Наклоняющийся поезд — это поезд, который имеет механизм, позволяющий увеличить скорость на обычных рельсовых путях . Когда поезд (или другое транспортное средство) движется по кривой на скорости, объекты внутри поезда испытывают центробежную силу . Это может привести к скольжению грузов или к тому, что сидящие пассажиры будут чувствовать себя раздавленными внешним подлокотником, а стоящие пассажиры потеряют равновесие. На таких чрезмерных скоростях это может даже привести к сходу поезда с рельсов . Наклоняющиеся поезда спроектированы так, чтобы противодействовать этому путем наклона вагонов к внутренней стороне кривой, тем самым компенсируя перегрузку. Поезд может быть сконструирован таким образом, что инерционные силы вызывают наклон ( пассивный наклон ), или он может иметь управляемый компьютером приводной механизм ( активный наклон ).
Первая конструкция вагона с пассивным наклоном была построена в США в 1937 году, а улучшенная версия была построена в 1939 году. Начало Второй мировой войны положило конец разработкам. Talgo представила версию, основанную на их конструкции сочлененной тележки, в 1950-х годах, и эта концепция использовалась на ряде коммерческих перевозок. Среди них был UAC TurboTrain , который был первым (хотя и недолговечным) поездом с наклоном, поступившим в коммерческую эксплуатацию в 1968 году в США и Канаде. Япония аналогичным образом экспериментировала с конца 1960-х годов с помощью серии 591 [1] , которая превратилась в весьма успешную серию Hitachi 381 , которая находится в эксплуатации с 1973 года. Параллельно Fiat Ferroviaria выпустила экспериментальный Y 0160 в 1970 году, который в 1976 году превратился в семейство Pendolino и эксплуатировался в 11 странах. У всех этих поездов были проблемы с короткими поворотами, например, на сортировочных станциях, где они имели тенденцию к раскачиванию. Кроме того, из-за того, что вагоны всегда раскачивались наружу, они размещали больший вес на внешней стороне поворота, что ограничивало их улучшение скорости прохождения поворотов примерно до 20%.
Начиная с конца 1960-х годов British Rail также начала эксперименты со своим усовершенствованным пассажирским поездом (APT), который был пионером концепции активного наклона, наряду с сигнализацией в кабине, чтобы разрешить высокоскоростные железнодорожные услуги на обычных путях. Семейство APT использовало гидравлические домкраты в днищах вагонов, чтобы наклонять их, вращая их вокруг своей центральной точки, а не раскачивая наружу. Это имело преимущество, сохраняя вагон центрированным над тележками, что уменьшало нагрузку на рельсы, и могло быть отключено при движении по стрелкам. Из-за длительных политических задержек APT не начал эксплуатационные испытания до 1979 года, войдя в ограниченную регулярную эксплуатацию в декабре 1981 года, СМИ описывали первоначальный доходный запуск как с опозданием на пятнадцать лет , так и с тошнотворным пассажиром ; поезда только ненадолго вошли в полную коммерческую эксплуатацию в 1985 году, прежде чем были отозваны, а связанные с ними технологии проданы Alstom / Fiat Ferroviaria . [2] [3] К этому времени канадская конструкция LRC стала первым активным поездом с наклонным кузовом, введенным в эксплуатацию в коммерческих целях, начиная с Via Rail в 1981 году.
Самолеты и велосипеды наклоняются внутрь при поворотах, но автомобили и поезда не могут делать этого самостоятельно. Транспортные средства с высоким центром тяжести, огибающие крутые повороты на высокой скорости, могут опрокинуться. Чтобы облегчить повороты, внешний край проезжей части высокоскоростной автомагистрали или внешний рельс железной дороги может быть наклонен (поднят) вверх по кривой. Сочетание наклона и центробежной силы объединяется для создания эффективного ускорения, которое направлено вниз через пол, уменьшая или устраняя любую боковую составляющую. [4] [5]
Конкретный угол наклона («суперэлевация») определяется предполагаемой скоростью транспортного средства — более высокие скорости требуют большего крена. Однако с ростом желания в 1960-х и 1970-х годах строить высокоскоростные железнодорожные сети возникла проблема: величина наклона, подходящая для высокоскоростных поездов, была бы слишком большой для низкоскоростных местных пассажирских и грузовых поездов, разделяющих линии. [6] Ранние попытки Японии создать сверхскоростные поезда в 1960-х годах избежали этой проблемы, проложив совершенно новые линии в рамках усилий по переоснащению, и французские TGV следовали той же схеме. [7] [8] Другие операторы не имели такой роскоши и, как правило, были ограничены гораздо более низкими скоростями.
Национальная железная дорога Испании Renfe взяла отечественное изобретение, Talgo , и превратила его в надежный высокоскоростной поезд для железной дороги с низкой плотностью движения. [9] British Rail вложила значительные средства в технологию наклона поезда, чтобы преодолеть ограничения железнодорожной сети, расположенной в районах с ограниченной площадью застройки. [10] Итальянская Trenitalia и Японские национальные железные дороги использовали технологию наклона для ускорения экспресс-поездов на обычных путях через горную местность. [11]
Наклонные поезда призваны помочь уменьшить воздействие центробежной силы на организм человека, но они все еще могут вызывать тошноту , проблему, которая широко наблюдалась на ранних «пассивных» наклонных поездах, которые точно уравновешивали внешнюю силу. Эффект может ощущаться при максимальной скорости и наклоне, когда сочетание наклонного внешнего вида и отсутствия соответствующей боковой силы может сбивать с толку пассажиров, как в « экстремальном аттракционе ».
Более ограниченный и более медленный наклон может быть достигнут с помощью активных или «принудительных» механизмов наклона. В поездах, использующих эти механизмы, наклон инициируется компьютерами, которые «заставляют» кузова поезда наклоняться под определенным углом на основе информации о пути. Эта информация может храниться на борту или обнаруживаться с помощью датчика в передней части поезда или с помощью автоматических маяков остановки поезда. Небольшая задержка в реакции на эту информацию приводит к короткому периоду боковой силы, пока реагируют вагоны. Было обнаружено, что когда вагоны наклоняются только в начале поворотов, а не во время поворотов, укачивания не было. [12] Исследователи обнаружили, что если наклонное движение уменьшить, чтобы компенсировать 80% или менее боковой кажущейся силы, то пассажиры чувствуют себя в большей безопасности. Кроме того, укачивание в наклоняющихся поездах можно по существу устранить, отрегулировав время наклона вагонов при входе и выходе из поворотов. [13] [14]
Похожая технология, широко распространенная в Азии и Океании, известная как контролируемый пассивный наклон , достигает аналогичного эффекта с помощью бортовых компьютеров для ограничения наклона, инициируемого с использованием инерции (как при традиционном пассивном наклоне). [15] Автоматические маяки остановки поездов используются для информирования компьютеров о точном местоположении этих поездов и ограничения естественного наклона до углов, указанных в данных о пути.
Высокоскоростной поезд с наклонным кузовом — это поезд с наклонным кузовом, который ездит на высокой скорости, которая, как правило, определяется Европейским союзом как 200 км/ч (124 мили в час) для модернизированных путей и 250 км/ч (155 миль в час) или быстрее для новых путей. [16]
К наклонным поездам , работающим со скоростью 200 км/ч (124 мили/ч) и более по модернизированным путям, относятся Acela в США, [17] X 2000 в Швеции, [18] Pendolinos и Super Voyagers в Великобритании, [19] [20] и ICE TD в Германии (последние два работают на дизельном топливе). [21]
Некоторые старые высокоскоростные линии были построены для более низких скоростей (≤ 230 км/ч (143 миль/ч)); более новые наклонные поезда могут поддерживать более высокие скорости на них. Например, японская серия N700 Shinkansen может наклоняться до одного градуса на Tōkaidō Shinkansen , что позволяет поездам поддерживать скорость 270 км/ч (168 миль/ч) даже на кривых радиусом 2500 м (8200 футов), на которых ранее максимальная скорость составляла 255 км/ч (158 миль/ч). [22] [23]
Многие высокоскоростные поезда предназначены для работы на специально построенных высокоскоростных линиях, а затем продолжают свои поездки по устаревшим линиям, модернизированным или нет. Там, где устаревшие линии это оправдывают, наклоняемый поезд может работать на более высоких скоростях на последних, даже если они ниже обычного порога в 200 км/ч (124 миль/ч), в то время как на высокоскоростных линиях он работает со скоростью 250 км/ч (155 миль/ч) или быстрее, обычно с отключенным наклоном.
Первой экспериментальной концепцией наклонного поезда были вагоны с маятниковой подвеской «кресло», разработанные Pacific Railway Equipment Company. Первый прототип с системой сочлененных тележек был построен в 1937 году и испытан на железной дороге Атчисон, Топика и Санта-Фе в том же году. Компания построила еще три предсерийных модели в 1939 году, используя более традиционные продольные тележки, и они нашли некоторое применение на San Diegan , среди прочего. Установленный на высоких рессорах, вагон наклонялся внутрь на поворотах, чтобы уравновесить недостаток наклона с помощью вызванной центробежной силы. Начало Второй мировой войны помешало любым немедленным заказам, и эта концепция не была возрождена в послевоенную эпоху.
В 1956 году SNCF провела эксперимент с самоходным маятниковым вагоном, который также опирался на центробежную силу. Этот эксперимент продемонстрировал необходимость активной системы подвески для наклона кузовов вагонов.
Испанская компания Talgo представила первую широко успешную систему с разделяемыми тележками, которая позволяла соединять вагоны встык с помощью одной тележки вместо того, чтобы каждый вагон имел свои собственные тележки на обоих концах. Такая конструкция экономит вес и может уменьшить износ рельсов. [ необходима цитата ]
В начале 1950-х годов Испанская национальная железная дорога, Renfe , экспериментировала с пассажирскими вагонами, которые объединяли тележку Talgo с новой пассивной системой наклона. [9] Эта система использовала большую А-образную раму, соединенную с центром тележки, которая была такой же высокой, как и вагоны. В верхней части А находилась система подшипников, к которой крепились вагоны, а также пружина и система амортизации для сглаживания ее движения. Поскольку вагоны были соединены в этой высокой точке, они могли качаться в любую сторону вокруг оси подшипника, и это заставляло их естественным образом маятниково отклоняться наружу на кривых. [ необходима цитата ]
Первым испытанием Talgo в Соединенных Штатах был John Quincy Adams с Fairbanks-Morse P-12-42, испытанный New York, New Haven & Hartford Railroad в 1957–1958 годах. [24] Из-за технических проблем и нестабильного финансового положения железной дороги New Haven, поезд был законсервирован. Идея привлекла внимание Chesapeake & Ohio Railway , которая начала разработку того, что впоследствии стало UAC TurboTrain, используя ту же систему. TurboTrain поступил в эксплуатацию в США и Канаде в 1968 году.
Первым успешным европейским проектом наклонного поезда был Talgo в Испании, разработанный в 1970-х годах как легкий, быстрый поезд с пассивным наклоном. Renfe широко внедрила эту систему, но изначально ее применение было ограничено Пиренейским полуостровом. [ необходима цитата ]
Первое полноценное коммерческое применение пассивных наклонных поездов появилось в начале 1980-х годов с Talgo Pendular . [25] В настоящее время Talgo находится в 21-м поколении производства. Поезда Talgo эксплуатируются в различных частях Европы и строятся по лицензии в Латинской Америке и Азии. В Северной Америке Amtrak использует поезда Talgo в своей службе Cascades на северо-западе. [26]
Первые серии Talgo с функцией наклона были «маятниковыми», начиная с серии 400. [ необходима цитата ]
Первым поездом с наклонной платформой, введенным в эксплуатацию в Северной Америке, был UAC TurboTrain , использовавшийся Canadian National в 1968 году . [27] Некоторые деятели [ кто? ] считали его первым в мире поездом с наклонной платформой. [ нужна цитата ] Он ежедневно курсировал между Монреалем и Торонто со скоростью 160 км/ч (99 миль/ч), пока в 1982 году его не заменили поезда Bombardier LRC , достигшие максимальной скорости 225 км/ч (140 миль/ч) во время канадских испытаний. [28] [29] TurboTrains также эксплуатировались Amtrak между Бостоном и Нью-Йорком. [30] [31] У UAC Turbos был пассивный механизм наклона, основанный на четырехбалочной конструкции, и они вдохновили второе поколение поездов TALGO . [ нужна цитата ]
В Италии исследования для наклонного поезда начались в середине 1960-х годов, и концепция была запатентована в 1967 году двумя инженерами Fiat railway materials, Франко ди Майо и Луиджи Сантанера. Было построено и испытано несколько прототипов, включая automotrice (самоходный), полученный из ALn 668 , дизельный вагон ALn 668 1999, снабженный наклонными сиденьями для проверки эффектов активных технологий наклона. Первым рабочим прототипом, использующим наклонный кузов, был ETR Y 0160, электрический вагон, выпущенный FIAT в 1969 году. Он был первым, получившим название Pendolino . [ необходима цитата ]
Этот проект привел к строительству целого электропоезда в 1975 году, ETR 401 , построенного в двух единицах компанией FIAT. Один был введен в эксплуатацию 2 июля 1976 года на линии Рим- Анкона (позже продленной до Римини ), эксплуатируемой Итальянскими государственными железными дорогами . Между Римом и Анконой (км. 295) поезд ехал 2 часа 50 минут, в то время как обычные поезда ехали 3 часа 30 минут. Поезд имел четыре вагона и в основном считался передвижной лабораторией для новой технологии. Первоначально ETR 401 был задуман как первый из серии из четырех поездов, но правительство потеряло интерес к проекту из-за финансовых проблем, и проект был временно прерван, так как обслуживание было прекращено в 1983 году. Поезд использовался в демонстрационных кампаниях в зарубежных странах, таких как Германия, Швейцария, Чехословакия и Югославия. Второй поезд был построен для обслуживания ширококолейных испанских линий Renfe в 1977 году под названием Platanito. Обслуживание продлилось недолго, поскольку проблемы с испанскими путями сделали Platanito малопригодным. [ необходима цитата ]
Новый интерес итальянского правительства к проекту в середине 1980-х годов и внедрение новых технологий привели к пересмотру проекта с ETR 401 с электронными системами, что привело к внедрению немного более продвинутого ETR 450 , первого Pendolino, который поступил на регулярные рейсы в мире. Характеризующийся конфигурацией из 8 вагонов и максимальным наклоном, уменьшенным до 8° с 10° у ETR 401, по соображениям безопасности и комфорта, ETR 450 мог пройти линию Рим-Милан менее чем за четыре часа со скоростью до 250 км/ч (160 миль/ч). Количество пассажиров увеличилось с 220 000 в 1988 году до 2,2 миллиона в 1993 году. [ необходима цитата ]
В 1989 году старые технологии и концепции некоторых частей ETR 450, а также внедрение новых технологий в тягу привели к разработке следующего поколения. Результатом стал ETR 460 , разработанный Джорджетто Джуджаро , поезд, который начал работу в 1996 году. Несмотря на технические проблемы, ETR 460 представил несколько инноваций, таких как более мощные асинхронные двигатели переменного тока. Поршни, приводящие в действие наклонное действие, были размещены в тележке, а не по бокам кузова: это позволило реорганизовать вестибюли и зоны пассажирского салона, повысив комфорт. Соединение тележки с кузовом чрезвычайно простое и легкое в изготовлении, с преимуществами в обслуживании. [ необходима цитата ]
ETR 460 поддерживает нагрузку на ось на чрезвычайно низком уровне (14,5 тонны на ось), что позволяет поезду проходить повороты на 35% быстрее, чем обычные поезда Intercity (локомотив плюс вагоны). [ необходима цитата ] Кузов, в котором используется технология крупногабаритной алюминиевой экструзии , имеет существенную модульность и обеспечивает чрезвычайно низкую нагрузку на ось, при этом полностью соблюдая самые высокие стандарты безопасности, а также позволяет наилучшим образом использовать пространство при различных габаритах погрузки. [ необходима цитата ]
ETR 460 был построен всего в 10 единицах. Улучшенные версии включают ETR 470 для компании Italo-Swiss Cisalpino, [32] ETR 460 France, позже названный ETR 463, используемый FS на маршруте Milan Lione, и ETR 480 , используемый Trenitalia на итальянских высокоскоростных линиях с питанием от переменного тока. Всего было построено 34 электропоезда серии ETR 460/470/480 для FS. [ необходима цитата ]
Развитие технологии Pendolino продолжилось на итальянских заводах Alstom, и следующее поколение, New Pendolino , поставлялось Trenitalia и Cisalpino как ETR 600 и ETR 610 с 2006 года. [33] [34]
Итальянские Pendolino и их производные по-прежнему представляют собой наиболее популярное решение для активного наклона в пассажирских поездах. [ требуется ссылка ] Технология, которая используется и сегодня, практически та же самая, что была разработана Fiat Ferroviaria в 1960-70-х годах.
Британская версия Pendolino, British Rail Class 390 , представляет собой электрический наклонный поезд со скоростью 225 км/ч (140 миль/ч), эксплуатируемый Avanti West Coast . [19] Он курсирует по главной линии West Coast ( от London Euston до Glasgow Central , Liverpool Lime Street и Manchester Piccadilly ). Класс 390 был введен в эксплуатацию в 2001 году, и только один из них сошел с рельсов. [35] Из-за ограничений сигнализации класс 390 ограничен скоростью 201 км/ч (125 миль/ч) при регулярном обслуживании. [36]
.jpg/1280px-JRW_series381_Yamatoji(Mahoroba).jpg)
Япония была одним из первых, кто принял наклонные поезда и продолжает использовать их на многих экспресс-сервисах. Из-за медленной и извилистой природы своей сети с обычной скоростью и узкой колеей , наклонные поезда были введены как способ ускорения обслуживания на ее перегруженных основных линиях. Междугородная электрическая железная дорога Одакю начала первые в Японии эксперименты с технологией наклона в 1960-х годах, установив пневматические тележки на свои электрические вагоны, [37] в то время как Японские национальные железные дороги впервые применили свою форму технологии пассивного наклона на своем экспериментальном электропоезде серии 591 с расчетом на коммерческие экспресс-услуги на горных линиях. Серия 381 была первым коммерческим наклонным электропоездом в Азии, введенным в эксплуатацию в 1973 году на ограниченных экспресс-услугах Shinano , которые работали на холмистой главной линии Тюо . Составы оставались в эксплуатации до июня 2024 года, когда последние регулярные поезда закончили обслуживание на Якумо . [15]
В последние годы существования Японских национальных железных дорог эксперименты по механически регулируемому пассивному наклону — комбинация, известная как «управляемый пассивный наклон» (制御付き自然振子式), где наклон инициируется пассивно, но контролируется (и замедляется) компьютерами с помощью механической активной подвески — достигли кульминации после приватизации с появлением дизель-поезда серии 2000 , построенного для JR Shikoku и представленного на экспрессах ограниченного сообщения Shiokaze и Nanpū в 1990 году. [15] После устранения проблем с утомлением во время езды и износом путей преимущества наклонных поездов на горной железнодорожной системе страны с шириной колеи Капской горы (1067 мм) вскоре стали очевидны, и с тех пор эти «полуактивные» наклонные поезда нашли широкое применение на экспрессах ограниченного сообщения по всему архипелагу. Наиболее известными примерами дизельных и электрических поездов этого поколения с наклонным кузовом являются серия KiHa 281 компании JR Hokkaido , серия E351 компании JR East , серия 383 компании JR Central , серия 8000 компании JR Shikoku и серия 885 компании JR Kyushu . [ требуется ссылка ]
Это поколение конструкций получило некоторую популярность за рубежом - серия 8000 служит основой для электропоезда с наклоном, построенного для сети Cape Gauge компании Queensland Rail . [38] Серия 885, построенная как часть семейства поездов Hitachi A-train , служит основой для тайваньского электропоезда с наклоном серии TEMU1000 для услуг Taroko Express , [39] и некоторых вариантов без наклона, включая British Rail Class 395 и British Rail Class 801. [ 40]
Более поздние разработки в области пневматической активной подвески - на основе DB Class 403 (1973), построенного десятилетиями ранее - создали поколение поездов с более ограниченным наклоном (около 2°), но более экономичных в производстве и более простых в обслуживании. Экспериментальный 300X, построенный в 1995 году, превратился в серию N700 , первый приносящий доход наклонный поезд Shinkansen в 2007 году. Применение на линиях Shinkansen - которые не получили бы большой выгоды от механических механизмов наклона из-за их и без того пологих кривых, допускающих высокие скорости - позволило добиться большего комфорта езды, меньшего износа путей и немного более высоких скоростей, что привело к увеличению частоты. Простота этой технологии позволила небольшим частным операторам ввести наклонные поезда, такие как серия Odakyu 50000 VSE , роскошный экскурсионный экспресс с активной подвеской, введенный не для увеличения скорости, а для повышения комфорта езды; и даже достаточно дешевы, чтобы применяться в пригородных поездах, таких как серия KiHa 201 компании JR Hokkaido , которая улучшила скорость и частоту движения на частично неэлектрифицированной пригородной железнодорожной системе Саппоро . [41] [42] Это также одно из немногих применений технологии наклона на пригородных поездах «в стиле метро» на сегодняшний день. [ необходима ссылка ] . Более современные и более многочисленные примеры активной подвески и пневматических наклонных поездов включают в себя электропоезда «ограниченного экспресса» серии E353 и серии E657 компании JR East.
Deutsche Bundesbahn начала испытания с наклонными поездами в Германии с Class 634 в 1967 году, когда некоторые дизель-поезда Class 624 были оснащены пассивными системами наклона. Поскольку пассажиры испытывали укачивание, технология наклона была отключена и позже удалена. Испытания продолжились с прототипами следующих единиц Class 614 , но из-за снова неудовлетворительных результатов серийные типы были поставлены без системы наклона. [ необходима цитата ]
Другим ранним поездом с технологией наклона был высокоскоростной электропоезд класса 403 компании Deutsche Bundesbahn (сегодня этот номер используется ICE 3 ). После своих услуг InterCity до 1979 года он также использовался для трансферов из аэропорта между Дюссельдорфом и Франкфуртом (см. также: AiRail Service ). Класс 403 мог наклоняться на 4°, но фиксированные пантографы ограничивали это до 2°. [43] Вскоре после того, как поезд был введен в эксплуатацию, технология наклона была отключена, поскольку многие пассажиры испытывали укачивание, поскольку точка поворота была слишком низкой. [ требуется цитата ]
Следующая попытка была сделана с DMU и проверенной итальянской гидравлической активной системой наклона. В период с 1988 по 1990 год DB ввела в эксплуатацию 20 единиц Class 610 для быстрых региональных перевозок. [44] На этот раз результаты были вполне удовлетворительными и позволили значительно сократить время работы. За комплектами Class 610 последовали Class 611 , которые в основном были построены для той же цели (быстрые региональные перевозки со скоростью до 160 км/ч (99 миль/ч) на извилистых неэлектрифицированных линиях). Система наклона Class 611 была электрической, с максимальным наклоном 8°, основанной на военной технологии танка Leopard . После ввода в эксплуатацию в 1996 году этот класс из 50 единиц испытывал проблемы как с недавно разработанной системой наклона, так и с шасси и осями, и был признан неудачным. Система наклона была выведена из эксплуатации до 2006 года, когда закаленные оси и обновления системы решили проблемы. Учитывая эти проблемы, DB заказала полную реконструкцию, что привело к разработке Class 612. Начиная с 1998 года, DB ввела в эксплуатацию в общей сложности 192 единицы. Система наклона доказала свою надежность. В 2004 году были обнаружены трещины в ряде колесных пар, и снова пришлось заменить колеса и оси. Сегодня Class 612 снова работает с наклоном и составляет основу быстрого регионального обслуживания DB на неэлектрифицированных линиях. Дополнительные единицы были проданы в Хорватию , где они используются для междугородних перевозок. [ необходима цитата ]
В 1999 году DB смогла использовать технологию наклона кузова для своих услуг InterCityExpress , когда с классами 411 и 415 был введен в эксплуатацию электрический высокоскоростной поезд с наклоном кузова. В то время как классы 401–403 ( без технологии наклона кузова) должны были обслуживать недавно построенные или модернизированные высокоскоростные линии со скоростью до 300 км/ч (186 миль/ч) (ICE 3 Class 403), классы 411 и 415 с максимальной скоростью 230 км/ч (143 мили/ч) были разработаны для старых магистральных линий с изгибом кузова. Всего было построено 60 вагонов класса 411 и 11 вагонов класса 415 (укороченная версия). Оба класса надежно работали до конца 2008 года, когда во время плановой проверки на оси были обнаружены трещины. [45] Механизм наклона был отключен с 23 октября 2008 года, [46] а интервалы технического обслуживания были резко сокращены, что привело к серьезным перебоям в обслуживании. [47]
Большая часть технической компоновки заимствована у ICE 3. Австрийская ÖBB приобрела три единицы в 2007 году, эксплуатируя их совместно с DB для обслуживания из Германии в Австрию. Несмотря на то, что DB присвоила название ICE-T классу 411/415, изначально T не обозначала наклон , а обозначала Triebwagen (самоходный вагон), поскольку маркетинговый отдел DB сначала посчитал максимальную скорость слишком низкой для присвоения бренда InterCityExpress и поэтому планировал называть этот класс IC-T (InterCity-Triebwagen). [ необходима цитата ]
Довольно неудачной оказалась адаптация классов 411/415 для дизельных перевозок. В 2001 году для использования на линии Дрезден — Мюнхен было введено в эксплуатацию в общей сложности 20 единиц , но эти единицы класса 605 (ICE-TD) столкнулись с проблемами с самого начала. После поломки оси в 2002 году все оставшиеся 19 единиц (одна упала с рабочей платформы) были выведены из эксплуатации. Несмотря на то, что год спустя поезда были снова допущены к эксплуатации, DB посчитала их эксплуатацию чрезмерно дорогой. В 2006 году эти поезда использовались в качестве усилительных поездов, а с 2008 по 2017 год они курсировали по маршруту Гамбург — Копенгаген . С 2018 и 2021 годов две единицы эксплуатируются в качестве усовершенствованного испытательного поезда TrainLab [ необходима цитата ]
В 1966 году консорциум канадских промышленных фирм начал рассматривать конкурента TurboTrain с традиционным приводом, который в конечном итоге появился в начале 1970-х годов как LRC (Light, Rapid, Comfortable). Эта конструкция также использовала систему активного наклона, но совершенно иной формы, чем APT. Вагоны ехали по двум С-образным каналам, установленным поперек верхней части тележек. Наклон осуществлялся с помощью домкратов, которые толкали нижнюю часть вагона из стороны в сторону вдоль этих каналов. [48] [49]
Amtrak экспериментировала с LRC в 1980 году, но сняла его с эксплуатации семь лет спустя. В Канаде он был введен в эксплуатацию в 1981 году, опередив APT и став первой эксплуатируемой системой активного наклона. Вагоны LRC используются и сегодня, хотя механизмы наклона удаляются для снижения веса и затрат на техническое обслуживание. [50]
С тех пор Bombardier использовала обновлённые версии вагонов LRC для поездов Acela компании Amtrak , третьего поколения наклоняемых ICE, нового поколения скоростных британских поездов ( Super Voyager ) и экспериментального поезда JetTrain . [ требуется ссылка ]
Advanced Passenger Train (APT) изначально был экспериментальным проектом British Rail , и поезд был введен в ограниченную эксплуатацию в декабре 1981 года . Хотя в конечном итоге он был заброшен, поезд был пионером активного наклона для преодоления крутых поворотов на более высоких скоростях, чем предыдущие поезда с пассивным наклоном. В 1970-х и 1980-х годах British Rail хотел создать усовершенствованный скоростной поезд для преодоления извилистой и извилистой железнодорожной системы Великобритании викторианской эпохи . Обычные поезда были ограничены в скорости из-за кривизны сети.
Инженеры исследовательского подразделения , открытого в 1964 году, провели фундаментальную работу по динамике транспортных средств, а APT в какой-то степени был ее расширением. Существующий отдел главных механиков и электриков был упущен из виду новым проектом, что вызвало недовольство его инженеров. Работа включала эксперименты с алюминиевыми кузовами, турбинами, подвеской и тележками, сигнализацией в кабине, автоматической защитой поезда и активным наклоном.
APT-E (E для экспериментального) работал на газовых турбинах; APT-P (P для прототипа) был электрическим. [14] Без наклона поезд был разработан, чтобы побить британский рекорд скорости на железной дороге. Наклонные поезда с использованием пассивного наклона не были новинкой, но это было необычно и не получило широкого распространения. Инженеры решили, что активный наклон был ключом к прохождению кривых на гораздо более высоких скоростях.
Поезд имел гидродинамические тормоза и легкие сочлененные кузова с двумя силовыми вагонами в центре поезда. Когда прототипы были построены, отработаны и проверены, группа инженерных разработок была расформирована, и поезда были переданы внутреннему инженерному отделу British Rail для сборки. Инженеры-разработчики перешли в другие области, в то время как British Rail проектировали поезд в производственную модель. Инженеры BR, которые практически не участвовали в разработке поезда, изменили некоторые основные и проверенные инженерные аспекты. Например, они изменили активный механизм наклона на пневматический , а не на хорошо разработанную и проверенную гидравлику . [14]
Поезда были введены в эксплуатацию в 1981 году, но почти сразу же выведены из эксплуатации. Во время первоначальных испытаний некоторые пассажиры жаловались на тошноту из-за наклонного движения. Впоследствии выяснилось, что этого можно было избежать, слегка уменьшив наклон, чтобы все еще сохранялось ощущение поворота. Поезда APT-P были тихо введены в эксплуатацию в середине 1984 года и регулярно курсировали в течение года, проблемы начального периода были устранены. Однако, при внутреннем инженерном руководстве, которое чувствовало себя ущемленным и обойденным в проекте, который они не разрабатывали, не было никакой политической или управленческой воли продолжать проект, строя запланированные серийные вагоны APT-S в больших количествах. Несмотря на конечный успех, проект был отменен British Rail в 1986 году, [51] [14] больше по политическим причинам, чем по техническим.
Большая часть технологий, разработанных для силовых вагонов, впоследствии использовалась в локомотивах InterCity 225 Class 91 и вагонах Mark 4 , которые были спроектированы для модернизации с помощью оборудования для наклона кузова, которые курсируют по маршруту East Coast Main Line из Лондона в Лидс и Эдинбург . [52] [53]
В 1990 году шведские железные дороги ввели высокоскоростной сервис под названием X 2000. [ 54] Поезд использует активную систему наклона, что позволяет развивать более высокие скорости (200 км/ч или 124 мили/ч) на стандартных путях. Поезд также использовался в Норвегии и Дании, но позже был снят с эксплуатации в Норвегии. X2000 был совместным проектом Kalmar Verkstad , шведских железных дорог и ASEA . X 2000 был испытан в США, Канаде, Австралии и Китае. [55] [56] [57]
В 1998 году SNCF поддалась политическому давлению (поезд с наклонным кузовом представлял реальную угрозу высокоскоростной сети TGV) и ввела в эксплуатацию экспериментальный TGV pendulaire. Наклонялись только пассажирские прицепы, в то время как два тяжелых вагона имели неопрокидывающиеся тележки. [58] После программы испытаний он был переоборудован обратно в поезд TGV-PSE .
Швейцария получила свой первый наклонный поезд на своей территории (не считая Cisalpino , который вошел в Швейцарию в 1996 году) 28 мая 2000 года. ICN ( InterCity Neigezug , или InterCity Tilting Train) был произведен Bombardier, включая систему наклона, разработанную SIG (сегодня ALSTOM). [59] Он начал обслуживание на линии из Женевы через Биль / Бьенн и Цюрих в Санкт-Галлен . Он был основным перевозчиком на национальной выставке Expo.02 .
Сорок четыре дизель-электрических поезда Class 221 Super Voyager были заказаны Virgin CrossCountry для работы в наклонном режиме на West Coast Main Line и между Оксфордом и Банбери . После того, как в 2007 году парк был разделен между Arriva CrossCountry и Virgin Trains West Coast , первая отключила, а затем сняла наклонное оборудование со своих поездов Class 221. [60] [61]
Tilting Train Express (TTX) или Hanvit 200 — это прототип шестивагонного экспериментального наклонного поезда, разработанного и построенного в Южной Корее. [62] Представленный в 2007 году, он прошел несколько тестовых запусков, в том числе один, на котором была зафиксирована максимальная скорость 223 км/ч. Однако серийные экземпляры не были изготовлены, поскольку было установлено, что будет менее затратно выпрямить существующее железнодорожное полотно и сделать наклон рельсов. Однако в 2014 году были проведены дополнительные тестовые запуски для проверки системы LTE-R.
Многие проблемы с укачиванием связаны с тем, что традиционные сервосистемы неадекватно реагируют на изменения траекторных сил, и даже небольшие ошибки, хотя и не воспринимаются сознательно, вызывают тошноту из-за своей непривычной природы. Оригинальный Fiat ETR 401 использовал отдельные гироскопы в каждом вагоне, поэтому наблюдалась задержка, хотя тошнота не была серьезной проблемой в этом поезде. APT должен был преодолеть эту проблему, используя гироскопы на концах поезда и систему управления ведущий/ведомый, которая определяла «кривую наклона» для всего поезда. Похоже, что технологии той эпохи не могли должным образом реализовать эту технику. [ необходима цитата ]
Современные наклонные поезда выигрывают от новейшей обработки сигналов, которая распознает линию впереди и способна предсказывать оптимальные сигналы управления для отдельных вагонов. Жалобы на тошноту в значительной степени ушли в прошлое. [ необходима цитата ]
Некоторые наклонные поезда ходят по узкоколейным железным дорогам . В Японии есть много узкоколейных линий в горных районах, и наклонные поезда были разработаны для работы там. В Австралии сообщение между Брисбеном и Кэрнсом поезда QR Tilt Train претендует на звание самого быстрого узкоколейного поезда в мире, развивая скорость 160 км/ч (99 миль/ч). Электрический наклонный поезд также удерживает рекорд самого быстрого узкоколейного поезда по максимальной испытательной скорости, достигающей 210 км/ч. [63]
В случае наклоняющихся электропоездов необходимо учитывать необходимость удержания пантографов в пределах железнодорожной колеи. При установке наверху наклоняющегося вагона пантограф обычно качается в противоположном направлении, чтобы компенсировать степень наклона. Это делается механически, например, на британском классе 390 Alstom Pendolino . Однако на немецких классах 411 и 415 пантографы установлены на отдельной ненаклоняющейся раме внутри вагонов.
Поезда с наклоном под действием инерционных сил (пассивный наклон):
Поезда с наклоном, инициированным инерционными силами, но регулируемым компьютером:
Поезда с активным наклоном, управляемым с помощью сенсорной информации, получаемой от акселерометров :
Поезда с наклоном, управляемым компьютером:
{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )