JetTrain - JetTrain

Экспериментальный локомотив JetTrain компании Bombardier совершил поездку по Северной Америке в начале 2000-х годов, пытаясь поднять общественный авторитет этой технологии.

В JetTrain был экспериментальным скоростной пассажирский поезд концепция создана Бомбардье Транспорт в попытке сделать высокоскоростные услуги европейского образца более привлекательными с финансовой точки зрения для пассажирских железных дорог на всей территории Северная Америка. Он был разработан для использования того же LRC -полученный наклон вагоны как Acela Express поезда, которые построила Bombardier для Amtrak в 1990-е годы использовались полностью электрические локомотивы. В отличие от Acela, с питанием электрически к воздушные линии JetTrain должен был использовать комбинацию газотурбинного двигателя мощностью 4000 лошадиных сил (3,0 МВт), маломощного дизельного двигателя, редуктора и двух генераторов переменного тока для питания тяговых электродвигателей. Это позволило бы ему работать на высоких скоростях на неэлектрифицированных линиях.

Описание

Газотурбинные двигатели

Основные статьи: Газовая турбина и Газотурбинный поезд

Турбинные двигатели используют до 65% своей общей генерируемой мощности для работы компрессора в передней части двигателя. Это означает, что когда двигатель работает на холостом ходу, при отсутствии полезной выработки энергии, двигатель все еще сжигает 65% топлива, которое он мог бы использовать на полной скорости.[1] Это делает газотурбинные двигатели привлекательными только в тех случаях, когда они работают на высоких установках мощности в течение длительных периодов времени, как в случае с самолетами, выработкой электроэнергии или поездом дальнего следования. Они, как правило, непривлекательны в ролях, где обычна работа с низким энергопотреблением, поэтому они также были неудачными в автомобилях.

Когда реактивное топливо был очень недорогим в 1950-х и 60-х годах. Механические преимущества двигателя - присущая ему простота и очень легкий вес - компенсировали возросшие расходы на топливо. В 1950-х и 60-х годах были представлены несколько конструкций низкоскоростных поездов с турбинными двигателями, включая как пассажирские, так и грузовые двигатели. Ряд высокоскоростных пассажирских поездов также проектировался в 1960-х годах, в том числе ОАК TurboTrain в Северной Америке британские Улучшенный пассажирский поезд (APT) и французы TGV 001.

К 1970-м годам, особенно после Нефтяной кризис 1973 года этих преимуществ было недостаточно, чтобы преодолеть возросшие затраты на топливо, и большинство конструкций поездов на базе турбин исчезло. В то время как два больших класса междугородних железнодорожных вагонов с газотурбинным двигателем (ETG и RTG) продолжали использоваться во Франции примерно до 2000 года, и TGV, и APT перешли на полностью электрический режим с установкой воздушные линии чтобы поддержать их. В Северной Америке, где финансирование модернизации железнодорожных линий было ограничено, работа на электричестве была только вариантом для наиболее загруженных маршрутов и остается редкостью. Канадская национальная железная дорога (CN) и По железной дороге продолжали эксплуатировать свои TurboTrains в начале 1980-х годов, прежде чем они также были заменены дизель-электрическими агрегатами, такими как Поезд LRC. Компания Amtrak продолжала эксплуатировать Rohr Turboliner примерно до 2003 года. (Турболинер )

JetTrain

Еще одно изменение, которое произошло за последние несколько десятилетий, - это широкое использование и стандартизация мощность головной части (HEP) для обеспечения электричеством остальной части поезда для работы систем экологического контроля и развлекательных систем. Поскольку эти требования к мощности довольно стабильны, даже когда поезд находится на стоянке, нередко использовать отдельный двигатель только для этой роли, точно настроенный на эти эксплуатационные потребности.

Концепция JetTrain расширяет эту идею за счет использования того же двигателя HEP для обеспечения движущей силы во время работы на малых оборотах, обходя проблемы с топливной эффективностью турбины при настройках низкой мощности. В концепции JetTrain используется только этот двигатель при движении по территории станции и подстанциям. После того, как поезд покинул ОРУ, турбинный двигатель мощностью 3750 кВт (5029 л.с.) Pratt & Whitney Canada PW150 (в этой роли называется ST40),[2] запускается, и поезд разгоняется до рабочей скорости. Газотурбинный двигатель адаптирован из эксплуатации на вертолете, благодаря чему он получил более чем 50-летнюю разработку для повышения его эксплуатационной эффективности и надежности. Он адаптирован для работы на обычном дизельном топливе для локомотивов, поэтому не нужно строить специальные заправочные станции для использования турбинных локомотивов на существующих железнодорожных линиях. Один только дизельный двигатель может управлять поездом со скоростью до 50 км / ч (31 миль / ч) в пустом состоянии, а турбина увеличивает эту скорость до 240 км / ч (149 миль / ч). Два двигателя соединены вместе в единой коробке передач, которая приводит в действие генератор для обеспечения мощности четырех тяговых двигателей, идентичных двигателям в полностью электрическом. Acela Express. Генератор - это двигатель от Поезд TGV, работают в обратном направлении от нормальной работы, когда вместо того, чтобы быть подключенным к электроэнергии и производить вращение, он вращается и вырабатывает электроэнергию.

Основным преимуществом использования турбины для высокоскоростной части является ее небольшой физический размер и легкий вес. Турбинный двигатель размером с обычный офисный стол весит всего 400 кг (882 фунта), в то время как обычный дизельный двигатель той же мощности имеет длину около 5 м (16 футов) и весит до 10 000 кг (22046 фунтов). ). Использование турбины снижает вес силовых автомобилей; Вес силового автомобиля JetTrain составляет 215 000 фунтов (97,5 т), а неподрессоренная масса на ось составляет 5 530 фунтов (2 508 кг). Это по сравнению с широко используемыми EMD F40PH который весит 260 000 фунтов (117,9 т) с осевой массой 8 540 фунтов (3,9 т). Это уменьшение массы на ось создает значительно меньшую нагрузку на рельсы, позволяя поезду работать с более высокими скоростями без изменения рельсового полотна.[3]

С одним силовым агрегатом, буксирующим семь легковых автомобилей, JetTrain мог развивать скорость 170 км / ч (106 миль / ч), хотя его максимальная «балансирующая скорость» составляла 220 км / ч (137 миль / ч). С двумя силовыми вагонами, один спереди и один сзади, поезд мог развивать скорость 240 км / ч (149 миль в час) с максимальной скоростью 265 км / ч (165 миль в час).[4] Полный поезд обычно состоит из двух силовых вагонов, по одному на каждом конце, а также до 11 пассажирских вагонов. Наклоняемые легковые автомобили являются версиями тех, что использовались на Acela, их происхождение восходит к Bombardier. LRC опрокидывающийся поезд введен в 1980-е гг. В сфере высокоскоростных пассажирских перевозок JetTrain был бы очень эффективным. Благодаря более легкому весу и современному двигателю, JetTrain имеет выбросы парниковых газов на 30% ниже, чем у дизельного агрегата, работающего на тех же скоростях.[5] Двигатель практически бесшумен даже на полной мощности: в работе поезд такого же объема, как и у полностью электрической Acela.[6]

История

Органы управления JetTrain

JetTrain возник в 1997 году в Федеральное управление железных дорог Программа высокоскоростных поездов нового поколения (FRA) (https://ieeexplore.ieee.org/document/395175 ) развивать технологии высокоскоростных поездов для обслуживания на маршрутах за пределами Северо-восточный коридор - где объем маршрутов может быть недостаточным, чтобы сделать возможной электрификацию. FRA искало промышленного партнера, который был бы готов инвестировать в соотношении 50/50, и официальный представитель FRA Уоррен Фтау прокомментировал: «Bombardier - это компания, которая вышла на первый план, когда мы заявили, что заинтересованы в реализации этого проекта. . Мы считаем, что этот проект имеет большой потенциал для предоставления высокоскоростных услуг, которые люди по всей стране выражают желанием ». Окончательное соглашение было подписано в октябре 1998 года, при этом FRA и Bombardier вложили по 13 миллионов долларов в первый прототип локомотива, который был построен на новом заводе Bombardier Mass Transit Corporation в г. Платтсбург, Нью-Йорк.

Опытный образец локомотива был завершен в июне 2000 года. Он включал в себя турбинную двигательную установку, но не реализовывал подход с тихоходным дизельным двигателем. Испытания безопасности начались в FRA Пуэбло, Колорадо, тестовый трек летом 2001 года, когда он достиг максимальной скорости 156 миль в час. Затем прототип совершили поездку по потенциальным высокоскоростным объектам. Их основной целью была Флорида Оверленд Экспресс для обслуживания пассажиров между Орландо и Тампой в США. В поддержку этой программы прототип посетил Майами 7 октября 2003 года и Орландо 11 октября. Первоначально планировалось открыть систему Флориды в 2009 году, но ей отказали в финансировании референдум в 2004 году после начала рабочего этапа проектирования.[7]

В Канаде компании Bombardier и Via Rail представили предложение использовать JetTrains на оживленных Коридор Квебек-Сити-Виндзор как часть их ViaFast предложения, но не смогли получить финансирование от национального правительства. В январе 2008 года премьер-министры Онтарио и Квебека объявили технико-экономическое обоснование коридора, дающее высокоскоростным поездам еще один шанс. Институт Ван Хорна также завершил исследование с Bombardier относительно пригодности услуги JetTrain между двумя крупнейшими городами в Альберта, Эдмонтон и Калгари.[8] Другие возможности включали новые линии в Техасе и Лас-Вегасе.

В Соединенном Королевстве JetTrain был предложен в качестве замены дизель-электрическому двигателю со скоростью 125 миль в час. HST.[9] Австралийские железнодорожные журналы предложили JetTrain как жизнеспособный вариант для высокоскоростных железных дорог в Австралии, чтобы дополнить XPT (версия британского HST) и Наклонный поезд.

Bombardier совсем недавно начал переговоры с правительством штата Юкатан в Мексика для развития Транспенинсулярный скоростной поезд. Проект направлен на подключение государственной столицы Мерида на туристические курорты Ривьера Майя подобно Канкун и руины майя Чичен-Ица. По словам губернатора Ивонн Ортега, поезд должен работать на дизельном топливе со средней скоростью 100 миль в час, для чего компания Bombardier сочла подходящим использование JetTrain.[10]

Демонстрационный турбинный локомотив в настоящее время (2019 г.) хранится в Центре транспортных испытаний в Пуэбло, штат Колорадо, в ожидании неизвестного будущего.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «21: Производительность». Реактивный двигатель (4-е изд.). Rolls-Royce plc. 1986 г. ISBN  978-0-902121-04-1.
  2. ^ «Bombardier представляет новый локомотив JetTrain». Международный железнодорожный журнал. Ноябрь 2002. Архивировано с оригинал на 12 сентября 2010 г.
  3. ^ «JetTrain: существующие пути»
  4. ^ «JetTrain: Сравнение»
  5. ^ «JetTrain: качество воздуха»
  6. ^ «JetTrain: шум»
  7. ^ Управление высокоскоростных железных дорог Флориды В архиве 24 февраля 2012 г. Wayback Machine
  8. ^ Институт Ван Хорна, «Следующая рельсовая революция» В архиве 2011-07-22 на Wayback Machine Проверено 12 апреля 2009 г.
  9. ^ Железнодорожный Журнал, выпуск 550, стр. 33
  10. ^ Диарио де Юкатан, "Autoridades avalan el tren Peninsular" Проверено 14 апреля 2011 г.[мертвая ссылка ]

Библиография

дальнейшее чтение

внешняя ссылка