Tren d'alta velocitat (AHT/TGV). A velocitat d'avions sobre carrils per Europa
1991/01/01 Sarriegi Eskisabel, Andoni Iturria: Elhuyar aldizkaria
De la marca AHT a la marca a França. En aquesta mateixa revista Elhuyar s'han donat a conèixer els articles anteriors (núm. 33, març 1990, 15/12). pàg. i Núm. 37 a 38, de juliol a agost de 1990, 6. Pàg. ). Veure a manera d'introducció el quadre de seguiment d'aquesta millora de marca on duc.
Fa vint-i-tres anys, Capitole, circulava a 200 km/h de París a Tolosa sobre rodes. En aquella època, uns enginyers van demostrar que cap tren comercial normal que circulava sobre els carrils a les mans pel càlcul no superava aquesta velocitat, ja que, si superés, havia de passar a utilitzar coixins d'aire o el magnètic dels esquios.
Tres mesos després o... En coreja, en un symposium internacional, un altre gran nombre d'enginyers va llançar, amb l'ajuda de les seves equacions i ordinadors, la predicció que la presa de corrent a través de la catenària/sistema de pantògrafs mai hagués pogut passar una velocitat de 450 km/h.
Els del SNCF francès, en l'actualitat, han depassat aquesta velocitat en dues ocasions (a una velocitat de 482,5 km/h entre Courtalain i Château-Renault, en el quilòmetre 166 i començaments del mes de juny de 1990, en un nou tren experimental sense explotar TGV Atlàntic a una velocitat de 510,6 km/h). En tots dos casos, cal destacar que els trens convencionals van ser els encarregats d'obtenir les marques, és a dir, els models amb intenció de circular, si bé el segon presentava algunes millores i canvis per a això (augment de rodes, reforç de motors, etc.). ).
Velocitats màximes de trens de pasajerosMarcas de velocitat sobre carrilsComunicacions
Una de les principals diferències d'aquests trens respecte als actuals és el seu ampli sistema de comunicacions. Això suposa en l'actualitat una gran quantitat d'equips informàtics i audiovisuals incorporats. En cada ramal hi ha 16 ordinadors connectats entre si que vigilen totes les funcions del tren: tracció, frenat, senyalització, ambient interior, etc. Per a poder controlar-ho tot, la sala del conductor està plena d'aparells de control, oferint en tot moment l'entrada a la memòria de totes les dades de fallades i funcions de cada branca. Totes aquestes informacions es transmeten per ràdio al lloc central de control de París 2 hores abans de l'arribada del tren.
Per a això s'utilitza un sistema complet de balises de transmissió de 10 km al llarg de tota la longitud del recorregut. No obstant això, la comunicació pot fer-se a través d'altres sistemes. Les operacions preparatòries en una branca tenen la seva àrea estanca directament sota ordres del Lloc Central de París, com l'adaptació al llarg de la ruta de l'ambient interior del tren, la informació al llarg de la via per a passatgers, altres controls rutinaris, etc.
Davant la presència del gran volant negre, les cabines de conductor i els conductors d'aquests trens semblen en realitat una sala de pilots d'avió que es preparen amb el simulador d'aeronàutica Giravion Dorand.
Estranys passamans, agulles agrupades, sistema de ràdio/tren solar, etc., mantenen una relació constant entre el mecànic (conductor) i el regulador de trànsit de París. No obstant això, la majoria dels interruptors dels quadres dins de la cabina, no obstant això, són per a donar ordres d'aire condicionat.
Catenària/pantògraf
Quant a la catenària, lògicament han hagut de fer canvis, però no respecte al sistema. El sistema és el mateix, però han hagut d'estirar la catenària. Això s'ha fet amb la finalitat de trobar una solució a aquest descendent. En utilitzar la catenària/sistema pantògraf, aquest tacte produeix ones en la catenària la velocitat de propagació de la qual depèn de la massa del cable i de la tensió d'estirament.
En general i fins a aconseguir una velocitat de 450 km/h, aquesta velocitat de propagació sol ser superior a la velocitat de circulació del tren, però quan la velocitat de circulació aconsegueix i sobretot supera aquest valor crític, el tren detecta l'ona i aquesta ondulació de la catenària provoca la fugida del cable de la cadena al pantògraf
Però també han trobat el remei a aquest problema, augmentant la tensió del cable de la catenària i aconseguint que la velocitat de propagació de l'ona torni a ser major que la del tren, és a dir, per a circular a partir d'aquesta velocitat crítica fins ara, han solucionat el problema augmentant la tensió d'estirament de la catenària. El que normalment era 2.000 donen (decanewton) s'ha elevat a 2.700 donen, la qual cosa ha permès que la velocitat de l'ona en el cable de la cadena aconsegueixi els 520 km/h, una mica superior a la velocitat de circulació aconseguida (510,6 km/h). D'aquesta manera s'ha superat de moment la barrera d'aquest sistema per a poder circular per sobre dels 500 km/h.
Perquè el pantògraf fregui correctament i de manera contínua el cable de la catenària a una velocitat superior a 500 km/h, s'han instal·lat càmeres de vídeo i el pantògraf estreny a la seva disposició el cable estirat de la catenària amb suficient pressió, sense que la catenària escapi al pantògraf en la part de l'ondulació.
Per tant, els que van parlar a Corea van encertar alguna cosa (encara que no tot) i van anunciar problemes de catenària/sistema pantògraf. Menys van encertar els que van parlar en l'època de la Capitole. Per descomptat, aquestes no són les velocitats de trànsit avui dia. Actualment és de 300 km/h el que es considera la major velocitat per a la circulació normal a altes velocitats. Però la resta pot arribar sense molt de temps. Per tant, es pot dir que el tren també s'acosta a velocitats mínimes de circulació dels avions.
D'altra banda, la potència necessària per a circular a aquestes velocitats de 13.000 kW és diferent de la broma de travessar la secció de 1,5 cm 2 del cable de catenària i passar la pantográfora. La pressió de contacte té el seu efecte Joule en una secció de contacte tan petita com la pressió. Per això, les marques es van realitzar a l'hivern (1989) o a la primavera (1990) quan la temperatura ambient era freda o fresca.
No obstant això, al voltant de 0 °C l'aire té una alta densitat i la resistència aerodinàmica augmenta. En qualsevol cas M. Segons Lacôte, la temperatura ambient ideal seria d'uns 10 °C, tenint en compte el parell temperatura/estat de l'aire, tant per al sistema de catenària/pantògraf, com perquè els motors autosíncronos i l'automatisme electrònic puguin refredar-se adequadament i funcionar a la temperatura adequada, així com perquè la resistència aerodinàmica no sigui massa elevada.
Particularitats de bogie i carrils
Al marge de la necessària formació i detalls dels motors autosíncronos que han hagut d'utilitzar per a l'obtenció d'aquestes noves marques, expressats àmpliament en el número 33 d'Elhuyar, en aquest article, a més dels bogies, considero oportú explicar altres detalls. El tren AHT, igual que tots els trens moderns, està muntat sobre dos bogies, cadascun amb dos eixos. Sobre aquests eixos i les seves rodes pengen els xassissos dels motors (bogies) i sobre ells el del vehicle (caixa).
No obstant això, el bogie no va directament als costats sense moure's quan les rodes avancen a mesura que les rodes giren (especialment a aquestes velocitats). Gira cap als costats un petit angle respecte al seu eix vertical, tant cap a l'esquerra com cap a la dreta. A més, es mou a l'altura. Aquest últim moviment es troba molt més controlat per molls de penjar, amortidors i elements elàstics, i encara que el nivell de confort que han aconseguit aquests trens mereixeria una anàlisi exhaustiva d'aquests, avui almenys l'evitarem i centrarem la nostra atenció en el moviment lateral.
Segons ha dit, la geometria de tot el sistema de rodadura és la que ha d'avançar cap als costats mantenint-se estable i a gran velocitat. Per això, l'equilibri del tren s'aconsegueix en part mitjançant la circulació de parells de rodes de perfil cònic en els nous carrils amb tots dos inclinats cap a l'interior.
D'aquesta forma, el bogie, una bola, es troba tan forta sobre els carrils com sobre una peça de perfil tipus V, de manera que les reaccions entre els dos carrils permeten eliminar entre sí els components de força que es dirigeixen als costats i les tendències de moviment que es deriven d'aquests, obtenint el seu millor equilibri fins i tot en crear qualsevol pertorbació lateral. Cal tenir en compte que el carril no sempre és una línia recta geomètrica de nivell i que els turbulents aerodinàmics agiten constantment tant els elements de tracció com els remolcs (ja siguin vagons, caixes de tren o locomotores).
A més, els bogies, en funció de la seva folgança en el carril, circulen en ziga-zaga en funció d'un tipus de moviment (com els mordaços, però realitzant la balança a través d'un camí més llarg), encara que a velocitats elevades i en carrils molt ajustats es produeix una ondulació atenuada.
Així, l'amplitud de l'angle d'oscil·lació disminueix al llarg de la longitud del bogie, però en funcionar com un conjunt més complet i més gran, la massa de la seva inèrcia augmenta al cop i alhora l'acció d'inèrcia, fent les oscil·lacions (sinuoses) més petites i més mandroses i dirigint el bogie sempre cap al centre de la recirculació.
La reducció de la distància entre dos eixos produeix un efecte invers. Per tant, la millor solució que s'ha trobat fins avui i que va ser acceptada des del primer AHT/TGV, ha consistit a fixar la distància entre eixos en 3 m (sent el carril de 1.435 mm). Aquest model de bogie ha estat adequat per a suportar una velocitat de 500 km/h mantenint l'estabilitat a mesura que avança el tren. Cal dir que l'eliminació d'aquestes fortes oscil·lacions laterals és el resultat d'un complex sistema d'unions elàstiques i amortidores molt ben calculades i llargament calculades.
Aquest sistema, per tant, a més de proporcionar seguretat, suposa un gran confort per a tot el vehicle. És un dels secrets de la marca. Altres models anteriors també van aconseguir velocitats relativament altes (en 1955 les maquines de 331 km/h BB i CC), però en un traçat molt ondulat i en aquestes condicions no es podia avançar més. Les oscil·lacions dels bogies obligaven enormement als carrils i d'aquí els enginyers van concloure que la velocitat de circulació segura no anava a poder superar els 200 km/h.
Ha estat per tant imprescindible la instal·lació de carrils més pesats (60 kg/m de pes en lloc dels 40 o 50 kg/m anteriors) i la modificació de la seva actitud per a millorar la velocitat de circulació. Per això, han hagut de realitzar nous reibos per corbes i senyalització. En l'actualitat, mitjançant la millora dels carrils i la implantació dels sistemes d'amortiment contra les oscil·lacions esmentades en els bogies, aquests vehicles podran circular sense deformar ni un mil·límetre a una velocitat de 500 km/h (ni tan sols a 300 km/h que de moment és de circulació).
Quant a l'estabilitat intrínseca del vehicle, per tant, un dels principals motius d'èxit és el sistema d'unions articulades elàstiques que presenten aquests TAV//TGV. Sense això hauria estat impossible superar els 400 km/h en proves. Per descomptat, el complement imprescindible d'aquest és un redissenyo completament nou i controlat per ordinador. A pesar que encara no s'han posat per complet en el servei públic, les marques que s'estan superant dia a dia ens anuncien que aviat arribaran al nostre país.
Cap a l'any 2.000
No obstant això, l'SNCF està treballant de cara a l'Europa de 2000. Però hi ha alguna cosa més a Europa i en el món. A França, l'enginyer Bertin s'ha convertit en pioner als trens penjant sense coixinets. A Alemanya i el Japó, els enginyers semblen tenir major fe en la idea d'excussió magnètica per a velocitats elevades.
Aquesta solució requereix, per descomptat, un camí recirculado amb electroimants, és a dir, una infraestructura molt especial. Parlant només de velocitat (assajos purament probatoris), amb material d'excussió magnètica han aconseguit una velocitat de 435 km/h, però en aquest sentit el TAV té més mèrit superant aquesta velocitat amb vehicles de sèrie i circulació normal. A més, l'SNCF ha comprovat que és possible realitzar viatges de llarg recorregut a través de trens d'alta velocitat, a més dels ferrocarrils per a circular a diferents velocitats. Això s'ha desenvolupat de moment principalment a França, però a partir d'ara el seu objectiu és tota Europa, sense oblidar altres aspectes del món.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
