Toplu taşımanın geleceği nasıl olacak? İngiltere’nin yüksek hızlı demiryolu ağı HS2 (High Speed 2: Yüksek Hızlı) gibi yakın zamanlarda planlanan projeler, temelde son 30 yılda inşa edilenlerden farklı değildir. Çin’deki Maglev trenleri (Manyetik raylı trenler) büyük ölçüde niş projeleri ile sınırlıdır. Hyperloop ise Elon Musk ve Richard Branson’ın gözlerinde ispatlanmamış bir umut ışığı olarak kalmaya devam ediyor.
HS2 gibi projeler, raylardan tren bojilerine kadar alışılagelmiş tasarımlarda artan değişiklikler yoluyla ağ kapasitesinde önemli iyileştirmeler sağlayabilir.
Ancak demiryolu sektörü, yeni demiryolu hatları ve araçları planlamak ve inşa etmek için gereken uzun süre nedeniyle yeni teknolojileri tanıtmada temkinli bir şekilde yavaşken; bu ürünlerin geliştirilmesinde geleceğin trenlerini hem daha hızlı hem de daha güvenli hale getirebilecek bir takım teknik yenilikler mevcuttur. (Bogies – Boji nedir: Boji tekerleklerin hareketini sağlamak ve taşıtın geri kalan kısmını taşımaktır.)
1. Mekatronik Anahtarlar
Birleşik Krallık demiryollarında yolcuların yaşadığı toplam gecikmenin yaklaşık% 20’sinden anahtar veya hata noktası arızası sorumludur. Bu, trenlerin bir kavşakta bir hattan diğerine hareket etmesini sağlayan mekanizmada bir sorun olduğunda ortaya çıkar. Sorunun sıklığına rağmen, bu mekanizmalarda kullanılan teknoloji, yaklaşık 200 yıl önceki ilk tasarımdan bu yana neredeyse hiç değişmedi.
Ancak işbirliğine dayalı bir araştırma projesi radikal alternatif teknolojileri araştırdı. Örneğin, Repoint adlı yenilikçi bir tasarım, rayları kaldırıp kaydırabilen, onları tekrar yerine kilitlemek için yerçekimine dayanan ve motorlardan bir veya ikisinin arızalanması durumunda yedeklilik sağlayan üç bağımsız motora sahiptir.
Bu, rayları yana doğru kaydıran ve yarı yolda sıkışıp kalabilen mevcut anahtarlarla tezat oluşturur, bu nedenle riski azaltmak için ek olarak sensör katmanlarına sahiptir. Yeni nesil “mekatronik” anahtarlar, yedekleme motorları ile daha hızlı çalışmayı, bakım kolaylığını artırmayı ve arıza riskini azaltmayı hedeflemektedir.
İlginizi çekebilir: Teknoloji Nedir?
2. Aktif Süspansiyon
Bilindik süspansiyon sistemleri bir rotada kaç trenin çalışabileceğini sınırlayarak, kavisli pistte ilerlerken trenin hızını kısıtlar. Bu süspansiyon sistemleri, aslında büyük yaylar gibi çalışır ve trenin engebeli zeminde hareket etmesini sağlamak için tekerlekler ile şaryo arasındaki mesafeyi otomatik olarak değiştirir.
Günümüzde, tekerlekler ve araba arasındaki mesafeyi daha kusursuz bir şekilde değiştirmek için yeni sensörler, aktüatörler ve denetleyiciler sunan aktif süspansiyon sistemleri geliştirilmektedir. Bu, gelişmiş sürüş konforu sunar ve trenin daha yüksek hız ve stabilite ile virajlarda dönmesini sağlar. Ayrıca bu durum virajı dönerken treni aktif bir şekilde eğmek için sistemlerle birleştirilebilir ve daha fazla fayda sağlar.
3. Aktif Yönlendirme
Alışılagelmiş bir tekerlek setinde, her iki tekerlek birbirine kenetlenir, sabit bir aks ile bağlanır ve aralarındaki dönüş engellenir. Bir tren bir kavşakta bir viraj veya farklı bir rotaya girdiğinde, tekerleklerin ray üzerinde yönlendirilmesini sağlamak ve tekerleklerin istenmeyen titreşimini önlemek için trenin yavaşlaması gerekir.
Demiryolu araştırmacıları, tekerlek takımlarını kavisli rotada yönlendirmeye yardımcı olabilecek ayrı bir çalıştırma mekanizmasını içerecek şekilde bağımsız olarak dönen tekerlekler geliştirmekteler.
4. Aktif Pantograf
Yüksek hızlı elektrikli trenlerin, aracın tepesinde bulunan pantograf aracılığıyla baş üstü elektrik hatlarıyla iyi bir temas sağlaması gerekir. İngiltere’nin ana hattında, pantograf yüksekliği genellikle tüneller, hemzemin geçitler ve köprüler gibi farklı alanlarda bağlantıyı sağlamak için yaklaşık 2m kadar değişiklik gösterir. (Pantograf: Elektrikli trenlerin katener hattından elektrik almasını sağlayan gereç.)
Araştırmacılar, yükseklikleri ve bir aktüatör tarafından kontrol edilen güç transferinde yer alan indüklenmiş titreşime sahip aktif pantograflar geliştirmeye başlıyor. Bu aktif pantograflar, havai hat yüksekliğindeki hızlı değişiklikler ve rüzgar gibi diğer çevresel rahatsızlıklar nedeniyle temas gücünü artırabilir ve temas kaybı sorunlarını ortadan kaldırabilir. (Aktüatör: Bir mekanizmayı veya sistemi kontrol eden veya hareket ettiren bir tür motordur.)
5. Sanal Bağlantı
Bir güzergah üzerinde çalıştırılabilen tren sayısı (ve böylece hattın kapasitesi) kısmen sinyalizasyon sistemine bağlıdır. Demiryollarının çoğu, rayları bölümlere ayıran sabit blok sistemi kullanır. Her bölümde aynı anda sadece bir tren olabilir, bu yüzden trenler arasında belirli bir boşluk olması gerekir.
Günümüzde bazı demiryolları, acil bir durumda durmaları için gereken mesafeye göre trenler arasındaki gerekli boşluğu belirleyen bir demiryolu sinyalizasyonu kullanmaya başladılar. Ancak; bu boşluk öndeki trenin ne yaptığı ve frene basarsa nerede duracağı hakkında gerçek zamanlı bilgilere dayanıyorsa daha da azaltılabilir.
Bu, “sanal bağlantı” olarak bilinir ve iki trenin değişen hızları ve fren aktiviteleri hakkında birbirlerine bilgi vermesini içerir. Böylece aralarındaki boşluğu minimum düzeye indirebilir veya artırabilir. Aralarındaki daha kısa boşluklarla, bir rota üzerinde daha fazla tren güvenli bir şekilde çalışarak genel ağ kapasitesini artırabilir.
Bu tür yeniliklerle, yolculuğun çoğu boyunca yüksek hızları korumak ve rahatsız edici seyahat dur-kalk dönemlerinden kaçınmak için hattın değişen özelliklerine uyum sağlayabilen trenler sunabiliriz.
Mevcut demiryolu tasarımlarının sınırlarını bu şekilde genişletmek ve bozmak, pahalı manyetik raylı trenlere veya vakum tüplerine gerek kalmadan, 21. yüzyıla uygun bir performans değişimine sahip yeni nesil bir tren ağı oluşturmamızı sağlayacaktır.
Eylül Ustaoğlu
Yorumlar 2