Berta Sándor
Egyedileg hajtanák meg a vonatok kerekeit
Egy újfajta forgóvázban minden egyes kerék külön hajtott és intelligensen vezérelt, ami nem csak a kocsibelső kialakítása szempontjából előnyös.
A Német Repülési és Űrhajózási Központ (DLR) a Next Generation Train (NGT) egy projekt részeként egy új, előremutató alvázkoncepción dolgozik, ami nélkülözi a hajtott keréktengelyeket: minden kerék külön-külön hajtott és intelligensen vezérelt. Ennek a megközelítésnek számos előnye van. Dr. Andreas Heckmann, a DLR Rendszerdinamikai és Szabályozási Intézetének projektvezetője szerint "A vonatok hatékonyabban és csendesebben közlekedhetnek, a kerekek és a sínek kevésbé kopnak. Az alváz szerkezetét és a hajtómotoroknál felhasznált anyagokat optimalizálták, hogy azok a lehető legkönnyebbek legyenek. A kisebb súly csökkenti az energiafogyasztást és nagyobb hasznos terhelést tesz lehetővé. A kocsi belsejének kialakításában és tervezésében is új lehetőségek jönnek létre, mivel a keréktengelyek által meghatározott korábbi térbeli korlátok már nem érvényesek."
A vasúti ágazatban a kocsiszekrény alatt hagyományosan futóműként általában kétkerekű forgóvázakat használnak. A forgóváz a kocsiszekrényhez képest mozoghat, és így igazodhat a kanyarok és a pályaívek mentén. A profilozott keréktárcsákkal és a keréktengellyel ellátott keréktárcsák megtartják a pályát, mivel automatikusan a pálya közepe felé orientálódnak. Bár a forgóvázakat sok évtizede fejlesztik és tökéletesítik, ez az elv eddig változatlan maradt. De a forgóvázak nagyok és nehezek, és így a vonatépítés szempontjából döntő hatékonysági és biztonsági tényezőt jelentenek.
Különösen a kétszintes vasúti kocsik esetében jelent kihívást a klasszikus forgóváz: ennek az az oka, hogy a beszálláskor az alsó szintre lefelé kell menni, mivel az a forgóvázak között van - tehát nincs egybefüggő sík felület. A teljesen a keréktárcsák fölött lévő sík kocsiszintű padlóval az emeletes vonatok túl magasak lennének, a meglévő vasúti infrastruktúrát nem tudnák használni mert nem férnének át a mai alagutakon. A kétszintes kocsik előnye azonban nyilvánvaló: a meglévő infrastruktúra és a vágánykapacitás költséghatékonyabban használható ki, több embert és árut lehet szállítani.
Mielőtt azonban az NGT futómű-koncepció előnyeit a gyakorlatban is ki lehetne használni, a technológiának még le kell küzdenie néhány akadályt. A legnagyobbak közé tartozik az irányítástechnika. "Ha a DLR NGT nagy sebességű vonatát vesszük példának, akkor van egy 200 méter hosszú vonatunk tíz kocsival. A két szélső kocsi egyenként nyolc kerékkel, a nyolc középső kocsi egyenként négy kerékkel rendelkezik. Összesen 48 kerékkel rendelkezünk, amelyeket egyenként kell vezérelni és szabályozni" - emelte ki Heckmann. Ennek érdekében minden egyes kerékpár, amely egy bal és egy jobb kerékből áll, saját vezérlőszámítógéppel rendelkezik a karosszériában és saját érzékelőkkel - más szóval "intelligens".
Így például folyamatosan mérni és ellenőrizni kell a kerékpár helyzetét a síncsatornában - azaz, hogy az egymáshoz tartozó két kerék mennyire halad balra vagy jobbra a síneken. "Ez egyrészt technológiai kihívás, másrészt azonban egy új lehetőség is. Mert most először tudjuk pontosan meghatározni, hogy a keréknek hol kell futnia a pályán, és így hol kell vagy lehet kopnia. Így a vázak a jövőben többet futhatnak, szelektívebben kophatnak, és a karbantartás is jobban tervezhető" - írta Andreas Heckmann, és a tized- és fél milliméteres pontosságot említette. A folyamatosan mozgó érzékelőrendszer lehetővé teszi, hogy adatokat kapjunk a pályák állapotáról, amiket fel lehet használni a pályahálózat ellenőrzésére és karbantartására.
Az NGT futóművének egy-öt méretarányú modelljével végzett szimulációk és kísérletek során a koncepció ígéretesnek bizonyult, ezért a DLR kutatói megtették a következő nagy lépést, és megépítettek egy működőképes modellt, valamint egy teljes méretű tesztállványt. Így szeretnék először működésbe hozni a futóművet, tesztelni az érzékelők helyzetét és működését, valamint a vezérlőberendezéseket. Az NGT FuN nevű kutatási infrastruktúra segítségével a technológiát a következő években továbbfejlesztik és demonstrálják. Ezt követően a DLR csúcstechnológiás futóművét külső vasúti szolgáltatóknál speciális próbapadokon tesztelik, azzal a céllal, hogy a lehető leghamarabb sor kerülhessen gyakorlati tesztekre valódi síneken.
A Német Repülési és Űrhajózási Központ (DLR) a Next Generation Train (NGT) egy projekt részeként egy új, előremutató alvázkoncepción dolgozik, ami nélkülözi a hajtott keréktengelyeket: minden kerék külön-külön hajtott és intelligensen vezérelt. Ennek a megközelítésnek számos előnye van. Dr. Andreas Heckmann, a DLR Rendszerdinamikai és Szabályozási Intézetének projektvezetője szerint "A vonatok hatékonyabban és csendesebben közlekedhetnek, a kerekek és a sínek kevésbé kopnak. Az alváz szerkezetét és a hajtómotoroknál felhasznált anyagokat optimalizálták, hogy azok a lehető legkönnyebbek legyenek. A kisebb súly csökkenti az energiafogyasztást és nagyobb hasznos terhelést tesz lehetővé. A kocsi belsejének kialakításában és tervezésében is új lehetőségek jönnek létre, mivel a keréktengelyek által meghatározott korábbi térbeli korlátok már nem érvényesek."
A vasúti ágazatban a kocsiszekrény alatt hagyományosan futóműként általában kétkerekű forgóvázakat használnak. A forgóváz a kocsiszekrényhez képest mozoghat, és így igazodhat a kanyarok és a pályaívek mentén. A profilozott keréktárcsákkal és a keréktengellyel ellátott keréktárcsák megtartják a pályát, mivel automatikusan a pálya közepe felé orientálódnak. Bár a forgóvázakat sok évtizede fejlesztik és tökéletesítik, ez az elv eddig változatlan maradt. De a forgóvázak nagyok és nehezek, és így a vonatépítés szempontjából döntő hatékonysági és biztonsági tényezőt jelentenek.
Különösen a kétszintes vasúti kocsik esetében jelent kihívást a klasszikus forgóváz: ennek az az oka, hogy a beszálláskor az alsó szintre lefelé kell menni, mivel az a forgóvázak között van - tehát nincs egybefüggő sík felület. A teljesen a keréktárcsák fölött lévő sík kocsiszintű padlóval az emeletes vonatok túl magasak lennének, a meglévő vasúti infrastruktúrát nem tudnák használni mert nem férnének át a mai alagutakon. A kétszintes kocsik előnye azonban nyilvánvaló: a meglévő infrastruktúra és a vágánykapacitás költséghatékonyabban használható ki, több embert és árut lehet szállítani.
Mielőtt azonban az NGT futómű-koncepció előnyeit a gyakorlatban is ki lehetne használni, a technológiának még le kell küzdenie néhány akadályt. A legnagyobbak közé tartozik az irányítástechnika. "Ha a DLR NGT nagy sebességű vonatát vesszük példának, akkor van egy 200 méter hosszú vonatunk tíz kocsival. A két szélső kocsi egyenként nyolc kerékkel, a nyolc középső kocsi egyenként négy kerékkel rendelkezik. Összesen 48 kerékkel rendelkezünk, amelyeket egyenként kell vezérelni és szabályozni" - emelte ki Heckmann. Ennek érdekében minden egyes kerékpár, amely egy bal és egy jobb kerékből áll, saját vezérlőszámítógéppel rendelkezik a karosszériában és saját érzékelőkkel - más szóval "intelligens".
Így például folyamatosan mérni és ellenőrizni kell a kerékpár helyzetét a síncsatornában - azaz, hogy az egymáshoz tartozó két kerék mennyire halad balra vagy jobbra a síneken. "Ez egyrészt technológiai kihívás, másrészt azonban egy új lehetőség is. Mert most először tudjuk pontosan meghatározni, hogy a keréknek hol kell futnia a pályán, és így hol kell vagy lehet kopnia. Így a vázak a jövőben többet futhatnak, szelektívebben kophatnak, és a karbantartás is jobban tervezhető" - írta Andreas Heckmann, és a tized- és fél milliméteres pontosságot említette. A folyamatosan mozgó érzékelőrendszer lehetővé teszi, hogy adatokat kapjunk a pályák állapotáról, amiket fel lehet használni a pályahálózat ellenőrzésére és karbantartására.
Az NGT futóművének egy-öt méretarányú modelljével végzett szimulációk és kísérletek során a koncepció ígéretesnek bizonyult, ezért a DLR kutatói megtették a következő nagy lépést, és megépítettek egy működőképes modellt, valamint egy teljes méretű tesztállványt. Így szeretnék először működésbe hozni a futóművet, tesztelni az érzékelők helyzetét és működését, valamint a vezérlőberendezéseket. Az NGT FuN nevű kutatási infrastruktúra segítségével a technológiát a következő években továbbfejlesztik és demonstrálják. Ezt követően a DLR csúcstechnológiás futóművét külső vasúti szolgáltatóknál speciális próbapadokon tesztelik, azzal a céllal, hogy a lehető leghamarabb sor kerülhessen gyakorlati tesztekre valódi síneken.