Улучшенный пассажирский поезд

Улучшенный пассажирский поезд
APT-E на подъездных путях RTC между испытаниями летом 1972 г.
В сервисе	1972–1976 (APT-E) 1980–1986 (APT-P)
Производитель	BREL и British Rail Research Division
Фамилия	APT
Количество построенных	3 набора (APT-P) 1 набор (APT-E)
Формирование	14 вагонов на поезд (APT-P) 4 вагона на поезд (APT-E)
Оператор (ы)	InterCity
Линии обслужены	Главная линия западного побережья
Характеристики
Максимальная скорость	155 миль / ч (249 км / ч) (проект) 125 миль / ч (201 км / ч) (сервис)

Advanced Passenger Train ( APT ) был наклоняя скоростной поезд , разработанный British Rail в 1970 - х и начале 1980 - х годов, для использования на Западном побережье Главная Линия (WCML). WCML содержал множество кривых, и APT впервые применил концепцию активного наклона для их решения - функцию, которая с тех пор копируется в проектах по всему миру. Экспериментальный APT-E достиг нового рекорда скорости на британских железных дорогах 10 августа 1975 года, когда он достиг 152,3 мили в час (245,1 км / ч), но его превзошел служебный прототип APT-P на скорости 162,2 мили в час (261,0 км / ч). з) в декабре 1979 г. - рекорд, который держался 23 года. ^{[ цитата необходима]}

Разработка служебных прототипов затянулась, и к концу 1970-х годов проект строился в течение десяти лет, а поезда все еще не были готовы к эксплуатации. Избрание Маргарет Тэтчер обострило ситуацию, и она сослалась на сокращение финансирования проекта. Столкнувшись с возможностью отмены, руководство BR решило ввести прототипы в эксплуатацию, и первые рейсы по маршруту Лондон - Глазго состоялись в декабре 1981 года. Результатом стал цирк в средствах массовой информации, когда каждая большая или маленькая проблема освещалась на первых страницах и весь проект высмеивали как пример некомпетентности BR. К концу месяца поезда были снова выведены из эксплуатации, к большому удовольствию прессы.

В конечном итоге проблемы были решены, и в 1984 году поезда снова начали вводить в эксплуатацию с гораздо большим успехом. К этому времени конкурирующий высокоскоростной поезд , приводимый в движение обычным дизельным двигателем и лишенный наклона и производительности APT, быстро прошел разработку и тестирование и теперь составлял основу пассажирских перевозок BR. Всякая поддержка проекта APT прекратилась, поскольку кто-либо из представителей власти дистанцировался от того, что высмеивали как провал. Планы по выпуску серийной версии APT-S были отменены, и три APT-P проработали чуть больше года, прежде чем снова были сняты с производства зимой 1985/6 года. Два из трех наборов были разбиты, а части третьего отправлены в Национальный железнодорожный музей.где он присоединился к APT-E. Патенты на систему наклона APT были проданы Fiat Ferroviaria .

Несмотря на сложную историю APT, дизайн оказал большое влияние и непосредственно вдохновил другие успешные поезда. Значительная работа по электрификации, которая велась рука об руку с APT, нашла хорошее применение в более новых конструкциях без опрокидывания, таких как British Rail Class 91 . Совсем недавно система наклона APT была возвращена в WCML на British Rail Class 390 , основанную на конструкции автомобиля Fiat и построенную Alstom . Другие функции, впервые реализованные в APT, такие как гидрокинетическое торможение, используемое для остановки поезда в пределах существующих эшелонов , не были приняты.

Фон [ править ]

Исследование BR [ править ]

После национализации железных дорог Великобритании в 1948 году компания British Rail столкнулась со значительными потерями пассажиров, поскольку в 1950-х и 60-х годах автомобили быстро стали более популярными. К 1970 году количество пассажиров было примерно вдвое меньше, чем непосредственно перед Второй мировой войной . Пытаясь сохранить определенный уровень прибыльности, правительство заказало отчет, в результате которого многие линии были закрыты как часть « Beeching Axe » 1963 года . Несмотря на эту значительную реструктуризацию, компания по-прежнему строилась на довоенных линиях с маршрутами, начиная с 1800-х годов. Обслуживание сети было постоянной проблемой, и срывы становились все более частыми.

В 1962 году доктор Сидней Джонс был нанят из оружейного отдела RAE Фарнборо с конечной целью, чтобы он стал руководителем исследований BR от Колина Инглеса, который вышел на пенсию в 1964 году. ^[1] Изучив проблему крушения, они обнаружили, что Большая часть проблемы может быть связана с проблемой, известной как колебание охоты . Это было хорошо известно в железнодорожном мире, но, как правило, происходило только на высоких скоростях. В сети BR, особенно в грузовых вагонах с изношенными колесами, его видели на скорости до 20 миль в час (32 км / ч). ^[2] Джонс был убежден, что колебания охоты были эффектом, аналогичным проблеме аэроупругого флаттера, встречающейся в аэродинамике., и решил нанять кого-нибудь из области аэронавтики, чтобы расследовать это. ^[1]

В октябре 1962 года эту должность назначили Алану Викенсу. Викенс был экспертом по динамике, который ранее работал в Armstrong Whitworth над ракетой Sea Slug, а затем некоторое время работал в Canadair в Монреале, прежде чем вернуться в Великобританию и присоединиться к ракетному проекту Blue Steel . ^[a] Когда последующий Blue Steel II был отменен в пользу разработанного в США Skybolt , Викенс покинул AV Roe, потому что он «увидел надпись на стене». Он ответил на рекламу BR, и во время интервью он ответил, что ничего не знает и мало интересуется конструкцией железнодорожных тележек. Позже выяснилось, что именно по этой причине он был нанят. ^[3]

В течение следующих нескольких лет команда Виккенса провела то, что считается самым подробным исследованием динамики стальных колес на рельсах из когда-либо проводившихся. Начав с незавершенной работы Ф. В. Картера в 1930 году, команда изучила обычные двухосные тележки и быстро обнаружила, что, как и подозревал Джонс, проблема заключалась в динамической нестабильности. Из этой работы пришла концепция критической скорости, при которой поиск становится проблемой. ^[4] Затем эта работа была распространена на уникальные конструкции двухосных вагонов без тележки, используемых в грузовой сети BR, где проблема была дополнительно изменена динамикой всего транспортного средства. ^[1]

Викенс пришел к выводу, что правильно демпфированная подвеска может устранить проблему, и приступил к демонстрации этого. К 1964 году в результате этой работы был изготовлен первый высокоскоростной грузовой автомобиль HSFV-1 - грузовой автомобиль без тележки, способный безопасно двигаться со скоростью до 140 миль в час (225 км / ч). ^[4] В той же работе было высказано предположение, что практического верхнего предела достижимой скорости с точки зрения динамики не существует, и что любые ограничения максимальной производительности будут связаны с другими факторами, такими как сцепление с дорогой или износ строп. В конечном итоге серия из шести конструкций HSFV будет испытываться до 1976 г. ^[5], а последняя, ​​HSFV-6, была введена в эксплуатацию в том же году. ^[6]

Поезда наклоняются и наклоняются [ править ]

В течение этого периода подразделение пассажирского бизнеса BR подготовило отчет, в котором предполагалось, что железнодорожный транспорт может конкурировать с автомобильным и воздушным транспортом, но только если поезда будут быстрее. Изучая увеличение количества пассажиров в связи с введением двигателей British Rail Class 55 "Deltic" на магистральной линии Восточного побережья и влияние электрификации на WCML, которое позволило сократить время поездки на 20-30%, они пришли к выводу, что каждые 1 милю на час (1,6 км / ч) увеличение скорости приведет к увеличению пассажиров на 1%. Это основное правило было очевидно доказано в Японии, когда линия Токио-Осака Синкансэн работала с 1964 года и имела огромный успех. ^[4]

Синкансэн обеспечил плавную езду на скорости до 125 миль в час (201 км / ч), проложив новые линии, предназначенные для высокоскоростного движения. Самым популярным маршрутом BR, WCML, было порядка 6 миллионов пассажиров в год между Лондоном и Манчестером , ^{[ сомнительно - обсуждают ]} далеко от 120 миллионов пассажиров Токио-Осака. Финансирование новой линии для использования на высоких скоростях было маловероятным с учетом такого количества пассажиров. ^[4] Это представляло проблему для любого вида высокоскоростной работы на маршруте, потому что существующая линия содержала много поворотов и поворотов, и их округление на высокой скорости могло вызвать боковые силы, которые затрудняли бы ходьбу, и бросали предметы со столов на пол.

Традиционное решение этой проблемы - наклонить рельсы в повороты, эффект, известный как вираж или наклон . Это приводит к тому, что боковые силы становятся ближе к полу, уменьшая боковые силы. Потому что большие количества бруса сложнее построить и поддерживать, а также необходимость учитывать более медленное движение или возможность подъезда поезда к остановке в пределах кривой (оба эти случая, следовательно, будут испытывать силу внутри кривой, состояние, известное как превышение наклона ), многолетний опыт показал, что максимальный угол наклона, который можно применить к линиям со смешанным движением, составлял 6,5 градусов. ^[7]

Учитывая радиус изгиба, обычно встречающийся на WCML, это означало, что даже при максимально допустимом нанесении перекоса скорость не может быть увеличена намного выше диапазона 100 миль / ч (161 км / ч) без повторного возникновения чрезмерных поперечных сил. К счастью, фактором, ограничивающим скорость, является не безопасность от схода с рельсов или опрокидывания, а только комфорт пассажиров. Таким образом, решением для дальнейшего увеличения скорости является наклон кузова вагона - хотя это не влияет на силы, действующие на уровне колеса и рельса, но сохраняет боковые силы, испытываемые внутри пассажирского отсека, на комфортном уровне даже при более высоких температурах. повышенные скорости.

В конце 1950-х годов компания Talgo представила первую практическую конструкцию поворотной тележки. Он состоял из единственной тележки, размещенной между вагонами поезда, с кузовами вагонов, подвешенными на А-образной раме, центрированной на тележке, с шарниром вверху. Когда поезд заходил за поворот, центробежные силы заставляли кузов вагона раскачиваться, как маятник, естественным образом достигая нужного угла наклона. Однако у этой системы была отчетливая задержка между входом в кривую и раскачиванием тела, затем она перешла через этот угол и затем ненадолго колебалась, пока не установилась под прямым углом. При прохождении ряда поворотов, как на подстанции, он имел тенденцию тревожно раскачиваться. Хотя в ряде полуэкспериментальных проектов 1970-х годов он использовался, например, в UAC TurboTrain , эта концепция не получила широкого распространения.^[4]

Истоки APT [ править ]

В 1964 году ряд ранее рассредоточенных исследовательских групп BR были организованы в новый исследовательский отдел Дерби . Именно здесь разрабатывалась последняя работа над HSFV Виккенса. ^[8]

В 1965 году Викенс нанял стажера, голландского инженера AJ Ispeert, и поручил ему провести ранние работы над системами активного наклона. ^[3] Они заменят пассивную маятниковую систему Talgo на систему, в которой используются гидроцилиндры , которые быстро доводят автомобиль до нужного угла и удерживают его там без каких-либо раскачиваний. Основным преимуществом использования BR было то, что центр вращения мог быть через середину вагона, а не через верх, а это означало, что общее движение могло уместиться в пределах меньшего британского погрузочного калибра . ^[3] Испеерт представил отчет о концепции в августе 1966 года. ^[8]

Викенс отметил, что одноосная подвеска BR будет иметь меньшее сопротивление на высокой скорости и что ее меньший вес сделает ее более устойчивой на высоких скоростях, чем у обычных двухосных тележек. В ноябре 1966 года он написал отчет, в котором содержался призыв к двухлетней программе по созданию и испытанию высокоскоростного пассажирского транспортного средства ^{[8], по} сути экспериментального автомобиля, такого как HSFV-1, но для пассажирского использования вместо грузового. Первоначальные планы предусматривали использование одного манекена и двух тележек для проверки подвески и системы наклона на высокой скорости. Они установили максимальный угол наклона в 9 градусов, который может быть добавлен к любому брусу лежащего под ним полотна. ^[3]

Программа дизайна была организована Майком Ньюманом, а Аластер Гилкрист возглавлял исследовательскую часть. Ньюман отметил, что одиночный вагон вряд ли ответит на практические вопросы, например, как поезд будет работать как единое целое, и что манекен не ответит на вопрос о том, действительно ли механизм наклона может быть встроен под полом, не выступая в кабину. . Соответственно, позже в том же ноябре Ньюман и Виккенс составили план полного экспериментального поезда, цель которого заключалась в том, чтобы не только изучить систему наклона, но и сделать это на реальных линиях. ^{[3] [8]}

Викенс передал планы Сиднею Джонсу, который сразу же подхватил идею. Они установили цель производительности на хорошо округленном значении 250 км / ч (155 миль / ч). В соответствии с целями руководства BR, направленными на сокращение времени в пути, а не только на увеличение скорости, они также требовали, чтобы поезд проходил повороты на 40% быстрее. ^[9] Они назвали предложение Advanced Passenger Train. Джонс передал предложение председателю BR Стэнли Реймонду, которому идея понравилась. Однако правление не смогло выделить достаточно средств для его разработки и призвало Джонса обратиться в Министерство транспорта за дополнительным финансированием. ^[3]

Джонс так и сделал, и следующие два года провел, бродя по коридорам Уайтхолла, когда один государственный служащий за другим соглашался, что это отличная идея, но на самом деле это работа кого-то другого - одобрить ее. Несмотря на время неоднократно откладывать, Джонс настаивал, особенно правительства главный научный сотрудник , Солли Цукерман , ^[4] , чтобы организовать систему стабильного финансирования для всей темы железнодорожного исследования. Это было окончательно оформлено в виде совместной программы между Министерством транспорта и Управлением британских железных дорог, в которой расходы распределяются в соотношении 50:50. Программа рассчитывалась на шестнадцать лет с января 1969 года по март 1985 года. Первыми двумя программами были APT и Проект управления поездом. ^[10]

Завершение дизайна [ править ]

Еще одна из многих целей Джонса в APT заключалась в том, чтобы это не привело к дополнительному износу строп. Мгновенные нагрузки на железнодорожное полотно зависят от квадрата скорости, поэтому более быстрый поезд значительно увеличит износ дороги. Чтобы компенсировать этот эффект, поезд должен был соответствовать строгим ограничениям по весу и исключить возможность использования обычных дизельных двигателей , которые были просто слишком тяжелыми. В качестве решения команда выбрала газовую турбину , первоначально рассматривая Rolls-Royce Dart . ^[4]

Когда финансирование было обеспечено, ряд проектных замечаний еще не был доработан, поэтому сроки были растянуты до июля 1971 года, чтобы предоставить дополнительное время для стадии определения проекта. К маю 1969 года эти вопросы были решены, и появился окончательный дизайн. В экспериментальном поезде будет четыре вагона; две силовые машины, размещенные с обоих концов, и две легковые машины между ними, заполненные экспериментальными системами измерения и регистрации. В то время, когда Джонс организовывал финансирование, стал доступен экспериментальный двигатель, построенный Leyland для грузовиков, который был спроектирован так, чтобы быть намного дешевле. Dart был сброшен, и мощность должна была обеспечиваться четырьмя газовыми турбинами Leyland 2S / 350 мощностью 300 лошадиных сил (220 кВт).в каждом силовом вагоне вместе с пятой турбиной, подключенной к генератору для питания оборудования в легковых автомобилях. ^[11] В течение периода испытаний двигатели постепенно повышались до 330 лошадиных сил (250 кВт). ^[12]

После многих месяцев изучения различных систем трансмиссии, когда закончилась фаза определения, они наконец решили использовать электрическую трансмиссию, например, дизель-электрический локомотив. ^[11] Наконец, из-за нехватки расписания было решено не использовать одну шарнирно-сочлененную тележку между вагонами, а на каждой машине будут использоваться две обычные тележки. ^[11] Джим Вильдхамер, недавно нанятый из Westland Helicopters , разработал корпус с пространственной рамой для силовых автомобилей на основе сварной стальной трубы вместо конструкции полумонокока, используемой в легковых автомобилях. ^[13]

Контракты на различные части конструкции были разосланы в июле 1969 года. Hawker Siddeley Dynamics выиграла контракт на подвеску и тормозные системы, GEC и English Electric выиграли контракт на прицепы, и к этому времени Лейланд уже был выбран для двигатели. ^[13] Со временем некоторые из этих контрактов были отозваны, и команды взяли на себя проектирование, отменив контракт на подвеску с Hawker Siddeley в феврале 1970 года. Проектирование тележек было передано в собственность, а физическая конструкция была передана в собственность British Rail Engineering в то время как строительство силового вагона было передано Metro-Cammell . ^[13]

В то время как эта работа велась, также началась работа над экспериментальной установкой для проектирования. Новые помещения, расположенные за главными офисами лабораторий Derby, в здании Kelvin House, включали в себя роликовый стенд для испытаний двигателей, тормозной динамометр и различные испытательные стенды для проверки систем подвески и наклона. Новая лаборатория была открыта 26 октября 1970 года. Кроме того, в качестве испытательного трека был приобретен участок трассы длиной 13,25 миль (21,32 км) между Мелтон-Моубрей и Эдвальтоном. Изначально это была главная линия в Ноттингем., но теперь лишний после Beeching Axe. Он содержал прямой участок длиной 3 мили (4,8 км), множество поворотов и несколько узких туннелей, которые были бы полезны для аэродинамических испытаний. Ряд зданий технического обслуживания был построен вдоль этой линии в Олд Долби, и линия в целом стала известна как Испытательный трек Олд Долби . ^[13]

POP [ править ]

Хотя конструкция поезда была относительно простой, в системах питания и управления возник ряд более серьезных проблем. Таким образом, было принято решение построить две дополнительные силовые машины в виде недостроенных каркасов без мощности. Вместо этого эти вагоны будут транспортироваться обычными локомотивами, чтобы предоставлять данные о системе наклона и торможения, а также о динамике транспортных средств. Контракт на поставку двух дополнительных автомобилей был разослан 14 апреля 1970 года и впервые был исполнен в сентябре 1971 года. Было присвоено название «POP», сокращение от «power-zero-power», указывающее на компоновку двухмашинного автомобиля. без легковых автомобилей посередине. ^[13]

Выбор конструкции пространственной рамы для силовых автомобилей оказался удачным, так как во время строительства инженеры пришли к выводу, что упаковка различных элементов внутри автомобиля сделает его динамически нестабильным. Им нужно было больше места, чтобы разложить детали, поэтому было принято решение примерно вдвое увеличить длину силовых автомобилей. Это оказалось легко сделать; в конструкции, которые уже строились в Metro-Cammell, просто были вставлены дополнительные секции из стальных труб, и конструкция практически не пострадала. ^[13]

Вагоны POP были без обшивки и увенчаны пространственной рамой с балластом, имитирующей различные части предполагаемого дизайна. Аббревиатура «POP» вскоре стала неточной, когда легковой автомобиль был добавлен, чтобы сделать поезд из трех вагонов, в то время как силовые машины также получили тела. POP претерпел ряд изменений, в частности, испытание различных конструкций тележек за время своего существования. ^[3]

APT-E [ править ]

Пока компания POP проверяла основные концепции, в лаборатории Дерби продолжалось строительство испытательного поезда. К концу 1971 года набор был полностью укомплектован для официальной церемонии наименования, на которой он стал APT-E (экспериментальный). Он совершил свой первый медленный пробег из Дерби в Даффилд 25 июля 1972 года. Достигнув Даффилда, профсоюз ASLEF немедленно «закрасил» его, запретив своим членам выполнять любую работу, связанную с поездом. Их жалоба заключалась в том, что в APT-E было кресло с одним оператором, что они восприняли как доказательство перехода BR на поезда с одним оператором. Дружелюбный инспектор ночью помог команде переместить поезд обратно в Дерби. Это привело к однодневной национальной забастовке, которая стоила больше, чем весь проект APT-E. ^[4]

К этому моменту POP продемонстрировал ряд проблем, и инженеры воспользовались возможностью, чтобы начать капитальный ремонт конструкции. Основная проблема заключалась в конструкции тележек без привода, которые были нестабильны и не могли использоваться для высокоскоростных поездок. Один силовой автомобиль был оставлен в лаборатории, а другой и два легковых автомобиля были отправлены на близлежащий завод в Дерби для модификации. Основными изменениями были усиление силовых вагонов и замена подозрительных тележек версией тележек с приводом с удаленными двигателями. Другие изменения включали снятие керамических рекуператоров с турбин по соображениям надежности, хотя это резко увеличило расход топлива, и добавление небольшого места для сидения в легковом автомобиле для VIP-использования. ^[14]

Переговоры по контракту на высокоскоростную железную дорогу были завершены летом 1973 года, как раз к тому времени, когда модифицированный трехвагонный APT-E вышел из цеха в августе 1973 года. Затем поезд начал серию испытаний, продолжавшуюся восемь месяцев, с подробным описанием деталей. подвеска, торможение, характеристики на поворотах и ​​сопротивление. Однако надежность была серьезной проблемой, и он вернулся в магазины для второго капитального ремонта в марте 1974 года. Среди многих изменений в этом раунде было переключение турбин, ранее предназначавшихся для подачи энергии на легковые автомобили, чтобы добавить дополнительную мощность к тяговому усилию. двигателей, в то же время заменив все турбины модернизированной версией мощностью 330 лошадиных сил (250 кВт), увеличив общую мощность на автомобиль с 1200 до 1650 лошадиных сил (от 890 до 1230 кВт).Другие изменения включали новые подшипники двигателя, а также возврат и аналогичную модификацию автомобиля второй мощности, ранее использовавшегося в лаборатории.^[14]

Восстановленный четырехвагонный поезд вернулся в строй в июне 1974 года. 10 августа 1975 года он достиг 152,3 миль в час (245,1 км / ч) ^[15] в Западном регионе между Суиндоном и Редингом, установив рекорд Великобритании. ^[14] 30 октября 1975 года он установил рекорд маршрута от Лестера до лондонского Сент-Панкрас за 58 минут 30 секунд при средней скорости чуть более 101 мили в час (163 км / ч) по извилистому маршруту. ^[14] Он также был тщательно протестирован на главной линии Мидленд из Сент-Панкрас и на испытательном треке Old Dalby, где в январе 1976 года он достиг скорости 143,6 миль в час (231,1 км / ч).

Испытания APT-E закончились в 1976 году, и 11 июня 1976 года единственный поезд был отправлен непосредственно в Национальный железнодорожный музей в Йорке . ^[14] Во время испытаний он проехал около 23 500 миль (37 800 км), положив конец карьере, которая считается успешной. успех, но нельзя сказать, что поезд прошел всесторонние испытания; за три года он преодолел меньшее расстояние, чем средний семейный автомобиль за тот период. Для сравнения: первый прототип TGV , TGV 001 , также оснащенный газовыми турбинами, преодолел 320 000 километров (200 000 миль) с 1972 по 1976 год ^[16].

Перейти к электрификации [ править ]

Пока APT-E все еще находился в стадии разработки, команда хорошо работала над созданием серийной версии. Джонс нашел союзника в лице Грэма Колдера, которого повысили до должности главного инженера-механика (CME) компании BR в 1971 году. В то время они планировали построить два новых экспериментальных поезда; один был, по сути, удлиненной версией APT-E с турбинным приводом, а другой был аналогичным, но с питанием от воздушных линий электропередачи через пантограф . ^[14]

По мере поступления данных от POP и APT-E в конструкцию вносился ряд изменений. Среди наиболее проблемных изменений был уход Leyland с рынка турбин, который пришел к выводу, что концепция грузового автомобиля с турбинным двигателем нецелесообразна с экономической точки зрения. Компания согласилась в любом случае продолжить поддержку проекта, включая выпуск более мощной версии на 350 лошадиных сил (260 кВт), но дала понять, что производственный дизайн должен найти другое решение. В ноябре 1972 года планы изменились на создание четырех электрических версий для работы на WCML и еще двух турбинных версий. С этого момента версии с турбиной все больше отставали и в конечном итоге были отменены. ^[14]

Возможно, это было замаскированным благословением; что кризис 1973 нефти вызвали цены на топливо расти столько , сколько в три раза, и турбинные двигатели были заведомо жажда; TurboTrain использовал на 50–100% больше топлива, чем обычные комплексы, работающие на тех же маршрутах. ^[17] Использование рекуператора Лейландом значительно улучшило ситуацию, но оказалось проблемой обслуживания. ^[4]

Обзор дизайна [ править ]

Приняв в ноябре 1972 года решение перейти в первую очередь на электрификацию, Джонс начал формировать более крупную команду менеджеров, чтобы довести проект до обслуживания. Это привело к передаче проекта в апреле 1973 года из исследовательского отдела в Управление главного инженера-механика и электрика. Обзор был проведен совместной группой из двух подразделений под руководством Дэвида Букока. ^[18]

В результате этого обзора в конструкцию был внесен ряд дополнительных изменений. Основной проблемой было недавнее открытие, что воздушные линии на WCML были подвержены созданию больших волн в линиях со скоростью более 200 километров в час (120 миль в час). Это не было проблемой для двух поездов, следующих друг за другом с интервалом в несколько километров, но было серьезной проблемой для одного поезда с пантографами на обоих концах. Очевидным решением было использовать один пантограф спереди или сзади, а затем подавать питание между автомобилями, но это было запрещено законом из-за опасений по поводу наличия мощности 25 кВ на легковых автомобилях. ^{[18] [b]}

Некоторое внимание было уделено размещению обоих двигателей вплотную друг к другу на одном конце поезда, но были высказаны опасения по поводу чрезмерных усилий продольного изгиба при толкании поезда на высоких скоростях с включенной функцией наклона. В конце концов, команда разработчиков решила разместить двигатели друг за другом в центре поезда. ^[18] Два двигателя будут идентичны, и оба будут нести пантограф для сбора мощности, но при нормальной работе только задняя часть двух двигателей поднимет свой пантограф, а другой двигатель будет получать мощность через муфту вдоль крыши. . Преобразование мощности в постоянный ток осуществлялось тиристорами ASEA., поставляя четыре тяговых двигателя постоянного тока мощностью 1 мегаватт (1300 л.с.), установленных в каждом силовом вагоне. Тяговые двигатели были перемещены с тележек внутрь кузова автомобиля, что позволило снизить неподрессоренную массу. Двигатели передавали свою мощность через внутренние редукторы, карданные валы и полые бортовые передачи .

Другие изменения, предложенные на основе опыта работы с APT-E, включали изменения в вертикальной подвеске с обычных гидравлических амортизаторов на подушки безопасности, которые улучшили бы качество езды и снизили требования к техническому обслуживанию. В целях обслуживания силовые вагоны были переработаны, чтобы иметь собственные тележки в конфигурации Бо-Бо, чтобы их можно было легко снять с поезда, в отличие от прежней сочлененной конструкции, которая соединяла соседние вагоны вместе и затрудняла разделение поезда на части. . Легковые автомобили сохранили шарнирно-сочлененную конструкцию, но в связи с опытом эксплуатации APT-E был внесен ряд изменений. Наконец, была желательна система, которая приводила бы к отказу системы наклона в вертикальном положении, поскольку APT-E несколько раз отказывался от наклона. ^[18]

В рамках того же обзора команда заметила, что небольшое снижение максимальной скорости значительно упростило бы ряд конструктивных моментов и устранило бы необходимость в гидрокинетических тормозах. Однако было принято решение придерживаться исходной спецификации, чтобы обеспечить максимально возможную скорость. Правительство согласилось оплатить 80% стоимости восьми поездов. ^[4]

HST против APT [ править ]

Именно в это время другие группы внутри BR начали агитировать против APT, говоря, что это слишком большой шаг, чтобы сделать его в единой конструкции. Они предложили построить гораздо более простую конструкцию, работающую от обычных дизелей и без наклона, но способную развивать скорость до 125 миль в час (201 км / ч) и работать в любом месте сети BR. Он появился в 1970 году как высокоскоростной поезд (HST), и его разработка продолжалась быстро. ^{[4] [19] [20]}

По мере того как программа APT продолжалась, менеджмент начал борьбу, и последовал раунд строительства империи . Опытные инженерные ресурсы были удержаны от проекта APT, вместо этого они были использованы для того, чтобы как можно быстрее продвинуться вперед с тем, что они считали традиционным конкурентом APT. ^[21] Поскольку казалось, что HST будет относительно верной ставкой, совет директоров BR отказался от проекта APT, в конечном итоге сократив количество поездов до четырех. Позже это было сокращено правительством до трех в ходе раунда бюджетных сокращений 1974 года. ^[4]

APT-P [ править ]

Хотя компоновка центрального двигателя была самой простой с точки зрения решения непосредственных технических проблем, она могла вызвать серьезные проблемы с эксплуатационной точки зрения. Был проход через силовые вагоны, соединяющие две половины поезда, но он был шумным, тесным и не разрешенным для пассажиров. Вместо этого на каждом конце поезда теперь требовался собственный вагон-ресторан и аналогичные сооружения. Раздельная конструкция также представляла проблемы на станциях, где теперь можно было использовать только два конца платформ, в то время как обычное оборудование могло парковаться с локомотивами на конце платформы. ^[18]

Хотя все вспомогательное оборудование, такое как освещение, кондиционирование воздуха и воздушные компрессоры, приводилось в действие двигателями-генераторами, приводимыми от ВЛ 25 кВ, было признано, что в случае отключения электроэнергии условия в пассажирских транспортных средствах быстро станут невыносимыми и даже опасными. Каждый прицеп-фургон, то есть ведущий и ведомый автомобили, был оборудован дизельным генератором переменного тока, способным обеспечивать минимальную потребность во вспомогательной энергии. Дизель-генераторы запускались с помощью пневмодвигателей, питаемых от воздушной системы поезда, поскольку на APT было мало батарей.

APT был разработан для более быстрого движения, чем существующие поезда на том же пути. При расчетных скоростях APT оператор не мог вовремя прочитать ограничения скорости на путевых знаках, чтобы при необходимости замедлить движение. Вместо этого была введена новая система, использующая дисплей кабины на основе транспондера, под названием «C-APT». Радиосигнал от поезда заставил установленный на рельсах транспондер вернуть местное ограничение скорости. Эти закрытые, отключенные от сети транспондеры были размещены с интервалом не более 1 км. Были предусмотрены ограничения скорости приближения на соответствующем расстоянии, а также звуковой сигнал; отказ от подтверждения этих предупреждений приведет к автоматическому торможению. C-APT управлялся резервированной бортовой компьютерной системой с использованием Intel 4004микропроцессоры. Гусеницы по сути были такими же, как у современных французских маяков Balise . ^[22]

Гидрокинетическая тормозная система оказалась успешной и надежной на APT-E и была сохранена для APT-P с рядом конструктивных улучшений на основе уроков, извлеченных на APT-E. Однако в качестве меры по сокращению энергопотребления фрикционные тормоза с гидравлическим приводом, используемые для низких скоростей, были модифицированы для работы от пассивного гидроусилителя, а не от гидравлического силового агрегата.

Тестирование службы [ править ]

Хотя APT-P использовала большую часть технологий, разработанных на APT-E, создание первого APT-P откладывалось несколько раз. Первый силовой вагон был доставлен с локомотивного завода в Дерби в июне 1977 года, а первые легковые вагоны - 7 июня 1978 года, на год позже. Первый составной поезд был готов только в мае 1979 года ^[4]. Вскоре после этого он прошел испытания и в декабре 1979 года установил рекорд скорости в Великобритании на уровне 162,2 мили в час (261,0 км / ч), ^[4] рекорд, равный 23 годы. Были доставлены два дополнительных экземпляра, каждый с небольшими изменениями, один в конце 1979 года, а последний - в 1980 году. Первоначально предложенный в 1960-х годах и получивший одобрение в начале 1970-х, проект теперь был значительно запоздалым. ^[4]

Длительные задержки в производстве прототипа привели к тому, что тормозные блоки пришлось хранить в течение длительного периода перед установкой. Переход с масла на водно-гликолевую смесь потребовал внутреннего покрытия цилиндров антикоррозийным покрытием, которое разрушилось во время хранения. При испытании цилиндры неоднократно выходили из строя, и потеря давления заставляла поезд замедляться с 25 миль в час до полной остановки почти столько же, сколько он замедлялся со 125 до 25 миль в час. Во время ввода в эксплуатацию из-за этой и других проблем разработки каждая ось поездов была модифицирована и заменена.

Еще одним источником проблем были системы сжатого воздуха, приводящие в действие тормоза и приводящие в действие двери и другие движущиеся части. Воздушный трубопровод обычно должен быть проложен таким образом, чтобы существовали естественные низкие точки, где вода, конденсирующаяся из воздуха, могла собираться и могла быть удалена. На APT эти пробежки были извилистыми и приводили к тому, что во многих местах собиралась вода, а в холодную погоду она замерзала. Команда по вводу в эксплуатацию нашла разработанное Westinghouse решение, которое устранит воду, производимую компрессорами, но команда разработчиков не приняла это решение. Они заявили, что проблема не возникнет при полном построении поезда, в отличие от более короткого строя, используемого при вводе в эксплуатацию.

Наконец, только на этапе ввода в эксплуатацию APT-P было обнаружено, что части WCML были построены таким образом, что в случае выхода из строя двух поездов APT-P с их системами наклона и встречи вагонов, застрявших в наклоненном внутрь положении, они встречались. ударили бы друг друга. Железная дорога не была построена с расчетом на наклонные поезда, а динамические зоны были слишком малы для наклонного APT. Эффект не наблюдался с обычными поездами, поскольку без наклона их движения оставались в пределах динамического диапазона.

Проблемы усугублялись тем, что в 1980 году еще одна реорганизация привела к расформированию команды APT, в результате чего ответственность за проект была распределена между несколькими подразделениями. ^[4]

В эксплуатации [ править ]

Queasy rider [ править ]

В то время как группа ввода в эксплуатацию продолжала сообщать и решать проблемы в конструкции APT, руководство BR находилось под все большим давлением прессы. К началу 1980-х годов проект выполнялся более десяти лет, а поезда все еще не работали. Private Eye высмеяла это расписанием, в котором говорилось: «APT прибывает на платформу 4 с опозданием на пятнадцать лет». ^[23] Давление прессы привело к политическому давлению, которое привело к давлению руководства, и команде APT было приказано ввести поезд в эксплуатацию, несмотря на продолжающиеся проблемы.

Это привело к одному из самых печально известных событий в истории железнодорожного транспорта. 7 декабря 1981 года пресса была приглашена на борт APT для первого официального рейса из Глазго в Лондон, во время которого был установлен рекорд расписания - 4 часа 15 минут. Пресса оказалась не заинтересованной в этом успехе. Вместо этого они сосредоточились на явном тошнотворном ощущении от системы наклона и прозвали APT «тошнотворным наездником». Они также сообщили, что стюардесса Мари Дочерти предложила решение - «просто стоять, расставив ноги». Инженеры BR мало что сделали для решения проблемы, когда один публично предположил, что репортеры просто слишком пьяны от бесплатного алкоголя BR. На обратном пути из Лондона на следующий день один из тренеров застрял в перевернутом положении из-за отказа системы наклона, и об этом много писали в прессе.^[15]Два дня спустя температура упала, и вода в гидрокинетических тормозах замерзла, в результате чего поезд прекратил движение в Крю . ^[24]

APT стал объектом шквала негативных сообщений в прессе, о каждой неудаче подробно сообщалось, и продолжались заявления о том, что весь проект был белым слоном . Например, когда стало известно, что только два из трех APT-P находятся в эксплуатации, а третий будет выведен из эксплуатации для капитального ремонта и технического обслуживания, пресса окрестила его «аварийным поездом». ^[23] Этому не способствовал тот факт, что BR также управлял вторым поездом на 15 минут позже, на случай, если он сломается. А поскольку поезд был смешан с существующим движением, скорость была ограничена до 125 миль в час вместо полной скорости. ^[23]

BR, отчаянно нуждаясь в хорошей рекламе, нанял бывшего ведущего Blue Peter Питера Пурвеса, чтобы тот прилетел из Глазго. По прибытии в Юстон Пурвес заявил, что он «отлично позавтракал в самой восхитительной обстановке», а когда его спросили о поезде, сказал, что «он гладкий, тихий и в целом оставил восхитительные впечатления». Однако, когда было произнесено последнее заявление, была заметна легкая дрожь и отчетливо слышен звук грохота посуды. ^[23]

В течение следующего месяца воздушная система доказала, что вполне способна замерзнуть даже в длинном поезде. ^{[ необходима цитата ]} Двери неоднократно заклинивали, и тормозной системе нельзя было доверять ^{[ необходима цитата ]} . В конце месяца поезда были выведены из эксплуатации.

Дальнейшее развитие [ править ]

В 1981 году BR нанял консалтинговую фирму Ford & Dain Partners для подготовки отчета по проекту APT и внесения предложений по его улучшению. Промежуточный отчет был подготовлен в ноябре 1981 г., а окончательная версия - в декабре. ^{[25] [26] В} их отчетах сначала говорилось, что технические аспекты дизайна были в основном завершены, хотя они обратили внимание на тормозную систему, но что структура управления была серьезной проблемой, и должен был быть один менеджер, отвечающий за весь проект. Это привело к назначению Джона Митчелла на должность менеджера APT. ^[3] Дела сразу улучшились.

Среди улучшений было исправление укачивания, которое испытывали пассажиры. Бригада по вводу в эксплуатацию была хорошо осведомлена об этой проблеме до того, как она была введена в эксплуатацию, но об этом не упоминалось в прессе, когда она была замечена на публичных показах. Проблема возникла из-за двух эффектов. Первая заключалась в том, что система управления не реагировала мгновенно, поэтому автомобили, как правило, не реагировали, когда вначале начинался поворот, а затем быстро реагировали, чтобы компенсировать это отставание. Исправление для этого заключалось в том, чтобы получать информацию о наклоне от впереди идущей машины, что давало системе небольшое временное преимущество, в котором она нуждалась. Другая проблема была похожа на морскую болезнь , только наоборот. Морская болезнь возникает, когда равновесие организмасистема может чувствовать движение, но в закрытом помещении это движение не видно. На APT можно было легко увидеть крен, когда поезд входил в поворот, но не было восприятия этого движения. Конечный результат был таким же - путаница между визуальной и системой равновесия. Решение было почти тривиальным; Небольшое уменьшение наклона, которое было намеренно меньше необходимого, привело к небольшому количеству остаточной центробежной силы, которая воспринималась системой уравновешивания как совершенно естественная, что, как оказалось, излечило эффект.

Это также привело к еще одному неприятному открытию. Работа, предполагавшая величину наклона, необходимую для уменьшения боковых сил до приемлемых уровней, в конечном итоге была связана с короткой серией исследований, проведенных паровозом на ветке в северном Уэльсе в 1949 году. Серия обновленных исследований, проведенных в 1983 год показал, что необходим меньший наклон, около шести градусов. Это было в пределах диапазона, возможного из-за виража, который предполагал, что наклон может вообще не понадобиться. ^[16]

Возвращение, кончина [ править ]

Поезда APT-P были незаметно возобновлены в эксплуатации в середине 1984 года, но не упоминались как таковые ни в одном из расписаний; пассажиры узнают, принимали ли они APT, только тогда, когда он подъезжает к платформе. Эти поезда зарекомендовали себя хорошо, проблемы, видимо, были устранены. Однако политическая и управленческая воля к продолжению проекта и созданию запланированных серийных машин APT-S со скоростью 140 миль в час испарилась.

Между тем, HST поступил на вооружение как InterCity 125 в 1976 году и оказался очень успешным. Его работа на дизельном топливе и немного более низкие скорости также означали, что он может эксплуатировать большую часть сети BR. Давление отказаться от APT в пользу HST было постоянным. Сторонники APT были все более изолированы, и система была снята с эксплуатации зимой 1985/6 года. Это было официально оформлено в 1987 году, когда поезда были разбиты и отправлены в музеи.

Один комплект APT-P хранился в депо Глазго Шилдс и один или два раза использовался в качестве « EMU » для перевозки журналистов из Центрального Глазго на железнодорожный вокзал Андерстона и обратно в Шотландский выставочный и конференц-центр . Второй APT-P хранился в тупике позади Crewe Works. APT-P "Глазго" и третий APT-P были списаны очень тихо, без огласки.

Обследование [ править ]

Провал проекта APT широко освещался в 80-х годах и с тех пор остается предметом некоторых дискуссий. Авторы в целом согласны с тем, что технические аспекты дизайна были в значительной степени решены к моменту их второго внедрения сервиса, и возлагают большую часть вины за задержки на смену структур управления и борьбу внутри BR между APT и HST. Также высказывались опасения, что проведение разработок в рамках BR было самой большой проблемой, потому что это означало, что их промышленные партнеры не получали поддержки, а их годы практического опыта игнорировались. ^[16]

График разработки также является предметом серьезных дискуссий. Полезно сравнить проект APT с канадским LRC ; LRC начала разработку одновременно с APT, разработала собственную уникальную активную систему наклона и начала производство в конце 1970-х годов. Как и APT, LRC также столкнулась с проблемами прорезывания зубов, решение которых потребовало некоторого времени, и некоторые из них вызвали упреки в прессе. В отличие от APT, у LRC не было конкурентов, и руководство поспешило снять Turbo с эксплуатации. Системе было дано время, необходимое для созревания, без серьезной возможности отмены. ^[27]

В медленных темпах разработки APT обвиняли скудный бюджет в 50 миллионов фунтов стерлингов за 15 лет, хотя пресса той эпохи сочла это слишком большим. ^[16] Это число сравнивалось с примерно 100 миллионами фунтов стерлингов, потраченными British Leyland на разработку Austin Mini Metro , проект, который был технически тривиальным по сравнению с APT. ^[16]

Наследие [ править ]

Алан Уильямс ^[28] отмечает, что работа продолжается над новым вариантом APT-U (APT-Update). По сути, это был APT-P с системой наклона, сделанной опциональной, и двигатели, перемещенные по обоим концам поезда, а между ними были установлены силовые муфты. Позже этот проект был переименован в InterCity 225 (IC225), возможно, чтобы отделить его от дурной огласки вокруг APT-P. Конструкция тренера Mark 4, которая была представлена ​​как часть новых наборов IC225 для электрификации магистральной линии Восточного побережья, позволила модернизировать механизм наклона, хотя это никогда не было реализовано. Класс 91локомотивы, которые приводят в движение IC225, имели конструктивные особенности, «импортированные оптом» из силовых вагонов APT-P, в том числе тяговые двигатели, устанавливаемые на кузове, а не на тележке, для уменьшения неподрессоренной нагрузки, и наличие трансформатора ниже, а не наверху рамы, чтобы уменьшить центр тяжести. Однако, в отличие от силовых машин APT-P, они никогда не предназначались для наклона. ^{[29] [30]}

В 1976 году Fiat Ferroviaria построила поезд ETR 401, наклоняемый поезд, использующий активную систему с 10-градусным наклоном, в котором использовались гироскопы для определения угла на ранних этапах, чтобы иметь более точный и удобный наклон: вот почему проект FIAT успешно работает с 70-х годов. В 1982 году FIAT приобрела несколько патентов APT, которые были использованы для улучшения технологии поездов ETR 450. . ^{[31] [c]}

Внедрение эскадрильи под обозначением APT-S не произошло, как первоначально предполагалось. Проект APT уступил место недостаточной политической воле в Соединенном Королевстве, чтобы упорствовать в разрешении первых трудностей, возникающих при использовании многих незрелых технологий, необходимых для новаторского проекта такого рода. Решение не продолжать было принято на фоне негативного общественного мнения, сформированного освещением в СМИ того времени. ^{[32] [33]} APT признан вехой в развитии современного поколения наклоняемых высокоскоростных поездов. ^{[ необходима цитата ]}25 лет спустя после модернизации инфраструктуры Pendolinos класса 390 теперь соответствуют расписанию APT. Маршрут из Лондона в Глазго на APT (расписание 1980/81) длился 4 часа 10 минут, то же самое время, что и самый быстрый рейс Pendolino (расписание на декабрь 2008 года). В 2006 году, совершив одноразовый беспосадочный пробег на благотворительность, Pendolino завершил путешествие из Глазго в Лондон за 3 часа 55 минут, тогда как APT совершил обратный рейс из Лондона в Глазго в 1984 году за 3 часа 52 минуты ^[34].

APT сегодня [ править ]

Блок APT-E в настоящее время принадлежит Национальный музей железной дороги и находится на выставке в его локомоции музее Shildon в графстве Дарем . Аппарат APT-P теперь демонстрируется в Центре наследия Крю и его можно увидеть из поездов, проходящих по соседней главной линии Западного побережья, вместе с силовым вагоном APT-P номер 49006, который прибыл в марте 2018 года через 7 лет в Музей электрических железных дорог. Уорикшир в Ковентри

Во время специальных мероприятий прицеп 370003 предлагает возможность «наклона», которая включает в себя наклон тренера, когда он неподвижен.

Примечания [ править ]

Ссылки [ править ]

Цитаты [ править ]

Библиография [ править ]

• Гилкрист, АО (2006). История инженерных исследований Британских железных дорог (PDF) . Институт железнодорожного транспорта и истории транспорта.^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
• Гурвиш, Терри (2002). Бритиш Рейл: 1974–97: от интеграции к приватизации . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-926909-2 . 
• Поттер, Стивен (1987). На правильных линиях ?: Пределы технологических инноваций . Лондон: Фрэнсис Пинтер (издатели). ISBN 0-86187-580-X . 
• Уильямс, Хью (1985). APT: невыполненное обещание . Ян Аллан. ISBN 0-7110-1474-4.
• Тело, Джеффри, (1981). Advanced Passenger Train: официальный иллюстрированный отчет о революционном новом поезде компании British Rail со скоростью 155 миль в час . Уэстон-сьюпер-Мэр: Публикации и услуги Avon-Anglia. ISBN 0-905466-37-3 . 
• Нок, О.С. (1980). Две мили в минуту . Лондон: Патрик Стивенс Лимитед. ISBN 0-85059-412-X 
• Британские Транспортные Фильмы (1975) E для Экспериментального . Переиздан в 2006 году Британским институтом кино на DVD как часть коллекции британских транспортных фильмов (том 3): Running A Railway.
• Викенс, Алан (лето 1988 г.). «APT - Взгляд в прошлое» . Информационный бюллетень друзей Национального железнодорожного музея .
• Викенс, Алан (22 марта 2002 г.). «Доктор Алан Викенс» . Национальный железнодорожный музей .

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме Advanced Passenger Train .

• APT-E
• APT-P
• APT-E в Олд Долби
• Тесты высокоскоростного пантографа APT-P на WCML
• Сайт расширенной информации о пассажирских поездах
• Сайт усовершенствованной реставрации пассажирских поездов
• Продвинутый пассажирский поезд в Центре наследия Крю