JetTreno - JetTrain

La locomotiva sperimentale JetTrain di Bombardier ha fatto il giro del Nord America nei primi anni 2000 nel tentativo di elevare il profilo pubblico della tecnologia.

Il JetTrain era un concetto sperimentale di treno passeggeri ad alta velocità creato da Bombardier Transportation nel tentativo di rendere il servizio ad alta velocità in stile europeo più attraente dal punto di vista finanziario per le ferrovie passeggeri in tutto il Nord America . È stato progettato per utilizzare le stesse carrozze basculanti derivate da LRC dei treni Acela Express che Bombardier ha costruito per Amtrak negli anni '90, che utilizzavano locomotive completamente elettriche. A differenza dell'Acela, alimentato elettricamente da linee aeree , il JetTrain avrebbe utilizzato una combinazione di un motore a turbina a gas da 4.000 cavalli (3,0 MW), un motore diesel a bassa potenza, un riduttore e due alternatori per alimentare i motori elettrici di trazione. . Ciò gli avrebbe consentito di funzionare ad alta velocità su linee non elettrificate.

Descrizione

Motori a turbina a gas

Articoli principali: Turbina a gas e treno di turbine a gas

I motori a turbina utilizzano fino al 65% della loro potenza complessiva generata per far funzionare il compressore nella parte anteriore del motore. Ciò significa che quando il motore è impostato al minimo, senza uscita di energia netta, il motore sta ancora bruciando il 65% del carburante che avrebbe a pieno regime. Ciò rende i motori a turbina attraenti solo nei ruoli in cui vengono utilizzati a impostazioni di alta potenza per lunghi periodi di tempo, come nel caso degli aerei, della generazione di energia o del servizio ferroviario a lungo raggio. Sono generalmente poco attraenti nei ruoli in cui è comune il funzionamento a bassa potenza, motivo per cui non hanno avuto successo nemmeno nelle automobili.

Quando il carburante per aviogetti era molto economico negli anni '50 e '60, i vantaggi meccanici del motore - la sua semplicità intrinseca e il peso molto leggero - compensavano l'aumento dei costi del carburante. Negli anni '50 e '60 furono introdotti diversi progetti di treni a bassa velocità alimentati a turbina, inclusi motori per passeggeri e merci. Negli anni '60 furono progettati anche numerosi convogli passeggeri ad alta velocità, tra cui l' UAC TurboTrain in Nord America, il British Advanced Passenger Train (APT) e il TGV 001 francese .

Negli anni '70, specialmente dopo la crisi petrolifera del 1973 , questi vantaggi non erano più sufficienti per superare l'aumento dei costi del carburante e la maggior parte dei progetti di treni basati su turbine scomparvero. Mentre due grandi classi di automotrici interurbane alimentate a turbina a gas (ETG e RTG) hanno continuato ad essere utilizzate in Francia fino al 2000 circa, sia il TGV che l'APT sono passati al funzionamento completamente elettrico, con l'installazione di linee aeree a supporto. In Nord America, dove i finanziamenti per l'ammodernamento delle linee ferroviarie erano limitati, il funzionamento elettrico era solo un'opzione per le rotte più trafficate e rimane raro. Canadian National Railway (CN) e Via Rail hanno continuato a far funzionare i loro Turbotrain nei primi anni '80, prima che anche loro venissero sostituiti con unità diesel-elettriche, come il treno LRC . Amtrak ha continuato a gestire Rohr Turboliner fino al 2003 circa.

JetTreno

Un altro cambiamento che ha avuto luogo negli ultimi decenni è l'uso diffuso e la standardizzazione dell'alimentazione di testa (HEP) per fornire elettricità al resto del treno per l'esecuzione dei controlli ambientali e dei sistemi di intrattenimento. Poiché questi requisiti di potenza sono abbastanza costanti, anche quando il treno è parcheggiato, non è raro utilizzare un motore separato solo per questo ruolo, altamente sintonizzato su queste esigenze operative.

Il concetto JetTrain amplia questa idea utilizzando lo stesso motore HEP per fornire potenza motrice durante il funzionamento a bassa velocità, aggirando i problemi con l'efficienza del carburante della turbina a basse impostazioni di potenza. Il concetto JetTrain utilizza solo questo motore mentre si sposta nell'area della stazione e nei piazzali. Una volta che il treno ha lasciato il piazzale, il motore a turbina, un Pratt & Whitney Canada PW150 da 3.750 kW (5.029 shp) (chiamato ST40 in questo ruolo), viene avviato e il treno accelera alla velocità operativa. Il motore a turbina è adattato dal servizio elicotteristico, avendo il vantaggio di oltre 50 anni di sviluppo in quel servizio per migliorarne l'efficienza operativa e l'affidabilità. È adattato per funzionare con il normale carburante diesel delle locomotive, quindi non è necessario costruire strutture di rifornimento speciali per introdurre le locomotive a turbina sulle linee ferroviarie esistenti. Il solo motore diesel può far funzionare il treno a velocità fino a 50 km/h (31 mph) quando è vuoto, e la turbina la aumenta a 240 km/h (149 mph). I due motori sono ingranati insieme in un unico cambio che alimenta un generatore per fornire energia a quattro motori di trazione, identici a quelli dell'Acela Express completamente elettrica . Il generatore è il motore di un treno TGV , funziona al contrario del normale funzionamento dove invece di essere agganciato all'energia elettrica e produrre rotazione, viene ruotato e produce energia elettrica.

Il vantaggio principale nell'usare la turbina per la parte ad alta velocità è la sua piccola dimensione fisica e peso leggero. Il motore a turbina ha le dimensioni di una comune scrivania da ufficio e pesa solo 400 kg (882 libbre), mentre un motore diesel convenzionale della stessa potenza è lungo circa 5 m (16 piedi) e pesa fino a 10.000 kg (22.046 libbre). ). L'uso della turbina riduce il peso delle auto elettriche; l'auto elettrica JetTrain pesa 215.000 libbre (97,5 t) e aveva una massa non sospesa per asse di 5.530 libbre (2.508 kg). Ciò è paragonabile all'EMD F40PH ampiamente utilizzato che pesa 117,9 t (260.000 libbre) con un peso sull'asse di 3,9 t (8540 libbre). Questa riduzione della massa per asse pone notevolmente meno sollecitazioni sulle rotaie, consentendo al treno di operare a velocità più elevate senza modifiche al binario.

Con un'auto a motore singolo che trainava sette autovetture, il JetTrain poteva raggiungere i 170 km/h (106 mph), sebbene la sua "velocità di equilibrio" massima fosse di 220 km/h (137 mph). Con due auto elettriche, una davanti e una dietro, il treno poteva raggiungere i 240 km/h (149 mph), con una velocità massima di 265 km/h (165 mph). Un treno completo sarebbe normalmente composto da due carrozze elettriche, una a ciascuna estremità, insieme a un massimo di 11 carrozze passeggeri. Le autovetture ribaltabili sono versioni di quelle utilizzate sull'Acela, tracciando la loro discendenza dal treno ad assetto variabile LRC di Bombardier introdotto negli anni '80. Nel servizio passeggeri ad alta velocità, il JetTrain sarebbe altamente efficiente. Grazie al suo peso più leggero e al motore moderno, il JetTrain ha emissioni di gas serra inferiori del 30% rispetto a un'unità diesel che funziona alle stesse velocità. Il motore è praticamente silenzioso anche a piena potenza: in esercizio il treno ha lo stesso volume dell'Acela tutta elettrica.

Storia

Comandi del JetTrain

Il JetTrain è nato nel 1997 nell'ambito del programma ferroviario ad alta velocità di nuova generazione della Federal Railroad Administration (FRA) ( https://ieeexplore.ieee.org/document/395175 ) per sviluppare tecnologie di treni ad alta velocità per i servizi sulle rotte al di fuori del corridoio nord-orientale —dove i volumi delle rotte potrebbero non essere abbastanza grandi da rendere l'elettrificazione un'opzione. La FRA ha cercato un partner industriale disposto a investire su una base 50/50 e il portavoce della FRA Warren Flatau ha commentato: "Bombardier è l'azienda che si è fatta avanti quando abbiamo sparso la voce che eravamo interessati a realizzare questo progetto . Riteniamo che il progetto abbia un grande potenziale per realizzare i servizi ad alta velocità di cui le persone in tutto il Paese stanno esprimendo il desiderio”. L'accordo finale è stato firmato nell'ottobre 1998, con la FRA e la Bombardier che hanno investito 13 milioni di dollari ciascuna nel primo prototipo di locomotiva, che è stato costruito nel nuovo stabilimento della Bombardier Mass Transit Corporation a Plattsburgh, New York .

La locomotiva prototipo è stata completata nel giugno 2000. Comprendeva il sistema di propulsione a turbina ma non implementava l'approccio del motore diesel a bassa velocità. I test di sicurezza sono iniziati presso il Transportation Technology Center ( Pueblo, Colorado ) nell'estate del 2001, dove ha raggiunto una velocità massima di 156 miglia orarie (251 km/h). Il prototipo è stato quindi portato in un tour di potenziali siti ad alta velocità. Il loro obiettivo principale era il Florida Overland Express per il servizio passeggeri tra Orlando e Tampa negli Stati Uniti. A sostegno di questo programma, il prototipo ha visitato Miami il 7 ottobre 2003 e Orlando l'11 ottobre. Il sistema della Florida era originariamente previsto per l'apertura nel 2009, ma è stato negato il finanziamento da un referendum nel 2004, dopo l'inizio delle fasi di ingegneria di dettaglio.

In Canada, Bombardier e Via Rail hanno presentato una proposta per utilizzare JetTreni sul trafficato corridoio di Via Quebec City-Windsor come parte della loro proposta ViaFast , ma non sono stati in grado di ottenere finanziamenti dal governo nazionale. Nel gennaio 2008, i premier dell'Ontario e del Quebec hanno annunciato uno studio di fattibilità per il corridoio, dando un'altra possibilità ai treni ad alta velocità. Il Van Horne Institute ha anche completato uno studio con Bombardier sull'idoneità del servizio JetTrain tra le due maggiori città dell'Alberta , Edmonton e Calgary . Altre possibilità includevano nuove linee in Texas ea Las Vegas.

Nel Regno Unito, il JetTrain è stato proposto in sostituzione dell'HST diesel-elettrico da 125 miglia all'ora (201 km/h) . Le riviste ferroviarie australiane hanno suggerito il JetTrain come una valida opzione per la ferrovia ad alta velocità in Australia per integrare l' XPT (una versione dell'HST britannico) e il Tilt Train .

Bombardier ha avuto colloqui con il governo dello stato dello Yucatan , in Messico , per lo sviluppo del treno veloce transpeninsulare , un progetto che mira a collegare la capitale dello stato di Mérida alle località turistiche della Riviera Maya come Cancun e le rovine Maya di Chichen Itza . Secondo il governatore Ivonne Ortega , il treno deve funzionare a diesel a una velocità media di 100 miglia orarie (160 km/h), per la quale Bombardier ha ritenuto opportuno l'utilizzo del JetTrain.

A partire dal 2019, la locomotiva a turbina dimostrativa è stata conservata presso il Transportation Technology Center.

Guarda anche

Riferimenti

Bibliografia

Ulteriori letture

link esterno