Реактивный поезд
JetTrain созданную представлял собой экспериментальную концепцию высокоскоростного пассажирского поезда, компанией Bombardier Transportation в попытке сделать высокоскоростное сообщение в европейском стиле более финансово привлекательным для пассажирских железных дорог по всей Северной Америке . Он был разработан для использования тех же LRC, на базе наклоняемых вагонов что и поезда Acela Express , которые Bombardier построила для Amtrak в 1990-х годах и использовали полностью электрические локомотивы. В отличие от Acela, которая питается электропередачи от воздушных линий , в JetTrain использовалась бы комбинация газотурбинного двигателя мощностью 4000 лошадиных сил (3,0 МВт), маломощного дизельного двигателя, редуктора и двух генераторов переменного тока для питания электрического двигателя. тяговые двигатели. Это позволило бы ему двигаться на высоких скоростях по неэлектрифицированным линиям.
Описание
[ редактировать ]Газотурбинные двигатели
[ редактировать ]Турбинные двигатели используют до 65% всей вырабатываемой мощности для работы компрессора в передней части двигателя. Это означает, что когда двигатель работает на холостом ходу, без полезной выработки энергии, двигатель по-прежнему сжигает 65% топлива, как на полной скорости. [ 1 ] Это делает газотурбинные двигатели привлекательными только там, где они работают на высоких мощностях в течение длительных периодов времени, как в случае с самолетами, производством электроэнергии или обслуживанием поездов дальнего следования. Они, как правило, непривлекательны там, где обычно используется малое энергопотребление, поэтому они также не имели успеха в автомобилях.
Когда в 1950-х и 1960-х годах авиационное топливо было очень дешевым, механические преимущества двигателя – присущая ему простота и очень легкий вес – компенсировали возросшие затраты на топливо. В 1950-х и 1960-х годах было представлено несколько конструкций тихоходных поездов с турбинным двигателем, включая как пассажирские, так и грузовые двигатели. В 1960-х годах также проектировался ряд высокоскоростных пассажирских поездов, в том числе UAC TurboTrain в Северной Америке, британский усовершенствованный пассажирский поезд (APT) и французский TGV 001 .
К 1970-м годам, особенно после нефтяного кризиса 1973 года , этих преимуществ уже было недостаточно, чтобы преодолеть возросшие затраты на топливо, и большинство конструкций поездов на базе турбин исчезли. В то время как два больших класса междугородних железнодорожных вагонов с газотурбинными двигателями (ETG и RTG) продолжали использоваться во Франции примерно до 2000 года, и TGV, и APT перешли на полностью электрический режим работы с установкой воздушных линий связи для их поддержки. В Северной Америке, где финансирование модернизации железнодорожных линий было ограничено, использование электроэнергии было возможным только для самых загруженных маршрутов и остается редкостью. Канадская национальная железная дорога (CN) и Via Rail продолжали использовать свои TurboTrains до начала 1980-х годов, прежде чем они тоже были заменены дизель-электрическими агрегатами, такими как поезд LRC . Компания Amtrak продолжала эксплуатировать турболайнеры Rohr примерно до 2003 года.
Реактивный поезд
[ редактировать ]Еще одним изменением, произошедшим за последние несколько десятилетий, является широкое использование и стандартизация головной станции (HEP) для обеспечения электроэнергией остальной части поезда для работы систем экологического контроля и развлекательных систем. Поскольку эти требования к мощности довольно стабильны, даже когда поезд припаркован, нередко только для этой цели используется отдельный двигатель, хорошо приспособленный к этим эксплуатационным потребностям.
Концепция JetTrain расширяет эту идею за счет использования того же двигателя HEP для обеспечения движущей силы во время работы на низких скоростях, минуя проблемы с топливной эффективностью турбины при настройках низкой мощности. В концепции JetTrain используется только этот двигатель при движении по территории станции и распределительным станциям. Как только поезд покидает распределительную станцию, турбинный двигатель Pratt & Whitney Canada PW150 мощностью 3750 кВт (5029 л.с.) (в этой роли называемый ST40) [ 2 ] запускается и поезд разгоняется до рабочей скорости. Турбинный двигатель заимствован из вертолетной техники, благодаря более чем 50-летним разработкам в этой области, что позволило повысить его эксплуатационную эффективность и надежность. Он адаптирован для работы на штатном локомотивном дизельном топливе, поэтому для внедрения газотурбовозов на существующие железнодорожные линии не требуется строить специальные топливозаправочные комплексы. Один только дизельный двигатель может развивать поезд со скоростью до 50 км/ч (31 миль в час) в пустом состоянии, а турбина увеличивает эту скорость до 240 км/ч (149 миль в час). Два двигателя соединены в единую коробку передач, которая приводит в действие генератор, обеспечивающий питание четырех тяговых двигателей, идентичных двигателям полностью электрического Acela Express . Генератор — это двигатель поезда TGV , работающий в обратном порядке по сравнению с обычным режимом: вместо того, чтобы подключаться к электроэнергии и производить вращение, он вращается и производит электроэнергию.
Основным преимуществом использования турбины для высокоскоростной части является ее небольшой физический размер и легкий вес. Турбинный двигатель размером с обычный офисный стол и весит всего 400 кг (882 фунта), в то время как обычный дизельный двигатель такой же мощности имеет длину около 5 м (16 футов) и весит целых 10 000 кг (22 046 фунтов). ). Использование турбины снижает вес силового автомобиля; Мощность автомобиля JetTrain составляет 215 000 фунтов (97,5 т), а неподрессоренная масса на ось составляет 5 530 фунтов (2 508 кг). Это сопоставимо с широко используемым EMD F40PH , который весит 260 000 фунтов (117,9 т) с нагрузкой на ось 8 540 фунтов (3,9 т). Такое уменьшение массы на ось приводит к значительно меньшей нагрузке на рельсы, что позволяет поезду двигаться на более высоких скоростях без изменения рельсового полотна. [ 3 ]
С одним двигателем, буксирующим семь легковых автомобилей, JetTrain мог развивать скорость 170 км/ч (106 миль в час), хотя его максимальная «балансовая скорость» составляла 220 км/ч (137 миль в час). С двумя силовыми вагонами, одним спереди и одним сзади, поезд мог развивать скорость 240 км/ч (149 миль в час) при максимальной скорости 265 км/ч (165 миль в час). [ 4 ] Полный поезд обычно состоит из двух моторных вагонов, по одному на каждом конце, и до 11 пассажирских вагонов. Наклоняемые пассажирские вагоны представляют собой версии тех, что использовались на Acela, и ведут свою родословную от LRC наклоняемого поезда компании Bombardier, представленного в 1980-х годах. В сфере высокоскоростных пассажирских перевозок JetTrain будет очень эффективен. Благодаря меньшему весу и современному двигателю выбросы парниковых газов JetTrain на 30% ниже, чем у дизельного агрегата, работающего на тех же оборотах. [ 5 ] Двигатель практически бесшумен даже на полной мощности: в работе поезд имеет тот же объём, что и полностью электрическая Acela. [ 6 ]
История
[ редактировать ]
JetTrain зародился в 1997 году в рамках Федерального управления железных дорог программы высокоскоростных железных дорог следующего поколения (FRA) ( https://ieeexplore.ieee.org/document/395175 ) с целью разработки технологий высокоскоростных поездов для обслуживания маршрутов за пределами Северо-восточного коридора. - где объемы маршрутов могут быть недостаточно велики, чтобы сделать электрификацию возможным. FRA искало промышленного партнера, который был бы готов инвестировать на основе 50/50, и представитель FRA Уоррен Флатау прокомментировал: «Bombardier — это компания, которая взяла на себя инициативу, когда мы заявили, что заинтересованы в реализации этого проекта. Мы считаем, что проект имеет большой потенциал для предоставления высокоскоростных услуг, к которым стремятся люди по всей стране». Окончательное соглашение было подписано в октябре 1998 года, при этом FRA и Bombardier инвестировали по 13 миллионов долларов каждый в первый прототип локомотива, который был построен на новом заводе Bombardier Mass Transit Corporation в Платтсбурге, штат Нью-Йорк .
Прототип локомотива был построен в июне 2000 года. Он включал в себя турбинную двигательную установку, но не использовал тихоходный дизельный двигатель. Испытания безопасности начались в Центре транспортных технологий ( Пуэбло, Колорадо ) летом 2001 года, где он достиг максимальной скорости 156 миль в час (251 км/ч). Затем прототип был отправлен на экскурсию по потенциальным высокоскоростным объектам. Их основной целью был Florida Overland Express для пассажирских перевозок между Орландо и Тампой в США. В поддержку этой программы прототип посетил Майами 7 октября 2003 года и Орландо 11 октября. Первоначально планировалось, что система Флориды будет открыта в 2009 году, но ей было отказано в финансировании на референдуме в 2004 году, после начала этапов детального проектирования. [ 7 ]
В Канаде компании Bombardier и Via Rail представили предложение использовать JetTrains на оживленном коридоре Via Квебек-Сити-Виндзор в рамках своего предложения ViaFast , но не смогли получить финансирование от национального правительства. В январе 2008 года премьер-министры Онтарио и Квебека объявили о технико-экономическом обосновании Коридора, что дало высокоскоростным поездам еще один шанс. Институт Ван Хорна также завершил исследование совместно с Bombardier относительно пригодности услуги JetTrain между двумя крупнейшими городами Альберты , Эдмонтоном и Калгари . [ 8 ] Другие возможности включали новые линии в Техасе и Лас-Вегасе.
В Соединенном Королевстве JetTrain был предложен в качестве замены дизель-электрического HST, развивающего скорость 125 миль в час (201 км/ч) . [ 9 ] Австралийские железнодорожные журналы предложили JetTrain в качестве жизнеспособного варианта высокоскоростных железных дорог в Австралии в дополнение к XPT (версия британского HST) и Tilt Train .
Компания Bombardier провела переговоры с правительством штата Юкатан ( Мексика ) по поводу разработки Транспенинсулярного скоростного поезда – проекта, цель которого – соединить столицу штата Мериду с туристическими курортами Ривьеры Майя , такими как Канкун и руины майя Чичен-Ица . По словам губернатора Ивонны Ортеги , поезд должен двигаться на дизельном топливе со средней скоростью 100 миль в час (160 км/ч), для чего Bombardier сочла подходящим использование JetTrain. [ 10 ]
В конце концов, ни одно из этих предложений так и не вышло, и JetTrain практически исчез. Весь контент, связанный с JetTrain, в конечном итоге был удален с веб-сайтов и рекламных материалов Bombardier. По состоянию на 2019 год [update]Демонстрационный турбовоз хранился в Центре транспортных технологий .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «21: Спектакль». Реактивный двигатель (4-е изд.). Роллс-Ройс плк. 1986. ISBN 978-0-902121-04-1 .
- ^ «Bombardier представляет новый локомотив JetTrain» . Международный железнодорожный журнал . Ноябрь 2002 г. Архивировано из оригинала 12 сентября 2010 г.
- ^ «JetTrain: Существующие треки»
- ^ "JetTrain: Сравнение"
- ^ "JetTrain: Качество воздуха"
- ^ "JetTrain: Шум"
- ↑ Управление высокоскоростных железных дорог Флориды. Архивировано 24 февраля 2012 г., в Wayback Machine.
- ↑ Институт Ван Хорна, «Следующая железнодорожная революция». Архивировано 22 июля 2011 г. в Wayback Machine. Проверено 12 апреля 2009 г.
- ^ Журнал Rail , выпуск 550, стр. 33.
- ↑ Diario de Yucatan, «Власти одобряют поезд на полуострове». Проверено 14 апреля 2011 г. [ мертвая ссылка ]
Библиография
[ редактировать ]- «Bombardier представляет технологию JetTrain» , пресс-релиз Bombardier, 15 октября 2002 г.
- Эпштейн, Эдвард (16 октября 2002 г.). «JetTrain предложен для государственной железной дороги / Доберется из Сан-Франциско в Лос-Анджелес за 2,5 часа» . СФГЕЙТ .
- [«Bombardier JetTrain въезжает во Флориду»], Business Wire , 7 октября 2003 г.
- «Локомотив JetTrain въезжает в Орландо: первый визит во Флориду высокоскоростного железнодорожного локомотива» [ мертвая ссылка ] , Marketwire , 11 октября 2003 г.
- «Реактивный поезд Квебек – Виндзорский коридор, Канада»
- ["JetTrain Technology"], старая страница Canadair
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- American Magline Group, «Сравнение технологий: Transrapid Superspeed Maglev и Bombardier JetTrain» , декабрь 2002 г.