Italská elektrická jednotka ETR 401 „Pendolino“ na tratích ČSD

¨ETR 310
ICS

ETR 401

ETR 450

ETR 460/480

ETR 470
Cisalpino

ETR 480 AP
Penduloso

ETR 490
Alaris

ETR 500

ETR 650

ETR 680

Je všeobecně známou skutečností, že podobně jako většina evropských železnic zabývají se i ČSD zvýšením rychlosti osobní dopravy, a s tím spojenou otázkou zvýšení jízdní rychlosti vlaků. Jednou z cest je výstavba vysokorychlostních trati; tu lze však uskutečnit jen postupně a nikde na světě není levnou záležitostí. Proto její realizaci (a zejména dokončení) u nás nelze očekávat v nejbližší budoucnosti. Vysokorychlostní tratě jsou mj. charakteristické velkými poloměry oblouků a také větším stoupáním. Protože u nás se uvažuje o tratích se smíšeným provozem (tedy nikoli jako Šinkansen nebo TGV , na nichž by měly jezdit jak elektrické jednotky a rychlíky s cestujícími, tak nákladní expresy, nemělo by stoupání překročit hodnotu 12,5 ‰, a to s ohledem, na tažnou sílu hnacích vozidel a možnosti brzdění.

Pro nejrychlejší dopravu osob na vysokorychlostních tratích budou zřejmě používány elektrické jednotky tvořené čelními proudnicově kapotovanými hnacími vozidly (v podstatě lokomotivy jen s jednou kabinou strojvedoucího) a 8 až 12 vloženými nemotorovými osobními vozy, při ovládání obou koncových hnacích vozidel z čela vlaku.
Představiteli tohoto provedení vlaku pro vysoké rychlosti jsou např. francouzský TGV , západoněmecký ICE (v prototypu “Intercity - Experimental" pro sérii “Intercity - Expres"), nebo italská souprava ETR X 500, vyvíjená v současné době italskou firmou Breda. Jistou modifikací je vysokorychlostní vlak švédských státních drah, který místo jednoho koncového hnacího vozidla (lokomotivy) používá řídící vůz. To je však možné jen při poměrně malém počtu vložených vozů (cca 5) vzhledem k omezené velikosti výkonu, který lze instalovat do jednoho hnacího vozidla.
Z těchto vlaků měla být v dubnu 1989 v Praze představena jednotka ICE německé spolkové dráhy: (DB), ale z tohoto záměru nakonec sešlo z důvodu rozsáhlého programu zkoušek u DB .
Druhou možnou cestou ,ke zvýšení jízdní rychlosti vlaků jsou stavební úpravy stávajících tratí pro zvýšení dovolených rychlostí jízdy klasických železničních vozidel: U ČSD je tato cesta zastoupena programem zvýšení traťové rychlosti na některých tratích na 140-160 km/h.
Další alternativou je provozování vozidel s naklápěcími skříněmi, která umožňují projíždět obloukem vyšší rychlostí než klasická vozidla, aniž by přitom došlo ke zhoršení pohodlí pro cestujícího. Vozidla s naklápěcími skříněmi pro cestujícího jakoby zvětšují převýšení koleje v oblouku.
Experimenty s naklápěcími skříněmi vozidel probíhají již značně dlouho; jmenujme z nich alespoň dva.
Experimentálním vozidlem s naklápěcími skříněmi provozovaným ve Švédsku byla elektrická jednotka X 1 inventárního čísla 3015. Naklápění skříně bylo řešeno v oblasti sekundárního vypružení včetně naklápění sběrače proudu. Italské experimentální vozidlo, které zkoušela firma Fiat Ferroviaria na tratích FS , bylo řešeno tak, že sběrač proudu byl upevněn na rámu spojeném s podvozkem, přičemž se naklápěla pouze vozová skříň.
Naklápění vozových skříní tedy slouží pouze ke zvýšení pohodlí cestujících, neboť při průjezdu obloukem zvýšenou rychlostí eliminuje vliv odstředivé síly (nedostatečného převýšení koleje) a zajišťuje tak přinejmenším stejný jízdní komfort jako v klasickém voze při jízdě normální traťovou rychlostí. Vůči koleji se vozidlo chová stejně jakoby žádné naklápěni skříně nemělo.
Výsledkem italských experimentů s naklápěcí skříní jsou dvě prototypové elektrické jednotky Fiat Ferroviaria ETR 401, z nichž jedna pod názvem "Pendolino" je v provozu u FS , druhá s názvem “Baracula" u RENFE . Systém italské firmy Fiat Ferroviaria umožňuje průjezd .obloukem rychlostí- cca o 20 až 30 % vyšší, než jaká se povoluje běžným vozidlům, ale vyžaduje dokonalou geometrickou polohu koleje v oblouku. Nepřípustné jsou zejména porušené kolejnicové styky. V současné době se tento systém naklánění skříně využívá u sériově vyráběných elektronických jednotek ETR 450 pro FS . Ve Spolkové republice Německa se v současné době dokončuje výroba motorové jednotky s italským systémem naklápění vozových skříní, která má být provozována na dosavadních neelektrizovaných tratích DB .
V souvislosti s oslavami 150. výročí železnice na území Československa bylo ČSD nabídnuto předvedení jednotky, ETR 401 v ČSR. Nejdříve se uvažovalo jen o jejím vystavení v areálu brněnského výstaviště, ale protože u FS je rovněž trakční soustava 3 kV ss bylo dohodnuto vyzkoušet jednotku při jízdě zvýšenou rychlostí a také ji představit veřejnosti.
Prototypová elektrická jednotka ETR 401 (viz obr.) je čtyřvozová o celkové délce 105,9 m, všechny vozy jsou 1. třídy. Průchod mezi vozy tvořený přechodovým můstkem s průběžnými madly je kryt měchem. Vnitřní uspořádání jednotky odpovídá zkušebnímu a předváděcímu provozu. V jednom čelním voze je instalováno měřicí a registrační zařízení a pracoviště obsluhy. Jednotka není opatřena žádným spřáhlovým ústrojím: Tažení jednotky cizí silou je možné jen na čele prvního vozu pomocí speciálního trubkového nosiče nouzového spřáhla. Při jízdě jednotky vlastní silou není nouzové spřáhlo namontováno. Jednotlivé vozy , jednotky mají tyto shodné parametry:

Jednotka má celkem 124 sedadel, z toho v prvním (měřicím) voze 2 v prvním vnitřním 49, ve druhém vnitřním 24 a v druhém koncovém 49 sedadel. Sedadla jsou otočná o 180°. V zadní části opěradla je sklopný stolek. Každý vůz jednotky má dva trakční motory o výkonu á 275 kW, které.jsou zavěšeny na spodku vozové skříně. Regulace trakčních motorů je odporová. Z každého trakčního motoru je kloubovým hřídelem poháněna vždy vnitřní náprava každého podvozku, ,takže nápravové schéma každého vozu je {1 A) (A 1). Umístění trakčních motorů má za následek, že celá jejich hmotnost včetně poloviny' hmotnosti kardanu je plně odpružena a podvozek (obr. na 3. s. obálky). může mít odlehčenou konstrukci. Trvalý výkon jednotky je 2200 kW, její celková hmotnost je-jen 161 t. Při 16 nápravách nepřesahuje hmotnost na jednu nápravu 10,5 t. S ohledem na maximální dovolenou rychlost 250 km/h (u FS dosáhla rychlosti 256 km/h) má jednotka ETR 401 velice výkonnou elektrodynamickou brzdu - je to brzda odporová, působící na všechna hnací dvojkolí. Dále je vybavena pneumatickou brzdou kotoučovou, působící na všechna dvojkolí. Při vzájemné spolupráci představují obě tyto brzdy brzdicí hmotnost pro režim brzdění "R": ve výši 196 t, což dává brzdicí procento ve výši 321 %. Navíc je každý vůz vybaven ještě neadhezní brzdou kolejnicovou (elektromagnetickou) se dvěma brzdovými trámci na každém podvozku. V případě použití i této brzdy je to pro jednotku ještě dalších 100 t brzdicí hmotnosti navíc. Pří současném použití všech tří druhů brzd [tj. při záchranném brzdění) činí zábrzdná dráha jednotky 2700 m z rychlosti 250 km/h.

Schéma elektrické jednotky ETR 402 Pendolino (1 - kabina strojvedoucího, 2 - skříňka pro personál, 3 přístrojová skříň, 4 - jednotka klimatizace, 5 - zařízení pro naklápění skříně, 6 - šatnový a zavazadlový prostor, 7 - skříň kontrol elektrických zařízení, 8 - skříň kontrol pomocných zařízení, 9 - zařízení pro naklápění skříně a rám pro upevnění sběrače proudu, 10 - WC, 11 - rychlovypínač, 12 - oddíl vlakvedoucího, 13 - WC pro obsluhu, 14 - oddíl pro obsluhu, 15 - kuchyně, 16 - barový oddíl)

Pro zajištění stabilního chodu podvozku v přímé i při vysokých rychlostech -jsou mezi skříní a každým podvozkem 'uspořádány dva podélné hydraulické tlumiče, omezující “vrtění" podvozku. Obloukem může jet jednotka ETR 401 rychleji než konvenční vozidlo (např. lokomotiva) jen díky své extrémně nízké hmotnosti na nápravu. Jak již bylo uvedeno, jsou síly mezi koly a kolejnicemi stejné, jako kdyby jednotka žádné naklápění skříně neměla. Avšak namáhání trati zůstává i při jízdě vyšší rychlostí (a tedy s větším příčným zrychlením) díky nižší hmotnosti stejné, jako při jízdě těžšího vozidla menší rychlostí.
Aby byl vyloučen vliv zborcení koleje (např. ve vzestupnici) na rozložení svislých kolových sil v podvozku, jsou rámové postranice podvozku navzájem volné. To umožňuje použít poměrně tuhé primární vypružení mezi ložiskovými domky náprav a postranicím rámu podvozku, takže primární vypružení není zdrojem nežádoucího naklonění směrem ven z oblouku vlivem odstředivé síly: Druhotné vypružení je tvořeno dlouhými válcovými šroubovými pružinami a je značně měkké. Aby však nedocházelo vlivem odstředivé síly k příčným vybočením “kolébky" (tvořené v případě jednotky ETR 401 vysoko uloženým prohnutým příčníkem), je aktivně tlačena směrem do středu oblouku (vůči postranicím rámu podvozku) pomocí příčných hydraulických válců. Na této kolébce (prohnutém příčníku) je pomocí dvou šikmých ojniček zavěšena vozová skříň. Tím má vozová skříň při jakémkoli úhlu náklonu přesně definovánu- svoji polohu vůči prohnutému příčníku a v žádné svojí poloze nevybočuje z profilu pro vozidla podle UIC .
Zařízení pro naklápění vozové skříně (obr. na 3. s. obálky) vůči prohnutému příčníku je nad každým podvozkem tvořeno dvěma svislými hydraulickými válci (umístěnými mezi střední uličkou vozu a jeho vnější stěnou) a pracuje v závislosti na převýšení koleje; rychlosti jízdy; příčném zrychlení a některých dalších podmínkách. Na koleji bez převýšení a rovněž při rychlosti menší než 55 km/h nedochází k naklopení skříně a to bez ohledu na velikost okamžitého příčného zrychlení.
Předvedení jednotky ETR 401 u ČSD se původně předpokládalo začátkem července 1989. Organizační výbor oslav 150. výročí železnice na území Československa byl nucen pro krátkost času na řádnou přípravu této akce požádat italskou stranu o předvedení jednotky ETR 401 až v září 1989. Příjezdu jednotky ETR 401 do ČSR předcházelo několik jednání mezi ÚŘ ČSD a italskou stranou, složenou .ze zástupů FS a firmy Fiat. Na těchto jednáních bylo dohodnuto -předvést jednotku "Pendolino" vybraným odborníkům z řad ČSD, průmyslu a vysokých škol. 28. září 1989, a to zvýšenou rychlostí na obloukovité trati Choceň - Zábřeh na Mor., kde vyniknou výhody,naklánění vozových skříní. Kromě různých organizačních záležitostí (s vlakem ETR 401 přijalo cca 20 italských specialistů) byla projednána zejména i otázka spolupráce sběrač - trakční vedení. Přes poměrně uspokojivé výsledky zkoušky s lyžinou "Pendolino”! bylo dohodnuto použit sběrače ČSD na jednotce ETR 401. Vzhledem k malé výšce jednotky ETR 401 a jiným připojovacím rozměrům sběrače FS a ČSD, vyrobila firma Fiat Ferroviaria mezikus (podpěru sběrače) speciálně pro jízdy “Pendolina" u ČSD. Aby se předešlo možnému riziku při předváděcí jízdě zvýšenou rychlostí, plánované na 28. 9. 1989, bylo dohodnuto uskutečnit zkušební jízdy v předcházejících dnech s postupným zvyšováním jízdní rychlosti. a přípustného příčného zrychlení, a tak si ověřit velikost sil mezi koly a kolejnicemi, namáhání tratě a bezpečnost jízdy. Jako centrum zkušebního provozu bylo určeno lokomotivní depo Přerov.
Dne 24. 9. 1989 v ranních hodinách přivezla elektrická lokomotiva ÖBB doprovodný vůz FS a jednotku ETR 401 do ŽST Břeclav, kde po celním a pasovém odbavení byla technickými orgány ČSD provedena technická prohlídka vozidel FS . Po konzultaci s italskými odborníky o výsledku technické prohlídky byl doprovodný vůz FS i s jednotkou ETR 401 dopraven ještě téhož dne do lokomotivního depa Přerov.
Dne 25. 9. 1989 byla v dopoledních hodinách provedena výměna sběrače FS za sběrač ČSD. Zároveň zasedala komise řídící program zkoušek. Odpoledne se uskutečnila' první jízda jednotky vlastní silou za účelem otočení jednotky tak, aby při jízdách z Chocně do Zábřehu n. Mor, byl měřici vůz jako první. Otočení jednotky se uskutečnilo jízdou do Dluhonic, Prosenic a zpět do Přerova, pro kterou byla dovolena rychlost do 40 km/h a pro kterou byl vydán rozkaz Op pro přejezd u Dluhonic. K večeru se uskutečnila další jízda, a to na trati Přerov - Olomouc - Přerov s dovolenou rychlosti 80 km/h a.s rozkazem Op pro všechny přejezdy mezi Přerovem a Olomoucí (přetrvávala nedůvěra v součinnost jednotky ETR 401 se zabezpečovacím zařízením přejezdů a se zabezpečovacím zařízením ČSD vůbec). Kromě toho byla nařízena jízda v mezistaniční vzdálenosti. Při večerním zasedání řídicí komise bylo zrušeno vydávání rozkazů Op, avšak nadálé platil zákaz setkání jednotky ETR 401 na trati s protivlakem, dopravujícím PLM (překročenou ložnou míru). Pro celý program zkoušek však platil zákaz setkání s protivlakem při jízdě vyšší než traťovou rychlosti, který pramenil z neodůvodněné obavy některých členů řídicí komise o poškozeni jednotky ETR 401 protivlakem při naklopení vozové skříně.
Dne 26. 9. 1989 v ranních hodinách se sešli účastníci zkoušek a další zájemci na přerovském nádraží a netrpělivě očekávali odjezd jednotky na první “delší" jízdu do Pardubic, při níž bylo .již zapnuto zařízení pro naklánění vozových skříní. V porovnání s předchozími jízdami byla tato jízda i následující jízdy z Pardubic do Zábřehu n. Mor. a znět do Chocně velmi klidné; byly provedeny traťovou rychlostí. Pouze při výjezdu ze ŽST Ústí n. Orl. ve směru Dlouhá Třebová byly zjištěny značné závady v geometrické poloze koleje na výhybce a proto při dalších jízdách byla v tomto místě snižována rychlost ETR 401 pod rychlost tratovou, udávanou rychlostníkem: Při jízdách ve směru Pardubice - Přerov byl měřicí podvozek v čele' elektrické jednotky, přičemž byly , měřeny:

Rozhodující měřené a průběžně vypočítávané hodnoty byly zobrazovány na digitálních displejích, popř.: . osciloskopech a navíc registrovaný. Jízdy vyšší než tratovou rychlostí mohly být povoleny a uskutečněny vždy jen ve směru Pardubice - Přerov, a to jen v úseku Choceň - Zábřeh n. M.“ vždy na základě vyhodnocení výsledků z předchozí jízdy. Přitom se projevila malá znalost skutečnosti, že při zvýšení rychlosti jízdy v oblouku neklesá bezpečnost proti vykolejení (svislá síla Q roste totiž rychleji než příčná síla Y na vnější, tj. vodicí kolejnici), a že měřítkem bezpečnosti se stává zejména- otázka příčné stability koleje a otázka. bezpečnosti proti přetížení vozidla.
S respektováním všech výše uvedených skutečností a pro názorné předvedení vlivu zvýšení jízdní rychlosti byla pro odpolední jízdu z Chocně do Zábřehu povolena rychlost, zvýšená 0 5 km/h proti rychlosti traťové. Pro úsek ze Zábřehu na Mor. do Přerova však nemohlo být zvýšeni rychlosti povoleno s ohledem na zabezpečení přejezdů (délky přibližovacích úseků).
První dojmy z vyšší rychlosti byly velmi dobré a pocit z klidné jízdy ve všech vozech překvapil prakticky všechny československé účastníky.
Jen měřicí vůz vykazoval mírně větší zrychlení a pohyby skříně díky tomu, že ještě neměl provedenou rekonstrukci v systému uložení a naklápění skříně, která byla již aplikována u všech ostatních vozů jednotky. Díky drobné chybě v kilometráži předem připraveného itineráře se již tento den podařilo projet oblouk ze ŽST Dlouhá Třebová o 10 km/h rychleji než je tratová rychlost. Zde jsme poprvé ucítili účinek naklápění vozové skříně - dojem pro nás zatím-zcela neznámý.
Dne 27. 9. 1989 pokračovaly zkoušky mezi Chocní a Zábřehem n. Mor. První a poslední jízda začala a končila v Přerově, rychlost se ve vybraných úsecích zvyšovala postupně o 10 až 20 {výjimečně 25) km/h nad traťovou rychlost. Při poslední jízdě mezi ŽST Rudoltice v Čechách a Krasíkov byla na přímém úseku trati dosažena rychlost 155 km/h.
Dne 28. 9. 1989 se uskutečnila předváděcí jízda pro pozvané odborníky, při niž se v obloucích jelo jen předem ověřenými (vyzkoušenými) rychlostmi. -Ráno dojela jednotka ETR 401 vlastní silou do Pardubic, kde nastoupili pozvaní hosté, pro něž byla ve druhém voze instalována barevná televize a nad ní digitální ukazatel okamžité rychlosti jízdy. Snímací televizní kamera byla umístěna na nosiči nouzového spřáhla na čele měřícího vozu. Předváděcí jízda proběhla klidně a úspěšné. Mezi Rudolticemi v Č. a Krasíkovem bylo dosaženo rychlosti 165 km/h, což byla nejvyšší rychlost, dosažená jednotkou ETR 401 na tratích ČSD. Jednotka pokračovala béž zastavení až do Olomouce, kde oficiální část jízdy skončila. Při pokračování jízdy do Přerova jela nejprve do Prosenic, aby se úvratí dostala do LD Přerov již otočená pro jízdu v závěsu do Prahy. Jízda z Prosenic do Přerova tak byla poslední jízdou jednotky ETR 401 u ČSD vlastní silou: V LD Přerov byla provedena, zpětná montáž italského sběrače. Po připojení doprovodného vozu FS a elektrické lokomotivy 363.121 byl vlak dopraven do Prahy.
Několik hodin před zpáteční cestou do Itálie byla elektrická jednotka ETR 401 dne 29. 9. 1989 středem pozornosti ve stanici Praha-Holešovice, kde byla vystavena i pro veřejnost spolu s hnacími vozidly ČSD.
Jednotka ETR 401 je ve srovnáni s klasickými osobními vozy značně nižší a užší a uvnitř připomíná spíše trup letadla než železniční vozidlo. Je to způsobeno tím, že směrem ke stropu se vozové skříně zužují a strop je poměrně nízko nad- podlahou. Tvar a velikost skříně byly zvoleny tak, aby při maximálním naklonění skříně vůči rovině koleje nebyl nikdy překročen dovolený obrys pro vozidla podle UIC a dále proto, aby čelní odpor vzduchu (závislý na velikosti příčného řezu) byl co nejmenší. Při konstrukci skříní se uplatnila řada prvků užívaných při stavbě letadel (zejména použití lehkých kovů i pro stavbu kostry skříně), aby byla dosažena co nejmenší hmotnost. Díky nízké vlastní hmotnosti má vozová skříň velmi malou setrvačnost, takže při malých rychlostech poměrně přesně sleduje všechny výškové nerovnosti koleje. Pro pohodlí cestujících je proto třeba zajistit, aby kolej nevykazovala ani ve svislém, ani ve vodorovném směru žádné větší odchylky od správné geometrické polohy, a to ani na výhybkách. Pro umožnění jízdy rychlostí větší, než jaká je (popř. bude) dovolena běžným vozidlům s hmotností na nápravu 20 až 22,5 t, je dokonalá geometrická poloha koleje, a to zejména v obloucích, bezpodmínečně nutná.


Strana vytvorená : 04-IX-2000 Posledná aktualizácia : 22-IV-2007	( etr401.htm )