Кіріспе

Канаданың жолаушылар жылжымалы құрамдарының класы

LRC (екі тілдегі аббревиатура: ағылшын тілінде: Light, Rapid, Comfortable) – Канаданың Онтарио және Квебек провинцияларындағы қысқа және орта қашықтықтағы қалааралық жолаушылар пойыздарының сериясы. LRC локомотивтермен немесе электр вагондарымен екі басында жүруге және жаңартылмаған теміржол желілерінде қызмет көрсетуге арналған. Мұны іске асыру үшін LRC жолаушылар вагондары жоғары жылдамдықпен қисықтардан өткенде жолаушыларға түсетін күшті азайту үшін белсенді еңкейту технологиясын қамтиды. LRC сынақ жүргізу кезінде жоғары жылдамдыққа жеткен. Оның тұрақты қызмет көрсеткен жалғыз бағыты – Квебек қаласы – Виндзор дәлізінде тозу, сигналдау мәселелері және баяу қозғалатын жүк пойыздарымен келіспеушіліктер жылдамдықты шектейді. Осы жылдамдықпен қызмет көрсету үшін бір электр машинасы қолданылды. Арнайы белгілер LRC-ге еңкейту жүйесі қосылғанда дәліздің көп бөлігінде қалыпты қозғалысқа қарағанда жоғары жылдамдықпен жүруге мүмкіндік берді. LRC локомотивтері мен жолаушылар вагондары стандартты жабдықпен үйлесімді. Соңғы LRC локомотиві 2001 жылдың 12 желтоқсанында қызметтен алынғанмен, жолаушылар вагондары әлі де кеңінен қолданылады және Via Rail қызметтерінің негізін құрайды, бірақ еңкейту жүйесі өшірілген. Осы негізгі вагондар АҚШ-тағы Acela пойыздарының да негізін құрайды.

Жылдамдықпен байланысты проблемалар

Көлік бұрылғанда центробегтік күш пайда болады, ол жылдамдықтың квадратына пропорционал және радиусқа кері пропорционал. Адам денесінің ұзындығы бойымен әсер ететін күштің тіпті шағын мөлшері де қимыл-қозғалысты қиындататын моментті тудырады. Автокөлікте орындықтарда отырғандықтан немесе ұшақта фюзеляж еңкейтілгендіктен, центробегтік күш еден сызығынан өтетіндіктен, центробегтік күштер әдетте мәселе тудырмайды. Бұл әсіресе жоғары жылдамдықты пойздарда маңызды, себебі жолаушылар мен қызметкерлер пойыз қозғалып тұрғанда көбінесе жүріп жүреді. Бұл күш сонымен қатар бүкіл пойызды бүйірге қарай итеріп, сыртқы рельстің тозуына әкеледі. Бұл ерте теміржолдарда жылдамдық төмен болған кезде мәселе болған жоқ, бірақ желі жылдамдығы артқан сайын және қисықтық радиусы кішірейген сайын маңыздырақ болды. 1960 жылдары Жапонияда арнайы жоғары жылдамдықты теміржол желілері салынды. Жапония бұрын 3 фут 6 дюймді пайдаланған, бірақ осы қызметтер үшін толығымен жаңа стандартты кеңдіктегі желілер, Шинкансенді салуға шешім қабылдады. Желілер жұмсақ қисықтармен, ең аз радиусымен және пойызды тоқтату үшін жеткілікті ескерту бере алатын жаңа сигналдау жүйелерімен жоғары жылдамдықпен жүруге арналған. Еуропалықтар бірнеше елде ұқсас жүйелерді жоспарлап отырды, ал Ұлыбритания мен Канада жолаушылар санына байланысты мұндай шығынды ақтауға мүмкіндік таппады.

Белсенді еңіс

Бұл мәселенің тағы бір шешімі 1950 жылдары әзірленді, бірақ кеңінен қолданылмады: еңісе алатын пойыз. Еңісе алатын пойыз қисыққа қарай иіліп, жолаушылар вагондарын жоғары көтерілген рельстер сияқты ішке қарай бұрады. Испаниялық Talgo компаниясы қызметке еңіс жүйесін енгізді, бірақ бұл жүйе «пассивті» болды және қисықтарға жауап беру үшін біраз уақыт кетті. Жүйені «белсенді» етуге болады, вагондардағы күшті сенсорлармен оқып, гидравликалық поршеньдерді пайдаланып оларды дұрыс бұрышқа жылдам бұру арқылы үлкен жақсартуға болады. British Rail 1960 жылдары белсенді еңіс жүйелері бойынша ауқымды тәжірибелік бағдарлама жүргізді, бұл өте әсерлі болды, ал 1970 жылдары бұл зерттеулерді жаңа еңісе алатын пойыз дизайны, Advanced Passenger Train (APT) іске қосу арқылы жалғастырды. APT-ның техникалық жобалау мақсаттары қазіргі пойыздарға қарағанда 50%-ға жоғары ең жоғары жылдамдық пен 40%-ға жоғары қисықтардағы жылдамдыққа қол жеткізуді қамтиды, бұл барлығы қолданыстағы рельстерде және сигналдар шегінде жүзеге асырылуы тиіс еді. Еңіс жолаушылар үшін қиындықтарды азайтады, бірақ рельстерге түсетін күшті өзгерте алмайды. Пойыз қисық бойымен жылдамдықпен жүргенде рельстерге қысым түседі, егер дөңгелектің ішкі жағындағы фланецтер рельстерге тисе, ол едәуір тозуға әкеледі. Бұл әсерді жою қиын, бірақ локомотивтің салмағын азайту арқылы немесе локомотивті жою және қозғалтқыш күшін пойыз бойына тарату арқылы оны азайтуға болады. APT бірінші жолды таңдады, ал бастапқы APT E газ турбинасын пайдаланды. Газ турбиналарының қуат-салмақ қатынасы өте жақсы, мүмкін, дәстүрлі дизель қозғалтқышынан он есе артық, бірақ олардың кемшілігі – бос жүрісте көп отынды пайдаланады. Бұл мәселе APT алғаш рет жобаланған кезде туындамады, бірақ 1973 жылғы мұнай дағдарысынан кейін олар дизайнды жылдам өзгертіп, электрмен жұмыс істеуге көшті. Бұл турбиналық нұсқадан гөрі жеңіл болды, бірақ желілерді электрлендіруді қажет етті, бұл үлкен шығынға түсті. Нәтижесінде, Лондоннан Глазгоға дейінгі Батыс жағалау магистралі ғана электрмен жұмыс істейтін APT Ps пойыздарын пайдаланды.

Турбо

Сол кезде Канадада жоғары жылдамдықты қызмет көрсетуге қабілетті жолаушылар саны мен сапар уақыты жарамды болған жалғыз бағыт – Квебек қаласы – Виндзор дәлізі еді, әсіресе дәліздің үштен екі бөлігін құрайтын Торонто мен Монреаль аралық бөлігі. TurboTrain, немесе CN ұнатқан "Turbo" – CN-нің дәліз бойымен жылдамдықты арттыруға жасаған алғашқы әрекеті болды. 1960 жылдардың басында United Aircraft Corp. компаниясы жобалаған TurboTrain, Talgo пассивті еңкейту жүйесінің лицензиялық нұсқасын және жаңа турбиналық локомотивті пайдаланды. CN пойыз жиынтықтары Канадада Dofasco консорциумымен (көліктік жинақтар және серік жүйелер үшін), Alcan (пойыз вагондарының корпустары үшін) және Монреаль локомотивтер зауыты (MLW) (қозғалтқыштар мен қуат жүйелері үшін) жасалды. Осы жобаның нәтижесінде үш компания да қазіргі заманғы жолаушылар пойыздарын жобалауда құнды тәжірибе алды. Дегенмен, Turbo әлі де жетілмеген еді. Оның біріктірілген көліктік жинақтары пойызды тек техникалық қызмет көрсету алаңдарында ғана ажыратуға мүмкіндік берді. Егер бір вагонда мәселе туындаса, бүкіл пойыз қызметтен алынып тасталуы керек еді, ал пойыз ұзындығын оңай өзгерте алмау оның икемділігін айтарлықтай төмендетті. Жобада екі ұшында екі пойызды біріктіріп, бір ұзын пойыз жасауға мүмкіндік беретін ерекше есіктер қарастырылған, бірақ іс жүзінде бұл тым қиын болып шықты. Сонымен қатар, турбиналық қуат жеңіл және өте сенімді болғанымен, отын тұтыну жағынан да тиімсіз еді.

LRC

Бұл кезде "Турбо" машинасына бәсекелес бірнеше уақыттан бері дайындалып жатыр еді. 1966 жылы Alcan компаниясының бір инженеры жаңа жеңіл пойыз үшін идеялар жасап, жобаны CN компаниясына ұсынды. Вагон корпусының дизайны негізінен жеңіл салмақ үшін алюминийден жасалды және желге қарсы кедергіні азайту үшін әдеттегі жиынтықтан екі дюйм төмен салынды. Бұл MLW-де өндіріліп жатқан жалғыз қолайлы қозғалтқыш болды; ол 1950 жылдарға қарай бұл өте ескі конструкция болды, ал LRC Солтүстік Америкадағы соңғы қолданыстарының біріне айналды. Пойыздың барлық бөліктерін мүмкіндігінше аэрадинамикалық ету үшін локомотив корпусы қозғалтқышты тығыз қамтып, вагонмен бірдей биіктікте орналастырылды. Нәтижесіндегі дизайн тіпті қазіргі стандарттармен салыстырғанда да өте кішкентай болды, Via қызметінде оларды алмастырған GE Genesis-тен бірнеше фут қысқа және мыңдаған фунт жеңіл болды. Жеңіл салмағы мен төмен желге қарсы кедергісі жоғары жылдамдыққа мүмкіндік берді, сонымен қатар энергияны аз қолданып, отынның тиімділігін арттырды. Бұл күш-жігер үкімет тарапынан күшті қолдау тапты. Канадалық көлік комиссиясы "Коридор" қызметін ұсыну мәселесін зерттеді және "ең пайдалы стратегия – қолданыстағы теміржол инфрақұрылымының әлеуетін жаңа көлік технологияларын енгізу арқылы барынша арттыру" деген қорытындыға келді.

Суспензияны жобалау

Бірінші мәселе – машинаның ішіне қосымша орын қажет етпейтін және сыртқа шықпайтын, еңкейту механизмін орнату болатын. Гамильтон қаласындағы Dofasco компаниясы богилерді әзірлеу бойынша келісімшарттардың көп бөлігін жеңіп алды. Олар екі бөліктен тұратын жүйе жасады: төменгі жағында боги мен серіккіш, ал жоғарғы жағында – бөлек еңкейту механизмі. Еңкейтуді басқаруды SPAR Aerospace және Sperry Rand Canada компаниялары әзірледі. Вагонның шанағы екі U пішіндес қолға орнатылған роликтермен қозғалды. Гидравликалық поршеньдер вагонды осы қолдар бойымен бір жақтан екінші жаққа жылжытып, 8,5 градусқа дейін еңкейтті. Бұл вагонның төменгі бөлігін айналғанда бүйірге қарай жылжуға мәжбүр етті, сондықтан қозғалыс осі вагон корпусының ортасында болды, жоғары (Turbo сияқты) немесе төменгі (көптеген еңкейту жүйелері сияқты) емес. Бұл жолаушылардың қозғалыс сезімін азайтып, айналуды олардың ауырлық орталығына жақын ұстады және жүктемені 0,5 g дейін төмендетті. Компаниялар прототиптің әзірлеуіне 2,48 миллион доллар жұмсалатынын болжады, ал үкімет оның жартысын PAIT келісімдері бойынша қамтамасыз етті. Жоба бюджеттен 77 000 долларға асып кетті, ал компаниялар осы соманы өз қаражатынан төледі. Вагонның прототипі 1971 жылы аяқталды және әдеттегі локомотивтермен сынақтан өтуге кірісті. 1972 жылдың жазына қарай ол 5000 миль (8047 км) жүріп, бірнеше ұсақ проблемалар анықталды. SPAR және Макмастер университетінің тобы еңкейту механизміне қатысты мәселелерді зерттеді және жобаға бірнеше түзетулер енгізді. Осы кезде локомотив прототипінің 85% аяқталған болатын. Осы кезеңде CN басшылары жабдықтың құнына алаңдаушылық білдіре бастады, ал олардың инженерлері гидравликалық жүйе орнына электрмен жұмыс істейтін еңкейтуді артық көретіндерін айтты. Dofasco мұндай өзгеріс CN-ді ренжітіп, практикалық емес екенін мәлімдеді. Жауап ретінде CN қосымша сынақтарды сұрады, бұл жобаны тапсыру туралы шешімді кейінге қалдырды. Бұл, мүмкін, "Турбо" машинасының кездескен проблемаларына байланысты болды, ол "Экспо-67" көрмесіне қатаң сынақтардан кейін проблемалар шешілгенге дейін асығыс түрде пайдалануға берілді. 1972 жылы PAIT қаражаты түсіп, алғашқы тапсырыс беруші тапсырыстарын кейінге қалдырғаннан кейін, жоба ұзақ үзіліске ұшырады, онда аз ғана ілгерілеу жасалды. CN-нан тапсырыссыз сынақтарды жалғастыру үшін консорциум қосымша қаражат алу үшін TDC-ге жүгінуге мәжбүр болды. 1973 жылдың шілдесінде ғана локомотивті аяқтау және сынақтарды бастау үшін қосымша 460 000 доллар бөлінді. LRC-ді өндіріске шығару үшін төрт кезеңді бағдарлама көзделді. Бірінші екі кезеңде вагон 1-ші кезеңнің бөлігі ретінде 1973 жылдың сәуір айында қалыпты магистральдық қызметте жұмыс істейді, ал 2-ші кезеңнен бастап 1974 жылдың шілдесіне дейін жоғары жылдамдықпен жүреді. Канададағы теміржол ереуіліне байланысты сынақтар кейінге қалдырылды, бұл консорциумды жоғары жылдамдықты сынақтарды АҚШ-тың Колорадо штатындағы Пуэблодағы жоғары жылдамдықты жер тестілеу орталығына көшіруді зерттеуге итермеледі. 1974 жылдың қаңтар айында келісімге қол жеткізілсе де, сынақтар Канадада жалғасты. Сол жылы консорциум АҚШ-тың Amtrak-пен қызмет көрсету үшін шетелдік жобаларды қарастырып жатқанын білді, сондықтан келісімшарт қайта жаңғыртылды және LRC прототипі 1974 жылдың қарашасынан бастап алты аптаға жіберілді. Оның рельстеріне төбелі және дәнекерленген рельстер, бетон және ағаш байлақтары кірді және бастапқыда төмен жылдамдықтағы қалалық көлік жобаларын сынауға арналған. Сынақ кезінде пойыз , және жүйелі түрде бұрылыстар үшін жасалған бұрылыстармен жұмыс істеді. Бір күндік сынақта ол орташа жылдамдықпен жүрді, үш 10 минуттық тоқтау жасап, экипаждарды ауыстырды.

Өндіріске енгізу

1975 жылы Bombardier MLW компаниясын сатып алды, ішінара LRC-ге қол жеткізу үшін. Осы кезде ол Ұлыбританиядағы APT әзірлемесін озып кетіп, одан бұрын пайдалануға берілді. APT немесе жапондық үлгілерге қарағанда жоғары жылдамдығы төмен болғанымен, қалған жағынан өте жетілген деп есептелді. Отынның үнемділігі ерекше атаулы болды; LRC бес вагонды пойызбен аздап көп отын жұмсады, ал қолданыстағы парктер аздап аз жұмсады, ал Turbo жұмсады. Олар сонымен қатар, бүкіл корпус бойынша көбіктік изоляцияны қоса, күшті дыбыс оқшаулауды қамтыды. Alcan және TDC сондай-ақ Bombardier компаниясының MLW бағдарламасын басқаруын қатты сынады, олардың орта буын басшыларының жобаны жылдам аяқтау үшін жеткілікті білімі болмағанын айтты.

Қызметке кіру

LRC жұмысы жүріп жатқанда, Канада үкіметі Пьер Трюдоның 1974 жылы АҚШ-тағы Amtrak-қа ұқсас, жалпыұлттық тасымалдаушыны іске қосу туралы сайлаудағы уәдесін орындаудың алғашқы кезеңдерінде болды. 1975 жылы LRC сатып алуға принцип бойынша келісімге келгенімен, жаңа құрылған Via Rail құрылғанға дейін LRC сатып алу тоқтатылды. 1960 жылдардың соңынан бері жолаушылар тасымалынан құтылуды қалаған CN, 1976 жылдан бастап қолданыстағы жолаушылар паркін Via компаниясына беруге кірісті. Осы уақытта, 1977 жылдың қаңтарында Amtrak екі локомотивке, әрқайсысына бес вагоннан 10 миллион долларға жалға алу туралы келісімге келді, пойыздарды кез келген уақытта сатып алуға немесе екі жылдан кейін қайтаруға мүмкіндік болды. Amtrak өздерінің Солтүстік-Шығыс дәлізінде, әсіресе Нью-Йорк пен Бостон арасында жоғары жылдамдықты қызметтерді зерттеді. Бұл учаскеде көптеген қисықтар болды, сондықтан олар жолдың кем дегенде осы бөлігінде активті еңіс жүйесін зерттеді. Amtrak үшін "LRC 1" партиясы 1980 жылдың күзінде аяқталды. Олар кіріс қызметінде Amtrak №38 және №39 (локомотивтер) және №40-тан 49-ға дейін (вагон) ретінде жұмыс істеді, олар Beacon Hill (New Haven – Boston) және Shoreliner (New York – Boston) бағыттарында пайдаланылды. Amtrak пойыздарды қабылдаудан бас тартты және олар 1982 жылы Bombardier компаниясына қайтарылды. Бұл машиналар мен кейінгі канадалық топтардың арасында маңызды айырмашылықтар болды, сондықтан оларды оңай араластыру мүмкін емес еді. Via, Amtrak вагондарын Chicago қаласына бағытталған халықаралық қызметтерінде пайдаланды, оларды Via Rail түсіне бояп, 3501-ден 3508-ге, 3511-ге және 3512-ге дейін қайта нөмірледі. Amtrak LRC дизайнын қабылдамаса да, сол кезде-ақ осы негізгі дизайндағы электр локомотивтің нұсқасы қарастырылды (нөмірлері 3300-ден 3349-ға дейін). Бұл тапсырыс кейін тағы 10 локомотивке дейін ұзартылды. Бұл 20 локомотивтен тұратын топ "LRC 2" (локомотив нөмірлері 6900-ден 6920-ға дейін) деп аталды. 1981 жылы олар тағы 10 локомотивке (6921-ден 6930-ға дейін) және тағы 50 вагонға (3350-ден 3399-ға дейін) тапсырыс берді.

Қызметте

Канадалық алғашқы өндіріс жиынтығы Монреальдің Виндзор станциясына 1 маусымда 1981 жылы жеткізілді. Ең алғашқы жол ақысын төлейтін рейс Торонтодан Сарнияға 4 қыркүйекте 1981 жылы, Еңбек күні демалыс күнінде жасалды. Бастапқыда LRC-де көптеген мәселелер туындады. Жиі кездесетін мәселе – пойыз вагондары қисықтан өткеннен кейін де көлбеу күйде "қалпына келмей" тұрып қалатын. Ол кезде Bombardier компаниясы тағы 80 LRC жиынтығының жалпы сатылуын 500 миллион долларға бағалады. Олардың есептеулері LRC-нің жолаушысына 335 миль (539 км) сапар үшін 23,26 АҚШ доллары тұратынын көрсетті, бұл дәстүрлі пойыздарға қарағанда сәл ғана жоғары. LRC дәстүрлі жиынтықтардан және тіпті автобустардан да жолаушыға шаққанда әлдеқайда аз жанармай жұмсағанымен, одан әрі сату орын алмады. Via Rail пойыздарды пайдалануға берді, бастапқы қиындықтарды еңсеріп, Квебек қаласы – Виндзор дәлізіндегі қалааралық бағыттардың көп бөлігінде LRC-ге тәуелді болды. Түпнұсқа LRC локомотивтері он-он бес жыл қызмет еткеннен кейін біртіндеп зейнеткерлікке шығарылды, бірақ №6905 2000 жылы Глен Робертсон мен Оттава арасындағы жаңа "Renaissance" вагондарының сынақ жүрісі кезінде пайдаланылды. LRC локомотивінің соңғы рейсі 2001 жылы жасалды.

Зейнеткерлік

Зейнеткерлікке шыққаннан кейін LRC локомотивтерінің бір бөлігі Монктон, Нью-Брансуик қаласындағы Industrial Rail Services компаниясына сатылды. Алғашқылары бұзылып, қалғандары мұражайларға немесе жеке операторларға сатылуды күтіп тұр. Қазіргі таңдағыда, сақталып қалған екі ғана мысалы белгілі.

LRC автомобильдері

Көбінесе вагондар LRC локомотивтері қызметтен алынғаннан кейін де пайдалануда қалды, бірақ оларды жаңа локомотивтер – әдетте P42DC – тартты, көбінесе еңкейту механизмі істен шығарылған күйде. 2003 жылдан бастап Via барлық Corridor пойыздарында сымсыз интернет орнатты, ал бірінші сынып вагондарының үстіне спутниктік байланыс үшін ерекше ақ күмбездер орнатылды. 2007 жылдың қазан айында Канада үкіметі жариялаған жаңа капиталдық бағдарлама Via-ның қалған LRC вагондарын жөндеуге қаражат бөлді. Бұл жобаның аясында еңкейту механизмдері алынып тасталады.

Мұра

Bombardier содан бері LRC вагондарының жаңартылған нұсқаларын және олардың еңіс жүйелерін 1990 жылдардың соңында Amtrak үшін әзірлеген Acela электрлі жоғары жылдамдықты пойыздарында (26 клуб вагонынан және 72 жолаушы вагонынан құралған), Ұлыбританиядағы Super Voyager және 2000 жылдардың ортасында Канада мен АҚШ-тағы бірнеше бағыттар үшін ұсынылған эксперименталды Acela JetTrain-де пайдаланды.

Сақтау

2010 жылдың тамызында Торонто темір жолы тарихи қауымдастығы «LRC-ді сақтау» науқаны аясында Via Rail Canada компаниясынан #6917 нөміріндегі LRC локомотивін сәтті сатып алғанын хабарлады. Локомотивтің бастапқы мақсаты, көшіруге қажетті қаражат жиналғаннан кейін, Торонтодағы бұрынғы Канадтық Тынық мұхитының Джон Сент-Рундхаусындағы Торонто темір жолы мұражайына орналастыру болған. Бірақ, локомотивтің өз күшімен жұмыс істей алатыны анықталған соң, оны жылжытпай, VIA Rail-дың Мимикодағы Торонто техникалық қызмет көрсету орталығында қалдыру туралы шешім қабылданды. 6917 локомотивін VIA тарихи қауымдастығы күтіп-баптайды және пайдаланады. 2014 жылы толыққанды қалпына келтіру жұмыстары аяқталды, енді тек сыртқы әрлеу жұмыстары қалды. LRC #6921 локомотиві Монреальдің сыртындағы Канада темір жол мұражайында сақтаулы. Ол 2015 жылы өз күшімен жүріп көрсетілді.