Наклонный поезд — это поезд, имеющий механизм, позволяющий увеличивать скорость на обычных железнодорожных путях . Когда поезд (или другое транспортное средство) на скорости движется по повороту, объекты внутри поезда испытывают центробежную силу . Это может привести к скольжению пакетов или к тому, что сидящие пассажиры почувствуют себя раздавленными внешним подлокотником, а стоящие пассажиры потеряют равновесие, а при таких чрезмерных скоростях поезд может даже сойти с рельсов . Наклоняющиеся поезда предназначены для противодействия этому за счет наклона вагонов внутрь поворота, тем самым компенсируя перегрузку. Поезд может быть сконструирован таким образом, что силы инерции вызывают наклон ( пассивный наклон ), или он может иметь механизм с приводом от компьютера ( активный наклон ).
Первая конструкция автомобиля с пассивным наклоном была построена в США в 1937 году, а улучшенная версия была построена в 1939 году. Начало Второй мировой войны положило конец разработке. Talgo представила версию, основанную на конструкции шарнирно-сочлененной тележки, в 1950-х годах, и эта концепция использовалась в ряде коммерческих служб. Среди них был UAC TurboTrain , который был первым (хотя и недолговечным) опрокидывающимся поездом, поступившим в коммерческую эксплуатацию в 1968 году в США и Канаде. Параллельные эксперименты в Японии и Италии с серией 591 [1] и Fiat Y 0160 превратились в весьма успешную серию 381 , которая начала эксплуатироваться в 1973 году и находится в эксплуатации сегодня, а семейство Pendolino в настоящее время используется в 11 странах с 1976 года. Все из них были проблемы с короткими поворотами, например, на распределительных станциях, где они имели тенденцию раскачиваться. Кроме того, из-за того, что каретки 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 компания British Rail начала эксперименты со своим усовершенствованным пассажирским поездом (APT), который стал пионером концепции активного наклона. При этом использовались гидравлические цилиндры в нижней части кареток, чтобы наклонять их, вращая их вокруг центральной точки, а не раскачивая наружу. Преимущество этого заключалось в том, что каретка удерживалась по центру тележек, что снижало нагрузку на рельсы, и ее можно было отключить при перемещении по переключателям. Из-за длительных задержек тестовые запуски APT начались только в 1981 году, а в коммерческую эксплуатацию поступило лишь ненадолго в 1985 году. К этому времени канадский поезд LRC стал первым активным наклоняемым поездом, поступившим на полную коммерческую эксплуатацию, начиная с Via Rail в 1981 году. .
Компания Fiat разработала конструкцию Pendolino и превратила ее в самый успешный тип наклоняемого поезда: в Европе эксплуатируется более 500 поездов. Концепция активного наклона в целом была независимо разработана многими компаниями. Активные системы наклона сегодня широко используются.
Самолеты и велосипеды при поворотах наклоняются внутрь, но автомобили и поезда не могут сделать этого самостоятельно. Автомобили с высоким центром тяжести, проходящие крутые повороты на высокой скорости, могут опрокинуться. Для облегчения поворотов внешний край проезжей части высокоскоростной автомагистрали или внешнего рельса железной дороги на повороте может быть скошен (приподнят) вверх. Сочетание наклона и центробежной силы создает эффективное ускорение, направленное вниз через пол, уменьшая или устраняя любые боковые компоненты.
Конкретный угол наклона («превышение») определяется предполагаемой скоростью автомобиля — более высокие скорости требуют большего крена. Но с растущим желанием в 1960-х и 1970-х годах строить высокоскоростные железнодорожные сети возникла проблема: величина наклона, подходящая для высокоскоростных поездов, была бы чрезмерной для низкоскоростных местных пассажирских и грузовых поездов, разделяющих эти линии. Первые усилия Японии по скоростному поезду в 1960-х годах позволили избежать этой проблемы, проложив совершенно новые линии в рамках усилий по перекалибровке, и французский TGV последовал той же схеме. Другие операторы не имели такой роскоши и обычно ограничивались гораздо более низкими скоростями.
Национальная железная дорога Испании Renfe взяла отечественное изобретение Talgo и превратила его в надежный высокоскоростной поезд для железных дорог с низкой плотностью движения. British Rail вложила значительные средства в технологию наклона поездов, чтобы преодолеть ограничения железнодорожной сети, расположенной в ограниченных по пространству населенных пунктах. [2] Итальянская компания Trenitalia и Японские национальные железные дороги использовали технологию наклона для ускорения экспрессов на обычных путях через гористую местность. [3]
Наклоняемые поезда предназначены для уменьшения воздействия центробежной силы на организм человека, но они все равно могут вызывать тошноту - проблему, которая широко наблюдалась в первых «пассивных» наклоняемых поездах, которые точно уравновешивали внешнюю силу. Эффект можно ощутить при максимальной скорости и наклоне, когда сочетание наклона внешнего обзора и отсутствия соответствующей боковой силы может сбить пассажиров с толку, как при « захватывающей поездке ».
Более ограниченного и медленного наклона можно добиться, используя активные или «принудительные» механизмы наклона. В поездах, использующих эти механизмы, наклон инициируется компьютерами, которые «заставляют» кузова поездов наклоняться под определенными углами 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 реакции на эту информацию приводит к кратковременному воздействию боковой силы, пока автомобили реагируют. Было обнаружено, что когда автомобили наклоняются в самом начале поворота, а не во время поворота, укачивания не возникает. [4] Исследователи обнаружили, что если наклонное движение уменьшается, чтобы компенсировать 80 % или менее боковой кажущейся силы, пассажиры чувствуют себя в большей безопасности. Кроме того, укачивание в наклоняющихся поездах можно практически устранить, регулируя время наклона вагонов при входе и выходе из поворота.
Подобная технология, широко распространенная в Азии и Океании, известная как контролируемый пассивный наклон , достигает аналогичного эффекта за счет использования бортовых компьютеров для ограничения наклона, инициируемого с помощью инерции (как в традиционном пассивном наклоне). Автоматические маяки остановки поездов используются для информирования компьютеров о точном местоположении этих поездов и ограничения естественного наклона углами, указанными в данных пути.
Высокоскоростной наклоняемый поезд — это наклоняемый поезд, который движется на высокой скорости, которая обычно определяется в Европейском Союзе как скорость 200 км/ч (124 миль в час) для модернизированных путей и 250 км/ч (155 миль в час) или выше для новых путей. . [5]
К наклоняемым поездам, работающим со скоростью 200 км/ч (124 миль в час) или более на модернизированных путях, относятся Acela в США, X 2000 в Швеции, Pendolinos и Super Voyagers в Великобритании, а также ICE TD в Германии (последние два дизельный двигатель).
Некоторые старые высокоскоростные линии были построены для более низких скоростей (≤ 230 км/ч (143 миль в час)); новые наклоняемые составы поездов могут поддерживать на них более высокие скорости. Например, японский синкансэн серии N700 может наклоняться на один градус на синкансэне Токайдо , что позволяет поездам поддерживать скорость 270 км/ч (168 миль в час) даже на поворотах радиусом 2500 м (8200 футов), максимальная скорость которых ранее составляла 255 м. км/ч (158 миль в час).
Многие составы высокоскоростных поездов предназначены для работы на специально построенных высокоскоростных линиях, а затем продолжают свое движение по устаревшим линиям, модернизированным или нет. Там, где это оправдано устаревшими линиями, наклонный поезд может двигаться на более высоких скоростях на последнем, даже если это ниже нормального порога в 200 км/ч (124 миль в час), при этом двигаясь со скоростью 250 км/ч (155 миль в час) или выше, обычно с наклон отключен, на высокоскоростных линиях.
Первой экспериментальной концепцией наклоняемого поезда были вагоны -стулья с маятниковой подвеской, разработанные Pacific Railway Equipment Company. Первый прототип с шарнирно-сочлененной тележкой был построен в 1937 году и в том же году испытан на железной дороге Атчисон, Топика и Санта-Фе . В 1939 году компания построила еще три предсерийные модели, используя более традиционные продольные тележки, и они, среди прочего, нашли применение в San Diegan . Установленный на высоких рессорах автомобиль наклонялся внутрь на поворотах, чтобы уравновесить недостаток наклона создаваемой центробежной силой. Начало Второй мировой войны помешало немедленным приказам, и эта концепция не была возрождена в послевоенное время.
В 1956 году SNCF экспериментировала с самоходной маятниковой машиной, которая также работала за счет центробежной силы. Этот эксперимент продемонстрировал необходимость активной системы подвески для наклона кузова тренера.
Испанская компания Talgo представила первую широко успешную систему с общей тележкой, которая позволяла соединять вагоны встык, используя одну тележку вместо того, чтобы каждый вагон имел свои собственные тележки на обоих концах. Такая конструкция позволяет снизить вес и снизить износ рельсов.
В начале 1950-х годов компания Renfe экспериментировала с легковыми автомобилями, сочетая тележку Talgo с новой пассивной системой наклона. В этой системе использовалась большая А-образная рама, соединенная с центром тележки, высота которой была равна высоте автомобилей. В верхней части буквы А находилась система подшипников, к которой крепились автомобили, а также система пружин и демпфирования для плавности ее движения. Поскольку автомобили были соединены в этой высшей точке, они могли раскачиваться в любую сторону вокруг оси подшипника, и это заставляло их естественным образом раскачиваться наружу на поворотах.
Первым испытанием Talgo в Соединенных Штатах стал John Quincy Adams с Fairbanks-Morse P-12-42, испытанный железной дорогой Нью-Йорка, Нью-Хейвена и Хартфорда в 1957–1958 годах. Из-за технических неполадок и тяжелого финансового состояния железной дороги Нью-Хейвена состав был поставлен на хранение. Идея заинтересовала компанию Chesapeake & Ohio Railway , которая начала разработку того, что впоследствии стало UAC TurboTrain, с использованием той же системы. TurboTrain поступил на вооружение в США и Канаде в 1968 году.
Первым успешным европейским поездом с наклоняемым механизмом стал Talgo в Испании, разработанный в 1970-х годах как легкий и быстрый поезд с пассивным наклоном. Испанская национальная железная дорога Renfe широко внедрила эту систему, но первоначально ее деятельность ограничивалась Пиренейским полуостровом.
Первое полноценное коммерческое применение поездов с пассивным наклоном появилось в начале 1980-х годов с появлением Talgo Pendular . В настоящее время Talgo производит 21-е поколение. Поезда Talgo эксплуатируются в различных частях Европы и производятся по лицензии в Латинской Америке и Азии. В Северной Америке компания Amtrak использует поезда Talgo в своих маршрутах Cascades на северо-западе.
Первые наклоняемые серии Talgo были «маятниковыми», начиная с серии 400.
Первым опрокидывающимся поездом, вступившим в регулярную эксплуатацию в Северной Америке, был UAC TurboTrain , использовавшийся компанией Canadian National в 1968 году. Его следует [ нужна ссылка ] по праву считать первым опрокидывающимся поездом, находящимся в эксплуатации в мире. Он обеспечивал ежедневное сообщение между Монреалем и Торонто со скоростью 160 км/ч (99 миль в час), пока в 1982 году его не заменили поезда Bombardier LRC , достигнув максимальной скорости 225 км/ч (140 миль в час) во время канадских испытаний. United Aircraft Turbos также использовались компанией Amtrak между Бостоном и Нью-Йорком. UAC Turbos имели пассивный механизм наклона, основанный на четырехбалочной схеме, и они послужили вдохновением для создания второго поколения поездов TALGO .
В Италии исследования наклонного поезда начались в середине 1960-х годов, а концепция была запатентована в 1967 году двумя инженерами Fiat по железнодорожным материалам, Франко ди Майо и Луиджи Сантанера. Был построен и испытан ряд прототипов, в том числе автомобильный (самоходный) на базе ALn 668 , дизельный автомобиль ALn 668 1999 года, оснащенный наклоняемыми сиденьями для проверки воздействия технологий активного наклона. Первым работающим прототипом с наклоняемым кузовом был ETR Y 0160, автомобиль с электроприводом, выпущенный FIAT в 1969 году. Это был первый автомобиль, получивший название Pendolino .
Эта конструкция привела к созданию в 1975 году целого электропоезда ETR 401 , построенного компанией FIAT в двух экземплярах. Один был введен в эксплуатацию 2 июля 1976 года на линии Рим- Анкона (позже продленной до Римини ), которой управляют Итальянские государственные железные дороги . Между Римом и Анконой (295 км) поезд идет 2 часа 50 минут, а обычные поезда — 3 часа 30 минут. В поезде было четыре вагона, и его по большей части считали передвижной лабораторией новых технологий. Первоначально ETR 401 задумывался как первый из серии из четырех поездов, но правительство потеряло интерес к проекту из-за финансовых проблем, и проект был временно приостановлен, так как движение в 1983 году. Поезд использовался в демонстрационных кампаниях по зарубежные страны, такие как Германия, Швейцария, Чехословакия и Югославия. Второй агрегат был построен для обслуживания ширококолейных испанских линий Renfe в 1977 году под названием Platanito. Служба просуществовала недолго, поскольку проблемы с испанскими трассами сделали Платанито бесполезным.
Новый интерес итальянского правительства к проекту в середине 1980-х годов и внедрение новых технологий привели к пересмотру проекта ETR 401 с электронными системами, что привело к появлению немного более совершенного ETR 450 . первый Pendolino, поступивший на регулярную службу в мире. Благодаря конфигурации на 8 вагонов и максимальному наклону, уменьшенному до 8° с 10° у ETR 401, из соображений безопасности и комфорта ETR 450 может проехать по линии Рим-Милан менее чем за четыре часа со скоростью до 250 км. км/ч (160 миль в час). Число пассажиров увеличилось с 220 000 в 1988 году до 2,2 миллиона в 1993 году.
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 свою 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 опрокидывающее действие, были размещены в тележке, а не по бокам кузова: это позволило реорганизовать тамбуры и зоны салона, повысив комфорт. Соединение тележки с кузовом чрезвычайно простое и легкое в изготовлении, а также дает преимущества в обслуживании.
ETR 460 поддерживает нагрузку на ось на чрезвычайно низком уровне (14,5 тонны на ось), что позволяет поезду преодолевать повороты на 35 % быстрее, чем обычные поезда междугороднего сообщения (локомотив и вагоны). Кузов, в котором используется технология крупномасштабной экструзии алюминия , имеет значительную модульность и обеспечивает чрезвычайно низкую нагрузку на ось, при этом полностью соблюдая самые высокие стандарты безопасности, а также позволяет наилучшим образом использовать пространство с различными размерами загрузки.
ETR 460 было построено всего 10 единиц. Улучшенные версии включают ETR 470 для итало-швейцарской компании Cisalpino, ETR 460 France, позже названный ETR 463, используемый FS на маршруте Милан Лионе, и ETR 480 , используемый Trenitalia на итальянских высокоскоростных линиях переменного тока. Всего для FS было построено 34 электропоезда серии ETR 460/470/480.
Развитие технологии Pendolino продолжалось на итальянских заводах Alstom, а следующее поколение, New Pendolino , с 2006 года поставлялось в Трениталия и Чизальпино как ETR 600 и ETR 610 .
Итальянские Pendolino и их производные по-прежнему представляют собой самое популярное решение для активного опрокидывания в пассажирских поездах. Технология, используемая до сих пор, практически аналогична разработанной Fiat Ferroviaria в 1960-70-х годах.
Британская версия Pendolino, British Rail Class 390 , представляет собой электрический наклоняемый поезд со скоростью 225 км/ч (140 миль в час), которым управляет компания Avanti West Coast . Он проходит по главной линии Западного побережья ( от Лондона Юстон до Центрального Глазго , Ливерпуль-Лайм-стрит и Манчестер-Пикадилли ). Самолеты класса 390 начали эксплуатацию в 2001 году, и только один из них серьезно сошел с рельсов. Из-за ограничений сигнализации скорость автомобилей класса 390 в обычном режиме ограничена 201 км/ч (125 миль в час).
.jpg/1280px-JRW_series381_Yamatoji(Mahoroba).jpg)
Наклоняющиеся поезда уже давно стали основой экспресс-перевозок на традиционной узкоколейной сети Японии . Из-за медленного и извилистого характера японских обычных линий Япония была одной из первых, кто начал использовать наклонные поезда, чтобы ускорить движение на перегруженных магистральных линиях. Междугородная электрическая железная дорога Одакю начала первые в Японии эксперименты по технологии наклона в 1960-х годах, установив пневматические тележки на свои электрические вагоны [6] , в то время как Японские национальные железные дороги впервые применили технологию пассивного наклона на своем экспериментальном электропоезде серии 591 с коммерческими экспресс-услугами. Имея в виду горные линии.
Первый коммерческий опрокидывающийся электропоезд в Азии был введен в эксплуатацию в 1973 году: электропоезда серии 381 на ограниченных экспресс-службах Синано курсируют на холмистой главной линии Тюо между Нагоей и Нагано и до сих пор работают на линии « Якумо » на линии Хакуби , несмотря на недостатки в ходовых качествах и повышенный износ гусениц из-за механизма наклона, допускавшего угол наклона до 5°. [7]
В последние годы существования Японских национальных железных дорог проводились эксперименты с механически регулируемым пассивным наклоном — комбинацией, известной как «контролируемый пассивный наклон» (制御付き自然振子式), при которой наклон инициируется пассивно, но контролируется (и замедляется) компьютерами с помощью механических механизмов. активная подвеска - кульминация постприватизации с появлением DMU серии 2000 , построенного для JR Сикоку и введенного в эксплуатацию на ограниченных экспресс-службах Сиокадзэ и Нанпу в 1990 году. Горная железнодорожная система страны с колеей Кейп (1067 мм) вскоре стала очевидной, и с тех пор эти «полуактивные» наклоняемые поезда получили широкое распространение в поездах с ограниченным количеством экспрессов по всему архипелагу. Наиболее известные дизельные и электрические примеры этого поколения наклоняемых поездов включают серию KiHa 281 компании JR Hokkaido , серию E351 компании JR East , серию 383 компании JR Central , серию 8000 компании JR Shikoku и модель 885 компании JR Kyushu. ряд .
Это поколение конструкций пользуется некоторой популярностью за рубежом: серия 8000 служит основой электрического наклонного поезда , построенного для сети Cape Gauge компании Queensland Rail . Серия 885, построенная как часть семейства Hitachi A-train , служит основой тайваньской серии TEMU1000 с наклоняемым электропоездом для услуг Taroko Express , а также некоторых вариантов без наклона, включая British Rail Class 395 и British Rail Class 801 .
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 экономичными в строительстве и простыми в обслуживании. Экспериментальный 300X , построенный в 1995 году, превратился в серию N700 , первую прибыльную наклонную установку Синкансэн в 2007 году. Применение на линиях Синкансэн , которые не получили бы большой выгоды от механических механизмов наклона из-за их и без того пологих кривых, допускающих высокие скорости, позволило для большего комфорта езды, меньшего износа гусениц и немного более высоких скоростей, что приводит к увеличению частоты. Простота этой технологии позволила небольшим частным операторам внедрить наклоняемые поезда, такие как Odakyu серии 50000 VSE , роскошный экскурсионный экспресс с активной подвеской, введенный не для увеличения скорости, а для повышения комфорта езды; и даже достаточно дешевы, чтобы их можно было применять на пригородных поездах, таких как серия KiHa 201 компании JR Hokkaido , которая улучшила скорость и частоту на частично неэлектрифицированной пригородной железнодорожной системе Саппоро . На сегодняшний день это также одно из немногих применений технологии наклона в пригородных поездах типа метро.
Deutsche Bundesbahn начала испытания наклоняемых поездов класса 634 в Германии в 1967 году, когда некоторые DMU класса 624 были оснащены пассивными системами наклона. Поскольку пассажиры почувствовали укачивание, технология наклона была отключена, а затем удалена. Испытания продолжились с прототипами следующих агрегатов класса 614 , но из-за вновь неудовлетворительных результатов серийные типы были поставлены без системы наклона.
Еще одним ранним поездом с технологией наклона был высокоскоростной электропоезд Deutsche Bundesbahn класса 403 (сегодня этот номер используется ICE 3 ). После обслуживания InterCity до 1979 года он также использовался для трансфера из аэропорта между Дюссельдорфом и Франкфуртом (см. Также: Служба AiRail ). Класс 403 мог наклоняться на 4 °, но фиксированные пантографы ограничивали этот угол до 2 °. Вскоре после того, как поезд был введен в эксплуатацию, технология наклона была отключена, поскольку многие пассажиры испытывали укачивание, поскольку точка поворота была слишком низкой.
Следующая попытка была предпринята с использованием DMU и проверенной итальянской гидравлической системы активного наклона. В период с 1988 по 1990 год DB ввела в эксплуатацию 20 единиц класса 610 для скоростного регионального движения. На этот раз результаты оказались вполне удовлетворительными и позволили значительно сократить время работы. За классом 610 последовал класс 611 , который в основном был построен для той же цели (быстрое региональное движение со скоростью до 160 км / ч (99 миль в час) на извилистых неэлектрифицированных линиях). Система наклона самолета класса 611 была электрической, с максимальным наклоном 8°, на основе военной технологии танка « Леопард» . После ввода в эксплуатацию в 1996 году этот класс из 50 единиц столкнулся с проблемами как с недавно разработанной системой наклона, так и с шасси и осями, и был признан неудачным. Система наклона не работала до 2006 года, пока проблемы не решили усиленные оси и обновления системы. Принимая во внимание эти проблемы, DB заказал полную реинжиниринг, в результате чего был разработан класс 612 . Всего с 1998 года ДБ было введено в эксплуатацию 192 единицы. Система наклона была надежной. В 2004 году на ряде колесных пар были обнаружены трещины, и колеса и оси снова пришлось заменить. Сегодня класс 612 вернулся к работе с наклоном и составляет основу быстрой региональной службы DB на неэлектрифицированных линиях. Дополнительные единицы были проданы в Хорватию , где они используются для услуг InterCity.
В 1999 году DB смогла использовать технологию опрокидывания для своих услуг InterCityExpress , когда был введен в эксплуатацию высокоскоростной электрический поезд классов 411 и 415 с опрокидыванием. В то время как классы с 401 по 403 (без технологии наклона) должны были охватывать вновь построенные или модернизированные высокоскоростные линии со скоростью до 300 км/ч (186 миль в час) (ICE 3 класс 403), классы 411 и 415 с максимальной скоростью 230 км/ч. h (143 миль в час) были разработаны для старых извилистых основных строп. Всего на данный момент построено 60 самолетов класса 411 и 11 самолетов класса 415 (укороченная версия). Оба класса надежно работали до конца 2008 года, когда во время плановой проверки на оси были обнаружены трещины. [8] Механизм наклона был отключен с 23 октября 2008 г. [9], а интервалы технического обслуживания были резко сокращены, что привело к серьезным сбоям в обслуживании. [10]
Большая часть технической схемы заимствована из ICE 3 . Австрийская компания ÖBB приобрела три установки в 2007 году и эксплуатирует их совместно с DB для перевозок из Германии в Австрию. Несмотря на то, что DB присвоила классу 411/415 название ICE-T , первоначально T означало не наклоняемый , а Triebwagen (самоходный автомобиль), поскольку отдел маркетинга DB сначала счел максимальную скорость слишком низкой для присвоения InterCityExpress. марки и поэтому планировали называть этот класс IC-T (InterCity-Triebwagen).
Довольно неудачной оказалась адаптация класса 411/415 для дизельных двигателей. В 2001 году на линии Дрезден – Мюнхен было введено в эксплуатацию в общей сложности 20 единиц , но с этими единицами класса 605 (ICE-TD) с самого начала возникли проблемы. После поломки оси в 2002 году все оставшиеся 19 единиц (одна упала с рабочей платформы) были выведены из эксплуатации. Несмотря на то, что через год поезда снова были допущены к эксплуатации, Д.Б. посчитал их эксплуатацию слишком дорогой. В 2006 году эти поезда использовались в качестве поездов-усилителей, а с 2008 по 2017 год они курсировали по маршруту Гамбург – Копенгаген . С 2018 и 2021 годов в эксплуатации находятся два агрегата в качестве усовершенствованного испытательного поезда TrainLab .
В 1966 году консорциум канадских промышленных фирм начал рассматривать возможность создания конкурента TurboTrain с традиционным двигателем, который в начале 1970-х годов в конечном итоге превратился в LRC (Light, Rapid, Comfortable). В этой конструкции также использовалась система активного наклона, но по форме она сильно отличалась от APT. Вагоны ехали по двум С-образным швеллерам, установленным в верхней части тележек. Наклон осуществлялся домкратами, толкавшими днище вагона из стороны в сторону по этим каналам.
Компания Amtrak экспериментировала с LRC в 1980 году, но семь лет спустя отказалась от нее. В Канаде она поступила на вооружение в 1981 году, опередив APT и став первой действующей системой активного наклона. Каретки LRC продолжают использоваться и сегодня, хотя механизмы наклона снимаются для снижения веса и затрат на техническое обслуживание. [11]
С тех пор Bombardier использовала обновленные версии вагонов LRC для Acela компании Amtrak , третьего поколения наклоняемых ICE, нового поколения быстрых британских поездов ( Super Voyager ) и экспериментального JetTrain .
Усовершенствованный пассажирский поезд (APT) изначально был экспериментальным проектом British Rail , поезд поступил в эксплуатацию в 1984 году . Хотя в конечном итоге поезд был заброшен, он стал пионером в области активного наклона, позволяющего преодолевать крутые повороты на более высоких скоростях, чем предыдущие поезда с пассивным наклоном. По разным причинам политического и технического характера, проработав год, поезд был отозван.
В 1970-х и 1980-х годах компания British Rail хотела создать современный скоростной поезд, который мог бы преодолевать извилистую и извилистую железнодорожную систему Великобритании викторианской эпохи . Обычные поезда были ограничены в скорости из-за кривизны сети.
Инженеры исследовательского отдела , открытого в 1964 году, проделали фундаментальную работу по динамике транспортных средств, а APT в некоторой степени стал ее продолжением. Существующий отдел главных инженеров-механиков и электриков не был учтен в новом проекте, что вызвало недовольство его инженеров. Работа включала эксперименты с алюминиевыми кузовами, турбинами, подвеской и тележками, а также с активным наклоном.
APT-E (E — экспериментальный) приводился в движение газовыми турбинами; АПТ-П (прототип «П») был электрическим. Поезд не наклонялся и был разработан, чтобы побить рекорд скорости британских железных дорог. Наклон поездов с использованием пассивного наклона не был чем-то новым, но был необычным и не получил широкого распространения. Инженеры решили, что активный наклон является ключом к преодолению поворотов на гораздо более высоких скоростях.
Поезд имел гидродинамические тормоза и легкие шарнирно-сочлененные кузова с двумя силовыми вагонами в центре поезда. Когда прототипы были построены, отработаны и проверены, группа инженерных разработок была расформирована, а поезда переданы для строительства собственному инженерному отделу British Rail. Инженеры-разработчики перешли к другим областям, в то время как British Rail разработала поезд в серийную модель. Инженеры BR, которые практически не участвовали в разработке поезда, изменили некоторые основные и проверенные инженерные аспекты. Например, активный механизм наклона заменили на пневматический, а не на отработанную и проверенную гидравлику.
Поезда были введены в эксплуатацию в 1981 году, но практически сразу же выведены из эксплуатации. Во время первоначальных испытаний некоторые пассажиры жаловались на тошноту из-за наклона. Впоследствии выяснилось, что этого можно было избежать, немного уменьшив наклон, чтобы некоторое ощущение прохождения поворота все же оставалось. Поезда АПТ-П были вновь введены в эксплуатацию в середине 1984 года и курсировали регулярно в течение года, причем возникшие проблемы были устранены. Политическая и управленческая воля продолжить проект путем массового производства проектируемых серийных автомобилей APT-S испарилась под руководством собственного инженерного руководства, которое чувствовало себя ущемленным и обойденным вниманием в проекте, который они не разрабатывали. Несмотря на окончательный успех, проект был свернут British Rail в 1985 году скорее по политическим причинам, чем по техническим.
Большая часть технологий, разработанных для силовых вагонов, впоследствии была использована в локомотивах InterCity 225 Class 91 и вагонах Mark 4 , которые были спроектированы для модернизации наклонным оборудованием и курсируют по маршруту главной линии Восточного побережья от Лондона до Лидса и Эдинбурга .
В 1990 году шведские железные дороги ввели высокоскоростное сообщение под названием X 2000 . В поезде используется активная система наклона, позволяющая развивать более высокую скорость (200 км/ч или 124 мили в час) на стандартном пути. Поезд также использовался в Норвегии и Дании, но позже поезд был снят с эксплуатации в Норвегии. X 2000 тестировался в США, Канаде, Австралии и Китае. X2000 был совместным проектом компании Kalmar Verkstad , шведских железных дорог и ASEA .
В 1998 году компания SNCF поддалась политическому давлению (поезд с наклонным механизмом представлял реальную угрозу для сети выделенных высокоскоростных линий TGV) и ввела в эксплуатацию экспериментальный маятниковый механизм TGV. Наклонялись только пассажирские прицепы, в то время как у двух тяжелых автомобилей тележки оставались ненаклоняющимися. По итогам программы испытаний его снова переоборудовали в поезд TGV-PSE .
28 мая 2000 года Швейцария получила свой первый наклоняемый поезд на своей территории (не считая Cisalpino , который прибыл в Швейцарию в 1996 году). ICN ( InterCity Neigezug , или InterCity Tilting Train) был изготовлен компанией Bombardier, включая систему наклона, разработанную SIG (сегодня ALSTOM). Он начал работу на линии из Женевы через Биль / Бьен и Цюрих в Санкт-Галлен . Был основным перевозчиком национальной выставки Экспо.02 .
Virgin CrossCountry заказала сорок четыре дизель-электрических самолета класса 221 Super Voyager для работы в режиме наклона на главной линии Западного побережья и между Оксфордом и Банбери . После того, как в 2007 году парк был разделен между Arriva CrossCountry и Virgin Trains West Coast , первая вывела из строя, а затем сняла опрокидывающее оборудование со своих 221-х. [12]
Tilting Train Express (TTX) или Hanvit 200 — это прототип экспериментального наклоняемого поезда на 6 вагонов, разработанный и построенный в Южной Корее. Представленный в 2007 году, он прошел несколько тестовых запусков, в том числе один, в котором была зафиксирована максимальная скорость 223 км/ч. Однако никаких производственных единиц произведено не было, поскольку было решено, что выпрямление существующих путей и накренение рельсов будет менее затратным. Однако в 2014 году были проведены дальнейшие тестовые запуски для тестирования системы LTE-R.
Многие проблемы, связанные с укачиванием, связаны с тем фактом, что традиционные сервосистемы неадекватно реагируют на изменения траекторных сил, и даже небольшие ошибки, хотя и не заметны сознательно, вызывают тошноту из-за своей незнакомой природы. В оригинальном Fiat ETR 401 в каждом вагоне использовались отдельные гироскопы, поэтому наблюдалось отставание, хотя тошнота не была серьезной проблемой для этого поезда. Предполагалось, что APT решит эту проблему за счет использования гироскопов на концах поезда и системы управления ведущим/ведомым, которая определяла «кривую наклона» для всего поезда. Казалось бы, технологии той эпохи не могли должным образом реализовать эту технику.
Современные наклоняемые поезда используют современную систему обработки сигналов, которая определяет направление движения впереди и способна прогнозировать оптимальные сигналы управления для отдельных вагонов. Жалобы на тошноту во многом ушли в прошлое.
Некоторые опрокидывающиеся поезда курсируют по узкоколейным железным дорогам . В Японии в горных районах много узкоколейных линий, и для движения там предназначены наклоняемые поезда. В Австралии поезд QR Tilt Train курсирует между Брисбеном и Кэрнсом и считается самым быстрым узкоколейным поездом в мире, развивая скорость 160 км/ч (99 миль в час). Электрический наклонный поезд также является рекордсменом самого быстрого узкоколейного поезда по максимальной тестовой скорости, достигающей 210 км/ч. [13]
При наклоне электропоездов необходимо учитывать, чтобы пантографы находились в пределах колеи железной дороги. При установке на крыше наклоняющегося автомобиля пантограф обычно раскачивается в противоположном направлении, чтобы компенсировать степень наклона. Это делается механически, например, на британском Alstom Pendolino класса 390 . Однако в немецких классах 411 и 415 пантографы установлены на отдельной неопрокидывающейся раме внутри вагона.
Поезда с опрокидыванием силами инерции (пассивный опрокидывание):
Поезда с наклоном, инициируемым силами инерции, но регулируемым компьютером:
Поезда с активным наклоном, управляемым сенсорной информацией, предоставляемой акселерометрами :
Поезда с наклоном, управляемым компьютером: