Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Високошвидкісний наземний транспорт


Найшвидший поїзд в історії японський маглев JR-Maglev-MLX01

План:


Введення

Високошвидкісний наземний транспорт (ВСНТ) - наземний залізничний транспорт, що забезпечує рух швидкісних поїздів зі швидкістю понад 200 км / год (120 миль / год) [1]. Рух таких поїздів, як правило, здійснюється по спеціально виділених залізничних коліях - високошвидкісної магістралі (ВСМ), або на магнітному підвісі ( Маглев).

Сучасні високошвидкісні поїзди в штатної експлуатації розвивають швидкості до 350-400 км / год, а у випробуваннях і зовсім можуть розганятися до 560-580 км / ч. Завдяки швидкості обслуговування і високої швидкості руху вони складають серйозну конкуренцію іншим видам транспорту, зберігаючи при цьому така властивість всіх поїздів, як низька собівартість перевезень при великому обсязі пасажиропотоку.

Вперше регулярний рух високошвидкісних поїздів почалося в 1964 в Японії за проектом Сінкансен. В 1981 потяга ВСНТ стали курсувати і у Франції, а незабаром велика частина західної Європи, включаючи навіть острівну Великобританію, виявилася об'єднана в єдину високошвидкісну залізничну мережу. На початку XXI століття світовим лідером в мережі високошвидкісних ліній, а також експлуатантом перший регулярний високошвидкісного маглева став Китай.

В Росії регулярна експлуатація високошвидкісних поїздів " Сапсан ", за загальними шляхах із звичайними поїздами, почалася в кінці 2009. І тільки до 2017 очікується завершення будівництва першої в Росії спеціалізованої високошвидкісної залізничної магістралі Москва - Санкт-Петербург (ВСЖМ-1) для національної системи високошвидкісного руху [2].

В основному високошвидкісні поїзди перевозять пасажирів, однак існують різновиди, призначені і для перевезення вантажів. Так французька служба La Poste має в своєму розпорядженні парк спеціальних електропоїздів TGV службовців для перевезення пошти і посилок.

У середньому 1 км швидкісної дороги коштує $ 20-25 млн. [3]


1. Визначення

Німецький ICE 1, швидкість 250 км / год

Поняття Високошвидкісний наземний транспорт (а також Високошвидкісний поїзд) щодо умовно і може відрізнятися як по країнам, так і по історичним періодам. Так ще на початку XX століття високошвидкісними називали поїзди, що прямують зі швидкостями вище 95-100 миль / год (150-160 км / год). У зв'язку з подальшим зростанням швидкостей поїздів, дана планка поступово збільшувалася. В даний час наприклад в Росії та Франції (на звичайних лініях) її величина становить 200 км / год, в Японії, а також в тій же Франції (але для спеціалізованих ліній) - 250 км / год, в США - 120 миль / год (близько 190 км / ч) і так далі.

Крім цього, у багатьох країнах об'єднані такі поняття, як Високошвидкісний поїзд і Швидкісний потяг. Незважаючи на те, що радянські / російські (використання) ЕР200 і ЧС200 (локомотив поїздів " Аврора "і" Невський експрес ") у випробувальних поїздках досягали швидкості в 220 км / год, високошвидкісними вони не є, тому що їх максимальна експлуатаційна швидкість не перевищує 200 км / ч.


2. Сфера застосування

Високошвидкісний наземний транспорт раціональніше застосовувати між віддаленими об'єктами насамперед при наявності великого регулярного пасажиропотоку, наприклад між містом і аеропортом, в курортних зонах або між двома великими містами. Варто також враховувати щільність населення, так як може трапитися так, що жителям з передмість буде швидше дістатися до іншого міста на автотранспорті, якщо дорога до залізничного вокзалу займає надто багато часу.

Також високошвидкісні поїзди ефективні в місцевості, де високі ціни на нафтопродукти, так як в основному харчування для високошвидкісних поїздів надходить від електростанцій, які в свою чергу можуть використовувати альтернативні види енергії (наприклад, падаючої води), тим самим забезпечуючи захист навколишнього середовища. Цим і пояснюється поширення високошвидкісних поїздів в таких країнах, як Японія, Франція, Німеччина і багатьох інших, де висока щільність населення міст.


3. Історія

3.1. Потяги збільшують швидкості

Експериментальна електромотріса фірми: Siemens & Halske 1903

Незабаром після відкриття перших громадських залізниць, публіка вельми оцінила можливість поїздів, як швидкого транспортного засобу. Так на проведених в 1829 Рейнхільскіх змаганнях паровоз " Ракета "досяг швидкості 24 миль / год (за іншими даними 29 миль / год), що на той час було світовим рекордом швидкості. Надалі максимальні швидкості поїздів продовжували рости і в вересні 1839 паровозом "Ураган" на дорозі "Грейт Вестерн" ( Великобританія) був подоланий швидкісний рубіж в 100 миль / год (160,9 км / ч). 10 травня 1893 швидкісний паровоз № 999 [4].

Швидкісний рубіж в 200 км / год був подоланий 6 жовтня 1903 (за місяць до першого польоту літака) на тестової лінії Марієнфельде - Цоссен (передмістя Берліна) експериментальний електровагон, створений компанією Siemens & Halske , Показав рекордну швидкість 206 км / год [5]. В кінці того ж місяця ( 28 жовтня) уже інший електровагон від фірми AEG показав швидкість в 210,2 км / год [6].


3.2. Перші високошвидкісні магістралі

Вулкан Фудзі, квітуча сакура і електропоїзд Сінкансен

Незважаючи на численні проекти в європейських країнах, перша громадська високошвидкісна залізниця з'явилася на іншому кінці континенту - в Японії. У цій країні в середині 1950-х різко загострилася транспортна ситуація уздовж східного узбережжя острова Хонсю, що було пов'язано з високою інтенсивністю пасажирських перевезень між найбільшими містами країни, особливо між Токіо і Осака. Використовуючи в основному іноземний досвід (особливо американський), Адміністрація японських залізниць досить швидко (1956-1958 рр..) Створила проект високошвидкісної залізниці між цими двома містами. Будівництво дороги почалося 20 квітня 1959, а 1 жовтня 1964 перша в світі ВСМ була запущена в експлуатацію. Їй присвоїли назву " Токайдо ", протяжність траси складала 515,4 км, а максимальна допустима швидкість поїздів 210 км / ч. Дорога швидко завоювала популярність у населення, про що, наприклад, свідчить приріст обсягу виконаних на лінії пасажирських перевезень [7] [8] :

  • з 1 жовтня 1964 по 31 березня 1965 - 11 млн пасажирів;
  • з 1 квітня 1966 по 31 березня 1967 - 43,8 млн пасажирів;
  • з 1 квітня 1971 по 31 березня 1972 - 85,4 млн пасажирів.

Вже в 1967 році дорога стала приносити прибуток, а до 1971 повністю окупила витрати на будівництво [7].


3.3. ВСМ об'єднуються в мережу

В 1985, тобто через рік після початку роботи мережі TGV, Комісія з транспорту Європейських співтовариств (ЄС) висунула низку важливих пропозицій по організації високошвидкісного сполучення в Європі. До того часу вже чітко виднілися проблеми загальної автомобілізації, що негативно позначалося не тільки на транспортній, але й екологічній обстановці. Спочатку пропозиції про об'єднання ВСМ в єдину мережу стосувалися лише магістралей, створюваних за планами SNCF, проте незабаром були створені і міжнародні проекти [9].

Для перевірки можливості реалізації даної ідеї, була сформована робоча група з фахівців з Міжнародного союзу залізниць і Співтовариства Європейських залізниць, яка в 1989 розробила "Пропозиції щодо Європейської високошвидкісної залізничної мережі", на підставі яких, Рада міністрів ЄС утворив робочу групу під назвою "Група високого рівня" (відома також як група "Висока швидкість"). У дану групу насамперед входили наступні представники: країн-членів ЄС, залізничних компаній, підприємств, що випускають залізничну техніку, а також ряду інших зацікавлених компаній. 17 грудня 1990 Рада міністрів ЄС схвалила розроблені Групою звіт "Європейська мережа високошвидкісних поїздів" та доданий до нього генеральний план з розвитку високошвидкісних залізниць в Європі до 2010 [9].


4. Технології

Перший регулярний суперелектропоезд Сінкансен серії 0 з обтічної тупий носовою частиною подібної авіалайнер
Сучасний суперелектропоезд Сінкансен серії 500 з гострою носовою частиною довжиною 13 метрів
Турбогвинтовий Рейковий Цепелін
Маглев Transrapid

У своїй більшості, застосовувані на ВСНТ технології аналогічні стандартним технологіям залізничного транспорту. Відмінності ж зумовлені насамперед високою швидкістю руху, що тягне за собою зростання таких параметрів, як відцентрові сили (виникають при проходженні поїздом кривих ділянок колії, можуть викликати стан дискомфорту у пасажирів) і опір руху. У цілому, підвищення швидкості руху поїздів обмежують такі фактори [10] :

Для поліпшення аеродинамічних показників, поїзди мають обтічну форму передньої частини, і мінімальне число виступаючих частин, а виступаючі (наприклад, струмоприймачі) обладнуються спеціальним обтічними кожухами. Додатково, подвагонних обладнання закривається спеціальними щитами. За рахунок застосування таких конструктивних заходів, знижується заодно і аеродинамічний шум, тобто потяг стає менш шумним.

Механічний опір в основному полягає у взаємодії колесо-рейка, тобто для зниження опору потрібно знизити прогин рейок. Для цього насамперед підсилюють залізнична колія, для чого застосовуються рейки важких типів, залізобетонні шпали, щебеневий баласт. Також знижують навантаження від коліс на рейки, для чого в матеріалах кузовів вагонів застосовують алюмінієві сплави і пластик.

Як одна з альтернативних можливостей високошвидкісного залізничного руху і для відпрацювання високих швидкостей на залізничних коліях, в 1930-х роках в Німеччина ( Рейковий Цепелін), в 1960-х роках в США ( M-497) і в 1970-х роках в СРСР ( Швидкісний вагон-лабораторія) проходили випробування прототипи поїздів, що не мають моторної тяги візків колісних пар і приводившиеся в рух турбогвинтовими і турбореактивними двигунами.

Також, з метою взагалі позбутися колісного тертя, тобто змусити поїзд висіти над шляхами (нерейковими направляючими або полотном), були розроблені поїзда на повітряній подушці з турбогвинтовими і турбореактивними двигунами (французькі аеротрейн та ін), які не ввійшли в широку експлуатацію, також потяги на магнітній левітації ( маглеви) з лінійними тяговими електродвигунами і надпровідниками, що отримали в світі деяке поширення.

Для забезпечення високої вихідної потужності, поїзд повинен мати дуже потужний первинне джерело енергії. Цим і пояснюється, що практично всі високошвидкісні поїзди (лише за рідкісним винятком) відносяться до електрорухомого складу ( електровози, електропоїзда). Тягові електродвигуни на поїздах першого покоління були колекторними постійного струму. Потужність такого двигуна обмежена насамперед колекторно-щітковим вузлом (який до того ж ненадійний), тому вже на поїздах наступних поколінь стали застосовуватися безколекторні тягові електродвигуни: синхронні ( вентильні) і асинхронні. Такі двигуни мають набагато більш високу потужність, так для порівняння: потужність ТЕД постійного струму електропоїзди TGV-PSE (1-е покоління) становить 538 кВт, а синхронного ТЕД електропоїзди TGV-A (2-е покоління) - 1100 кВт.

Для гальмування високошвидкісних поїздів насамперед використовується електричне гальмування, на високих швидкостях - рекуперативне, а на низьких - реостатне. Однак сучасні статичні перетворювачі (наприклад, 4q-S, застосовується на ЕПС 4-го покоління) дозволяють застосовувати на рухомому складі з безколекторними ТЕД і рекуперативного гальмування практично у всьому діапазоні швидкостей.


5. ВСНТ та інші види транспорту

5.1. ВСНТ і авіація

Порівняння загального часу поїздки на потягах (червоні лінії) і літаку (синя лінія)

На початок 2011 року високошвидкісні потяги ще не досягли швидкостей пасажирських реактивних літаків - 900-950 км / ч. З цього можна зробити висновок, що на літаку з міста в місто можна дістатися швидше, ніж на поїзді. Однак тут вступає в силу ту обставину, що аеропорти в своїй більшості знаходяться далеко від центру міст і дорога до них може займати значний час. Крім цього, досить тривалий час (близько 1 години) займає реєстрація перед посадкою. У свою чергу, високошвидкісні поїзди можуть відправлятися з центральних вокзалів міста, а час від покупки квитка до відправлення поїзда може займати близько 15 хвилин. Таким чином, дана різниця в часі дозволяє поїздам мати деяку перевагу перед літаками. На малюнку наведено графіки приблизного часу поїздки на потягах і літаку з урахуванням часу на поїздку до вокзалу або аеропорту, а також на реєстрацію. Виходячи з нього можна побачити, що при певних швидкостях поїздів на певній відстані загальний час поїздки на поїзді буде менше, ніж на літаку.

Заміна авіасполучення між містами на ВСНТ насамперед дозволяє вивільнити значну кількість літаків, що в свою чергу дає економію в дорогому авіаційному паливі, а також дозволяє розвантажити аеропорти. Останнє дає можливість збільшити число дальніх авіарейсів, у тому числі і міжконтинентальних. Варто відзначити, що вже з пуском перших ВСМ, стався значний відтік пасажиропотоку з внутрішньої авіації на ВСНТ, через що авіакомпанії були змушені або скорочувати число таких авіарейсів, або залучати пасажирів зниженням вартості квитків і прискоренням обслуговування [7].


6. Високошвидкісний наземний транспорт по країнам

  • Високошвидкісні магістралі Європи 320-350 км / год 270-300 км / год 250 км / год 200-230 км / год <200 км / год

  • Високошвидкісні магістралі Азії 320-350 км / год 300 км / год 250-280 км / год 200-230 км / год <200 км / год


Примітки

  1. Залізничний транспорт: Енциклопедія / Гол. ред. Н. С. Конарев. - М .: Велика Російська енциклопедія, 1994. - С. 78-79. - ISBN 5-85270-115-7
  2. "Лента.ру": Названий термін будівництва нової залізниці Москва - Петербург - lenta.ru/news/2011/01/28/sixyears /.
  3. Lenta.ru: Економіка: На швидкісні залізниці попросили три трильйони рублів - lenta.ru/news/2012/03/06/rail /
  4. Ред. Боравская Е.Н., Шапілов Е.Д. Від "Ракети" до "Летючого шотландця" / / Швидкісний і високошвидкісний залізничний транспорт. - 2001. - Т. 1. - С. 167-168.
  5. Деякі джерела вказують дату 7 жовтня, а швидкість 201 км / ч.
  6. Ред. Боравская Е.Н., Шапілов Е.Д. Використання електричної тяги для швидкісного високошвидкісного залізничного транспорту / / Швидкісний і високошвидкісний залізничний транспорт. - 2001. - Т. 1. - С. 176-177.
  7. 1 2 3 Кисельов І. П. Перша високошвидкісна магістраль / / Залізниці світу - www.css-rzd.ru/ZDM/09-2004/04121-1.htm. - 2004 (№ 9).
  8. Ред. Боравская Е.Н., Шапілов Е.Д. Швидкісні і високошвидкісні залізниці Японії / / Швидкісний і високошвидкісний залізничний транспорт. - 2001. - Т. 1. - С. 189-195.
  9. 1 2 Ред. Боравская Е.Н., Шапілов Е.Д Передумови для формування міжнародної мережі ВСМ / / Швидкісний і високошвидкісний залізничний транспорт. - 2001. - Т. 1. - С. 181-183.
  10. M. Moreau. Сімейство поїздів TGV і перспективи розвитку / / Залізниці світу - www.css-rzd.ru/ZDM/11-1998/8141.htm = Eisenbahntechnische Rundschau. - 1998 (№ 11).

Література

  • Ред. Боравская Е.Н., Шапілов Е.Д Швидкісний і високошвидкісний залізничний транспорт / Ковальов І. П.. - СПб: ГІІПП "Мистецтво Росії", 2001. - Т. 1. - 2000 екз. - ISBN 5-93518-012-X

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Транспорт
Транспорт
Транспорт в Парагваї
Транспорт в Молдавії
Транспорт в Люксембурзі
Транспорт у Казахстані
Транспорт в Іспанії
Транспорт в Ісландії
Транспорт Ірландії
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru