MAREA VITEZA FEROVIARA
Data: 16-30 iunie 2008
1. TRENURI DE MARE VITEZA
Unul dintre principalele obiective ale unei administratii de cale ferata este marirea vitezelor de circulatie a trenurilor, in special a celor de calatori, astfel incit calatoria sa aiba o durata minima, un confort sporit si sa se faca in conditii foarte bune de siguranta circulatiei.
Dezvoltarea sistemelor de tractiune si frinare, precum si perfectionarea celor existente, au permis realizarea acestui obiectiv de catre unele administratii de cale ferata (SNCF, JR, RENFE, DB, BR, SJ, FS etc.), iar intr-un viitor apropiat si de catre CN CFR SA.
Preocupari privind marirea vitezei de circulatie au existat, pe plan mondial, inca din 1829, cind locomotiva ROCKET (La Fusee, fig. 1) proiectata si executata de Stephenson a atins viteza de 85 km/h, depasind astfel viteza de 47 km/h considerata mare la acea vreme.
La 11 iulie 1846 locomotiva Great Western (fig. 2), remorcind un tren de 45 tone, a stabilit recordul de 108 km/h pe sectia de remorcare Londra - Didcot (Anglia).
La 20 iunie 1890 o locomotiva Crampton (Crampton 604, fig. 3) stabileste, intre localitatile franceze Laroche si Montereau, un record de viteza atingind 144 km/h cu o sarcina remorcata de 157 tf.
Acest ultim record a fost depasit la 27 august 1891, in SUA, de catre o locomotiva a societatii Philadelphia and Reading, care a circulat cu o viteza de 146 km/h remorcind un tren de 137 tone. ÃŽn luna decembrie a aceluiasi an, o locomotiva a companiei Central Railroad din New Jersey atinge 156 km/h, iar in 1893 la 9 mai locomotiva nr. 299 a companiei New York Central (fig. 4), remorcind un tren de 164 tone, realizeaza o viteza de 165 km/h.
Aparitia unui nou sistem de tractiune, si anume sistemul electric, a favorizat depasirea vitezei de 200 km/h. Astfel, la 18 octombrie 1903, o rama electrica a atins, pe o cale de incercare militara situata intre localitatile germane Marienfeld si Zossen, viteza de 210 km/h.
Replica celorlalte sisteme de tractiune nu a intirziat sa apara. Astfel, la 3 iulie 1938 locomotiva cu abur Pacific Mallard (fig. 5) a atins viteza de 202 km/h, remorcind un tren cu o masa de 244 tone, aceasta viteza reprezentind recordul mondial pentru tractiunea cu abur.
La 23 iunie 1939 pe linia Berlin - Hamburg, un automotor diesel a atins viteza de 215 km/h, care a rezistat datorita intreruperii cercetarilor si experimentarilor cauzate de cel de Al Doilea Razboi Mondial.
La 18 ianuarie 1944 a avut loc un eveniment de mare semnificatie pentru caile ferate spaniole, si nu numai: punerea in circulatie a trenului TALGO 1 (Tren Articulado Ligero Goicoechea Oriol – Tren Articulat Usor Goicoechea Oriol), care a atins viteza de 135 km/h, inferioara recordului mondial din acea perioada, dar care a constituit un model pentru proiectantii si constructorii de trenuri de mare viteza datorita solutiilor sale constructive.
De atunci si pina astazi s-au proiectat si construit mai multe tipuri de TALGO - TALGO II, TALGO Pendular, TALGO XXI, TALGO 350 (fig. 7) - fiecare dintre aceste solutii constructive aducind perfectionari primului model.
Dupa Al Doilea Razboi Mondial, la 21 februarie 1954 s-a realizat "corectarea" recordului de viteza stabilit in anul 1939 (215 km/h), intre localitatile Dijon si Beaune, de catre un tren remorcat de locomotiva CC 7121 a SNCF (Societe Nationale des Chemins de fer Francais), cu caracteristici tehnico-functionale similare celei prezentate in figura 8, care a atins viteza de 243 km/h. Acest record a fost corectat la 29 martie 1955 de catre un tren de calatori remorcat de locomotiva BB 9004 a SNCF, care a circulat cu o viteza de 331 km/h, intre localitatile franceze Lamothe si Morcenx.
Acest record avea sa fie corectat tot de catre SNCF prin aparitia TGV (train a grande vitesse), la 26 februarie 1981, cind s-a atins viteza de 380 km/h, marea viteza feroviara luind amploare in Europa si in lume, circulindu-se, in aceea perioada, cu viteze comerciale de 200 km/h (JR, SNCF, DB).
Recordul de viteza stabilit in 1981 (380 km/h) de catre SNCF cu TGV PSE (fig. 9) circulind ca o rama de tip inchis (L + 8V + L) a fost "pus in pericol" de catre alte administratii de cale ferata (DB, JR, RENFE).
Astfel, la 1 mai 1988, intre Fulda si Wurzburg, trenul de mare viteza german ICE (InterCityExpres) a atins viteza de 406,9 km/h. Acest record a fost corectat de catre rama 325 a TGV - Atlantique (fig. 10), care la 18 mai 1990 a atins viteza de 515,3 km/h pe linia Paris - Tours.
Vitezele obtinute de alte administratii de cale ferata din 1990 pina in aprilie 2007 au fost inferioare recordului mondial stabilit de SNCF pentru sistemul roata-sina, dar totusi semnificative. Astfel, la 24 mai 1991 trenul de mare viteza italian ETR X500 ( fig. 11) atinge o viteza de 319 km/h pe linia de mare viteza care face legatura intre Roma si Milano (Direttissima).
Recordul actual de viteza japonez a fost atins la 8 august 1992 de catre trenul experimental de mare viteza WIN 350 al JR East (fig. 12) care a circulat cu o viteza de 350,4 km/h.
Recordul spaniol de viteza a fost stabilit la 23 aprilie 1993 de trenul de mare viteza AVE (Alta Velocidad Espanola), care a circulat cu o viteza de 356,8 km/h si poate fi considerat record mondial de viteza intrucit rama AVE nr. 15 (fig. 13) nu era experimentala, ci in compunere completa pentru exploatare.
Dintr-o colaborare a trei administratii de cale ferata (SNCF, BR, SNCB) a luat nastere, pentru deservirea Eurotunelului, trenul de mare viteza EUROSTAR (fig. 15), care din 1994, intr-o compunere L + 18V + L, parcurge distanta Paris - Londra in trei ore si Bruxelles - Londra in trei ore si 15 minute, intr-un confort optim si conditii elevate de siguranta circulatiei.
ÃŽn data de 3 aprilie 2007 trenul ALSTOM, V-150 a atins pe unul din tronsoanele noii linii feroviare de mare viteza Paris - Strasbourg, la ora locala 13.15 (11.15 GMT), viteza de 574,8 km/h, intre statiile Lorena si Meuse (punctele kilometrice 191 si 194), la aproximativ 210 km de Paris, batind astfel vechiul record mondial de viteza pe sistemul clasic roata-sina de 515,3 km/h, stabilit la 18 mai 1990, de catre rama nr. 325 a TGV - Atlantique, pe linia Paris - Tours.
Trenul V-150 (TGV 4402, fig. 16) este un model al celei de-a patra generatii de trenuri de mare viteza ALSTOM (TGV), compus din doua locomotive - una in capul trenului si alta in coada trenului - si din trei vagoane supraetajate (doua etaje).
Pentru a bate recordul, convoiul de 106 m lungime si 268 tf (2680 kN) a fost supus la o serie intreaga de adaptari tehnice, cum ar fi marirea diametrului rotilor de la 920 mm la 1092 mm, pentru a limita turatia motoarelor electrice de tractiune, sau carenarea (etansarea) spatiului dintre vagoane pentru imbunatatirea aerodinamicii trenului de mare viteza.
Trenul, a carui alimentare electrica a trebuit sa atinga 30 000 V, cu caracter exceptional, a dezvoltat o putere de 19,6 MW (25 000 CP).
2. RETELE FEROVIARE DE MARE VITEZA
Linii feroviare de mare viteza in Spania
Originea liniei de mare viteza Madrid - Sevilla trebuie cautata in saturatia pe care o prezenta trecatoarea Despenaperros, de pe linia clasica a Andaluciei. Aceasta trecere, printr-un defileu ingust, se facea pe o linie simpla de 13 km, tronson pe care viteza trenurilor nu depasea 70 km/h. Pentru aceasta s-a inceput sa se gindeasca o alternativa la acest tronson de cale ferata. Astfel, in 1986 guvernul spaniol a luat decizia de a construi un nou acces spre Andalucia, plecind de la Brazatortas spre Ciudad Real – Badajoz. La inceputul realizarii proiectului tehnic al noii linii a aparut o problema: de ce sa limiteze viteza pe un traseu sinuos, cind plecind de la zero se poate realiza un traseu pe care se va circula cu 200 km/h? Acesta a fost primul pas pentru crearea liniei, cu un traseu de conceptie moderna, care permite circulatia cu viteze elevate. Astfel, au influentat planurile de constructie ale noilor linii de mare viteza din alte tari europene, facind sa se ia decizia ca sectorul (tronsonul) Brazatortas - Cordoba sa fie apt pentru circulatia cu viteze de 250 km/h si sa aiba ecartament larg. Dar, atunci au intrat in joc factori decisivi: pe de o parte, Expozitia Universala celebrata in Sevilla si pe de alta parte, tronsonul dintre Brazatortas si Cordoba aparea ca o parte a unui intreg, cu care trebuia sa se construiasca linia de mare viteza de la Madrid.
Odata ce s-a decis construirea liniei de mare viteza dintre Sevilla si Madrid, problema era economia de timp. ÃŽn primul moment se pretindea ca tehnologia va fi numai spaniola, dar nu era timp pentru dezvoltarea unor noi proiecte, astfel tehnologia trebuia sa fie straina, adaptindu-se linia, in final, la ecartamentul international (e = 1435 mm). Astfel, pozarea liniei de mare viteza a inceput oficial la 2 octombrie 1989 intr-un moment festiv prezidat de regele Juan Carlos, iar la 20 aprilie 1992 a avut loc inaugurarea oficiala a liniei, aceeasi zi in care s-a inaugurat Expozitia Universala de la Sevilla. Timpul total investit in constructie, de numai 4 ani si jumatate, a constituit recordul mondial de rapiditate in constructia unei linii feroviare de mare viteza.
Linii feroviare de mare viteza in Japonia
Japonezii au fost pionierii marii viteze feroviare in lume. Totul a inceput in a doua jumatate a anilor `50, cind s-a prevazut construirea unei noi linii feroviare intre Tokyo si Osaka, cele doua orase principale ale tarii, pentru a rezolva problema saturatiei liniei existente si a imbunatati substantial timpii de parcurs.
O prima decizie a fost aceea de a construi noua linie cu ecartament international (e = 1435 mm). Aceasta decizie a fost considerata necesara pentru a putea mari substantial vitezele trenurilor, datorita marilor probleme provocate de vintul lateral pe calea de ecartament ingust. Dar japonezii au depasit conceptele traditionale si au prevazut, pentru prima data in lume, exploatarea comerciala a trenurilor la mai mult de 200 km/h.
Linia Tokyo - Osaka (515 km), cunoscuta ca linia Tokaido, a fost deschisa publicului in anul 1964, trenurile circulind cu o viteza maxima de 210 km/h. Succesul sau comercial a fost impresionant si acesta a stimulat (animat) japonezii intre 1970 si 1973 sa construiasca o retea de linii de mare viteza pe tot teritoriul tarii. Dar, criza din anul 1974 si certele probleme economice interne ale Japoniei au paralizat acest proiect, continuindu-se numai completarea liniilor a caror constructie era deja inceputa. Dificultatile pentru constructia acestor linii au fost impresionante, pentru ca zonele "netede" (fara forme de relief inalte) ale Japoniei sunt suprapopulate, iar zonele nepopulate sunt zonele muntoase. Astfel, linia Tokaido are 46% din parcursul sau in tunele sau viaducte, proportie care ajunge la 99% la linia Joetsu. Dar, situatia economica a cailor ferate s-a imbunatatit notabil incepind cu anul 1987, an in care reteaua feroviara japoneza s-a impartit intre sase intreprinderi private, care au declarat calea ferata (transportul feroviar) ca fiind cea mai competitiva in comparatie cu celelate moduri de transport. Astfel, japonezii au transformat liniile de ecartament ingust (e = 1067 mm) in linii de ecartament international (e = 1435 mm), astfel incit trenurile vor circula pe unele trasee pe linii de mare viteza si altele pe linii clasice transformate.
Exista doua particularitati ale liniilor feroviare de mare viteza japoneze care trebuie comentate. Una dintre acestea este faptul ca dura clima din nordul Japoniei face ca trenurile din acea zona sa fie prevazute cu un sistem de eliminare a zapezii de pe cale prin intermediul unor suvoaie de apa calda. Alta particularitate este ca sistemul de securitate al tuturor liniilor de mare viteza este conectat la o retea de seismografe situate la o distanta de 40 pina la 100 km de liniile de cale ferata, in asa fel incit, in momentul cind acestea detecteaza o unda seismica, in mod rapid influenteaza circulatia trenurilor, reducind in mod automat viteza.
Linii feroviare de mare viteza in Franta
Prima cale ferata europeana de mare viteza a fost linia franceza Paris - Lyon. Aceasta linie s-a nascut datorita a doi factori diferiti: pe de o parte, linia clasica Paris-Lyon era totalmente saturata, preferindu-se crearea unei linii noi cu un traseu mai scurt si care sa permita circulatia cu viteze elevate. Pe de alta parte, caile ferate franceze, care au fost pionierul marii viteze in Europa, au dedicat un lung program de studiu marii viteze feroviare, cu numeroase probe si realizarea diverselor prototipuri. Astfel, datorita acestor preocupari, in 1955 au stabilit recordul mondial de viteza atingind 331 km/h, care a fost depasit dupa 25 de ani tot de catre un tren francez (TGV - PSE).
Este cert ca atunci (anii ’60) cind s-a inceput sa se gindeasca un nou mod de transport din Paris spre sud-estul Frantei, care sa compenseze lipsa de capacitate a celor existente, lucrurile nu erau foarte clare in ceea ce priveste alegerea solutiei mai convenabile. Au existat aparatori ai transportului aerian, ai unei noi autostrazi, ai sistemelor neconventionale cum ar fi "aerotrenul", dar in mod sigur atunci nimeni nu "paria" pe o solutie feroviara atit de clasica cum a fost cea adoptata in final. Le-a fost dificil atunci aparatorilor caii ferate sa demonstreze ca o linie feroviara de mare viteza ar putea fi rentabila, nu numai pentru SNCF ci si pentru comunitate. Primul proiect al noii linii feroviare a fost prezentat in 1969, dar n-a fost pus in practica pina in 1974, cind Consiliul de Ministri a dat unda verde initierii proiectului tehnic, decizie care s-a luat avind in vedere succesul trenului de mare viteza japonez. Astfel, in 1976 s-a deschis primul tronson al noii linii Paris – Lyon, numita Paris - Sud-Est (PSE).
Succesul TGV - PSE, mai mare decit asteptarile initiale, a incitat francezii sa abordeze alte proiecte similare. Asa s-a ajuns la TGV - Atlantique (TGV - A) care cuprinde o linie de la Paris spre vestul Frantei. Decizia de construire a acestei noi linii a fost luata in septembrie 1983. ÃŽn timp ce proiectele PSE si TGV - A au fost, in mod exclusiv, franceze, urmatoarele proiecte TGV au fost bazate pe colaborare internationala intre francezi si administratiile feroviare din alte tari, cum ar fi TGV Nord (in colaborare cu Belgia), TGV Eurostar (in colaborare cu Anglia) si TGV Est (in colaborare cu Olanda si Germania).
Linii feroviare de mare viteza in Italia
ÃŽn Italia prima linie de mare viteza a fost cea construita intre Roma si Florenta. Aceasta linie este numita Direttissima, are o lungime de 236 km, cu 53 km mai putin decit linia conventionala, care are aproape 300 km. Este mai mult sau mai putin paralela cu cea clasica, similar cazului liniei Paris - Lyon; initial s-a gindit ca o dublare a liniei vechi, care era saturata din punct de vedere al traficului.
Parlamentul italian a aprobat constructia in 1968, iar lucrarile au inceput in 1970. Totusi constructia a durat mult timp, primul tronson de 122 km a fost inaugurat in februarie 1977. ÃŽn septembrie si octombrie 1985 s-au inaugurat alte doua tronsoane de 51 si 20 km, urmate de penultimul de 32 km in vara anului 1990. Au lasat pentru mai tirziu inaugurarea ultimului tronson, care s-a utilizat ca tronson de probe pentru experimentarea comportamentului liniilor de mare viteza care vor fi construite in viitor.
Linia a fost conceputa pentru traficul mixt de calatori si marfa. Pentru traficul de calatori, exista doua tipuri de circulatii: cea a trenurilor formate din material rulant specific marii viteze, care ating 250 km/h, si cea a vagoanelor conventionale, care circula cu viteze cuprinse intre 180 si 200 km/h, in timp ce la traficul de marfa, circula unele trenuri cu viteze de 120 km/h. Alta particularitate a liniei de mare viteza Direttissima este faptul ca are un numar mare de viaducte de mare lungime, dar de inaltime mica (aproximativ 65 viaducte, unele cu lungime superioara valorii de 5000 metri), precum si un numar de tunele (42, care totalizeaza 71 km).
(Continuare in nr. viitor)