Podczas gdy zachodnia część obejmuje najbardziej zaludnione obszary kraju, a po siei kursują wyłącznie pociągi dużej prędkości, to na wschód od Tokio istnieją mniejsze miasta, a chcąc zwiększyć ruch na nowej linii postanowiono niektóre odcinki tras doprowadzających przebudować z wąskotorowych na normalnotorowe. Niestety odcinki te nie zyskiwały właściwych parametrów dla linii Shinkansen, stąd są one określane jako Mini Shinkansen. Linie te są obsługiwane odrębnym taborem, który na trasie głównej jest łączony z pełnowymiarowymi pociągami i w takim składzie podróżują one do stolicy Japonii oferując bezpośrednie połączenia.
Fastech 360
Hamulce aerodynamiczne w pociągu Fastech360. Fot. Thatdog, Wikimedia Commons, GFDL
JR East poszukując możliwości przyspieszenia swoich połączeń postawiło przed konstruktorami założenia dla przyszłych pociągów. Prototypowy pojazd Fastech 360 został zbudowany przez Hitachi (wagony 1 do 3) oraz Kawasaki (wagony 4-8). Podstawowym założeniem było osiągnięcie prędkości maksymalnej 360 km/h, którą można by osiągać na już istniejących torowiskach. W związku z tym pociąg musiał spełniać obostrzenia techniczne oraz ekologiczne jakie obowiązują obecne składy. Jednym z nich była droga hamowania, gdzie skład z prędkości maksymalnej miał się zatrzymywać na odcinku długości 4 km, co udało się osiągnąć dzięki zastosowaniu specjalnych aerodynamicznych hamulców. Ten charakterystyczny element pociągu przykuwa uwagę od samego początku, ponieważ włączone hamulce wyglądają jak małe skrzydełka nietoperza, jednak dzięki nim udało się utrzymać odpowiednią drogę hamowania. Bez nich ośmiowagonowy (w tym sześć silnikowych) pociąg testowy Fastech 360 zatrzymuje się na tym samym dystansie z prędkości 340 km/h, co pozwala zauważyć jak skuteczne te hamulce są. Bardzo ważnym dla Japonii czynnikiem jest oddziaływanie pociągu na środowisko naturalne, w tym głównie głośność emitowanego dźwięku. Już typowo dla prototypów japońskich Fastech 360 otrzymał dwa odrębne czoła na każdym końcu składu. Jedno miało długość 13 metrów, natomiast drugie nos o długości aż 16 metrów. Mają one za zadanie przełamywanie mikrofal dźwiękowych, które powstają zwłaszcza podczas wjazdu do tunelu. Oprócz tego w celu zmniejszenia hałasu zakryto wszystkie wózki osłonami, podobne osłony zastosowano również między wagonami.
Czoło składu Fastech 360. Fot. Suisetz, Wikimedia Commons, Public Domain Drugie czoło składu Fastech 360. Fot. Jet-O, Wikimedia Commons, GFDL
Japończycy poświęcają bardzo dużo uwagi zmniejszeniu hałasu generowanego przez odbierak prądu. Również w pojeździe Fastech 360 zastosowano nowatorskie osłony oraz nowy typ odbieraka, które miały przynieść redukcję hałasu. Natomiast dla zwiększenia komfortu podróżowania postanowiono zabudować system aktywnej stabilizacji wózka oraz system przechyłu pudła. Jeszcze do niedawna uważało się, że system wychyłu pudła jest niewłaściwy dla pociągów dużej prędkości i w Europie jest on stosowany do prędkości 250 km/h (275 km/h w przypadku Nowego Pendolino), natomiast Japończycy poszli dalej w tym zakresie i już od kilku lat JR West eksploatuje składy 700N z systemem wychyłu pudła, który umożliwił pociągom pokonywanie zakrętów z prędkością 300 km/h, które dotąd były przejeżdżane z szybkością 275 km/h. JR East z pociągiem Fastech 360 podąża tą samą drogą, jednak znacznie podnosi prędkość maksymalną. Pociąg może pokonywać łuki o średnicy 4 km z prędkością 330 km/h oraz o średnicy 6 km z prędkością 360 km/h. Oprócz systemu wychyłu pudeł bardzo ważnym jest wspomniany wcześniej system stabilizacji wózków. Jest on zamontowany pomiędzy wózkiem, a pudłem wagonu i pozwala na redukcję ruchów poprzecznych wózka, dzięki czemu sam wagon zachowuje jak najbardziej prostoliniowy ruch. W efekcie prowadzonych na prototypie badań niektóre rozwiązania potwierdziły swoją zasadność, jak chociażby system wychyłu pudeł, czy stabilizacji wózków. Skuteczne okazały się również hamulce aerodynamiczne, które jednak okazały się kosztowne w eksploatacji. Dodatkowo zanotowano, że rozwiązania aerodynamiczne pozwoliły na osiągnięcie takich samych wyników dla prędkości 360 km/h jak wcześniejsze serie przy prędkości 275 km/h. Niestety nie udało się zlikwidować nadmiernego hałasu, w tym głównie odgłosu strzału na końcu tunelu do którego wjeżdża pociąg. W efekcie tego pojazdy seryjne muszą mieć mniejszą prędkość maksymalną.
360S –E5
Przedseryjny skład 360S ze zdemontowanymi osłonami wózka. Fot. zzyzx, Wikimedia Commons, GFDL
W efekcie prowadzonych prac powstały dwa kolejne prototypy przedseryjne, które zwiastują seryjne egzemplarze. Pierwszym z nich jest 360S, czyli pojazd oznaczony przyszłościowo jako seria E5. Pojazd ten składa się z ośmiu wagonów i bezpośrednio bazuje na prototypie Fastech 360. 360S posiada między innymi oryginalny kształt czoła pociągu z „nosem”o długości 16 metrów. Kształt ten został wybrany jako najbardziej optymalny i został zastosowany na obu końcach. Jednak w odróżnieniu od prototypu zmniejszona została prędkość maksymalna do 320 km/h jako prędkości bardziej optymalnej tak pod względem kosztów eksploatacji jak i emitowanego hałasu. W związku ze zmniejszeniem prędkości postanowiono zrezygnować z zastosowania hamulców aerodynamicznych, które przy mniejszej prędkości nie są konieczne, ponieważ pociąg zachowuje odpowiednie długości hamowania. Seria E5 ma występować jako pociągi 10 wagonowe z czego osiem jest napędnych oraz dwa bez napędu.
360Z
Oprócz pełnowymiarowego składu serii E5 JR East potrzebuje również mniejsze składy do obsługi połączeń Mini Shinkansen. Z myślą o tych połączeniach powstał drugi prototyp bazujący na pociągu Fastech 360. Wersja do obsługi bocznych linii została oznaczona jako 306Z i w głównej mierze odpowiada specyfikacji pojazdom serii E5 (360S). Główne różnice to zmniejszona do sześciu wagonów długość składu, oprócz tego wagony są krótsze oraz węższe, aby zmieściły się w ciasnej skrajni Mini Shinkansen. Zresztą sprawa skrajni i konieczności redukcji hałasu przy dużej prędkości została doprowadziła do powstania interesującego rozwiązania. Bowiem na liniach Shinkansen pociągi mają opuszczone osłony zasłaniające wózki, natomiast przed wjazdem na linie Mini Shinkanen są one automatycznie podnoszone i pozwalają na kontynuację jazdy.
Po jednym prototypie Fastech 360 obecnie zbudowano i są testowane dwa składy bezpośrednio się z niego wywodzące. Pojazdy typu 360S i 360Z przechodzą jazdy próbne zarówno niezależnie jak i w trakcji ukrotnionej pozwalając na zebranie doświadczenia przed seryjną produkcją. Bez wątpienia zespoły te udowadniają wysoki poziom zaawansowania technologicznego Japonii w zakresie kolejnictwa, a skoro pod względem prędkości nie mogą pokonać francuzów, to jednak pod względem jakości i rozwiązań technicznych mogą w pełni nawiązać walkę, czego efekty możemy obserwować obecnie.
Następny artykuł w dziale Inforail.pl - kolej » Technika"