Yalpalı Trenler

792
Tilting Trenler

Demiryolu araçlarında hareket, her ikisi de metal olan ray ve tekerleğin etkileşimi ile meydana geldiğinden ve sürtünme ray ile tekerlek arasında yaklaşık 50mm’lik yüzey arasında olduğundan ivmelenmeleri diğer araçlara göre düşüktür. Bu yüzden demiryollarında kurallar çerçevesinde çok fazla hız azaltılması istenmez ve yollar bu husus da göz önünde bulundurularak tasarlanır ve inşa edilir.

Demiryollarında hız kaybının en çok yaşandığı bölümlerden birisi de demiryollarının virajı olarak tabir edebileceğimiz kurblardır. Kurblardaki hız sorununa önlem olarak dever açıları verilir ancak bu da yeteri kadar çözüm getirmez. Yalpalı trenleri kurblardaki hız ve konfor sorununa çözüm olarak üretilen trenlerdir. Trenler kurblardan geçerken merkezkaç kuvvetinin etkisinden ötürü raydan çıkmamak için mecburi olarak hız azaltırlar. Yalpalı trenler gövde kısmından merkezkaç kuvvetinin tersi yönüne doğru hidrolik veya elektrikli aktüatörler vasıtası ile yaklaşık 8 dereceye kadar eğilerek trenin kurbu minimum hız azaltımı ile geçmesine ve aynı zamanda konforlu bir yolculuk yapılmasına da olanak sağlar.

Yalpalı Trenler

Yalpalı trenler aktif ve pasif olmak üzere iki şekilde çalışırlar.

Pasif sistem: Trenin arayüzünde saklanan kurb yarıçapları, yolun eğimi gibi bilgilerden yararlanarak taban eğilme açısı, aracın yer ve hızına göre merkezkaç ivmelerinin veya bunların değişme hızlarının istenen düzeyde tutulmasını sağlar. Taşıt tabanı gövdeden hidrolik mekanizmalar ile eğilir. Bu sistem ilk olarak İspanyol Talgo trenlerinde uygulanmıştır.

Talgo trenleri

Aktif sistem: Bu sistemde mikroişlemci denetleyiciler ve hidrolik esaslı hareket ettiriciler kullanılmaktadır. Merkezi işlemci, belirli bir optimizasyon çerçevesinde, seçilen az sayıda boji üzerine yerleştirilen ivme ölçer, jiroskop, çözümleyici ve hız jeneratörlerinden veri toplar ve belirli aralıklarla hız ve dengelenmiş ivmeye ilişkin verileri sağlar. Bu veriler, dengelenmesi gereken ivme değerine göre eğme açısının denetimini sağlayacak sinyallere dönüştürülür ve bu sinyaller hidrolik eğme mekanizmasına iletilir. Söz konusu sinyal üretim ve denetim sürecinde, merkezi işlemciden başka, buradan aldıkları sinyalleri işleyerek bir sonrakine aktaran birbirine seri bağlı bir dizi mikroişlemci bulunur. Bu sistem Fiat tarafından 1967 yılında geliştirilmiştir.

İlk kullanıma sunulan Yalpalı treni 1973 yapımı Japonya’nın 381 trenleridir. Tilting trenleri mevcut altyapıdaki küçük değişikliklerle birlikte 160-250km/sa hızlara ulaşabilmektedirler. Bu sistem birçok ülkede kullanımdadır.

ilk Tilting treni
İlk üretilen Tilting treni

KAYNAKLAR

[1] Tilting Train Technology-Khedkar Sudesh B .1, Kasav Sayali M.2, Jadhav Vishal S.3, Katkade Santosh D.4, Gunjal Shrikant U.5 1,2,3, U. G. Student, 4,5 Asst. Prof, Department of Mechanical Engineering, Sandip Foundation’s- SITRC, Mahiravani, Nashik (India)

[2] Tilting trains-Enhanced benefits and strategies for less motion sickness, Rickard Persson

[3] geocities.jp

[4] Prof. Dr. Zübeyde Öztürk, Dr. Veysel Arlı (2009), Demiryolu Mühendisliği

[5] Demiryolu Mühendisliği, Sakarya Üniversitesi (2014)

4 Yorum

  1. Sorularınıza cevaplar yukarıda Muhammet Bey tarafından verilmiş zaten. İzninizle konuyu madde madde biraz daha açalım.
    “Motorsiklet gibi tek ray üzerinde çalışan tren mümkün değil midir?
    Çift raya göre daha avantajlı olabilir diye düşünüyorum.”
    Bu mevcutta var olan bir sistem, suspended ve straddle olarak. Düşük hacimli taşımalar ve altyapı alanının yetersiz olduğu durumlarda kullanışlıdır. Bir bölgede hangi kapasiteye (LRT, Metro, Monorail, Banliyö) sahip sistemin kurulacağı, şehir planlaması ile de ilgilidir.

    “Bojiler sıralı olacak. Böylece birbirini tetikleyen yatay salinimlar değil az bir miktar dikey salinim olacak. Bunu da amortisörler absorbe etmekte hiç zorlanmaz.”
    Yatay salınım ve yanal ivmelenme tamamen yok olamaz. Sonuçta hareketli bir sistem ve gerek kurp, gerek hava akımları, gerek araç içi yolcu hareketlerinin etkileri olacaktır.

    “Tüm tekerlerde çekiş gücü olacak. Daha eğimli yollarda çalışabilecek. Yol yapım maliyetleri daha az olabilecek.”
    Eğimde (dikey kurp) ya da düzde (aliyman) çekişi sadece güç belirlemez. Ray-teker arası sürtünmenin üzerinde güç hareket için uygulanamaz.

    “Teker ters L gibi değil n gibi olacak, ray arada kalacak.”
    Bu tarz (U profil) tekerler mevcutta kullanılmakta (bazı vinçler). Ancak amaç daha az enerji sarfiyatı, daha yüksek hız olduğunda sürtünme alanı da düşük tutulmalıdır (ideal sürtünme alanı). Bu başlı başına bir konudur, birçok kısıtı bulunmaktadır. Kısaca değinirsek; tekerin raya tek bir noktada teması istenir, budenin (flange) sürekli ray teması teker ve ray ömrünü önemli oranda kısaltır.
    “Istasyonlarda özel olarak ayarlanmış zemine yaslanarak duracak. O noktada bulunan küçük yan tekerler durma ve kalkma sirasindaki sürtünmeyi önleyecek.
    Istasyon haricinde arızi bir durma olursa yanlarda açılacak kollar üzerinde durabilir.”
    Bu durumda bu kolların yaslanması için de hat boyunca hat yanı yapılar gerekecek, maliyet.

    “Yol ayrımları tek ray olduğu için 10 cm lik basit bir hareket ile sağlanabilecek. Bu ayrım hic durmadan araç içinden de basitçe sağlanabilir.”
    Mevcut sistemlerde zaten kullanılıyor.

    “Cıva lı basit bir jiroskop hidrolik dengeleme sistemini kumanda edebilir.
    Büyük katarlar halinde değil 40-50 kişilik ya da tonluk tekli araçlar olacak.
    Raylar arasında kot farkı olmadığı için yol yapim maliyetleri çok düşük olacak. Böylece ücra köy ve yerleşim birimlerinden büyük istasyonlara ve kendi arasında dudaklara; kamyon ve otobüs büyüklüğünde araçlarla insan mahsul kereste maden taşımacılığı kolayca yapılabilecek.”
    Cm^2 ye kaç kg lık kuvvetin uygulanacağı ve bunu hangi zemin ve üstyapı malzemeleri ile karşılanacağının belirlenmesi için hesaplama yöntemleri mevcuttur. Yol uzunluk, yük miktarı ve zemin koşulları da maliyetleri belirlemede önemli unsurlardır.

    “Elon Muskun yapmaya çalıştığı aracın bir adım ötesini de şöyle düşünüyorum;
    Tüp tamamen havasız olacak hava direcnci tamamen sıfır olacak. Manyetik yastıklar aracın alt ve üstünden dört noktadan hem hareketini sağlayacak hem surtunmeyi sıfirlayacak. Araçlar sadece 4, 2 kisilik hatta tek kişilik olacak. Araca binerken gidilecek nokta seçilecek. Geriye kalan herşey bilgisayar tarafından yapılacak. En yüksek hız koridorununa ulaşıncaya kadar yan hızlanma yavaslama ve dudağa yanasma yolları olacak. En yuksek hiz koridorunda araçlar kumeleserek seyredecek.”
    Kütle taşıma ilk olarak Atlantik geçişi için düşünülmüş bir sistemdir. Okyanus içinde askıda tüpler şeklinde hat olacaktır. Hat basınçsız bölümlere ayrılacak ve aerodinamik sürtünme sıfıra yaklaşacak. Basınçsız tüplerin dış atmosfer ya da okyanus suyu basıncına dayanımı ve bunun getirdiği maliyet önemlidir. Bu araçlara yolcuların nasıl bineceği, dekompresyonun nasıl sağlanacağı, okyanus akıntıları da mühendislik için önemli yaklaşımlar gerektirir.
    Saygılarımla…

    • Çok detaylı açıklama olmuş.
      Elon musk Edison gibi sahtekardır. HATTA UZAKTAN KONTROLLÜ YAPAY ZEKALI ARAÇLAR ile kaldırımda insanları ezen saldırıların paralel olmasına bakarak katil olması ihtimali de var. Konuyu ekşi sözlükte açmaya çalıştım. Yazar olmadığım için başaramadım.
      Hyperloop sadece bir avuç zenginin bineceği üçüncü dünya savaşından sonra kurulacak dünyaya hizmet eder. Daha kullanışlı çözüm rulmanlı ray trenlerdir. Bu modelde raylarda on cm çaplı rulmanar gömülüdür ve tren kızaklar ile bu rulmanlarda kayarak ilerler. Gress yağı ile sürtünme azdır. Uçak hızında hareket eder. İstanbul Ankara arasını yarım saatte alır. itiş gücü elektirik ile çalışan stato reaktörler ile sağlanır. Bu reaktörler güç santrifüj jenaratörleri ile gider. Teknik detaylar vander graff jenaratörleri kauçuk yürüyen bant üzerinde 5 bin voltluk akımı içi boş bakır küreye taşıyarak çalışır. Çaalışma hızı düşüktür. Santrifüj cihazı dakikada kırk bin devir hızla dönen silindir kutu içinde nano boyutlu kauçuk tanelerinin çarpışma ve sürtünme ile beş bin volt yüz amper gücü biriktirip koni biçimli cam rot ile içi boş bakır küreye aktarmasına dayanır. Eğer argon gazı altındaki kauçuk taneleri büyükse yükleme hızlı olur. Boyut ufaldıkça yükleme yavaşlar. İki adet santrifüj kutusu biri büyük diğeri küçük tanecikli paralel bağlanarak hem yüksek voltaj hemde yüksek amper elde edilir.
      Molibden yada tungsten rezisdantları ısıtarak türbinleri çalıştırır. Tünel içinde sesten hızlı gider. Normal tren fiyatına hızlı trenden daha hızlı yük ve yolcu taşır.
      Elektirikli uçak projem ise teleferik hattından güç alan bir uçak ile dağlık bölgelerde denizlerde ulaşımı sağlamaktır. Mesela yerden elli metre yükseklikte beş yüz metre ara ile dizili hatlarda çalışan uçak yakıt taşımadığı için iki kat yük ve yolcu taşır ve daha ucuzdur. Deniz üzerinde dubalar ile hatlar dizilir.
      Sizi sevdim gene konuşalım

  2. Hasan bey öncelikle fikirlerinize saygı duyduğumu belirtmek isterim. İlk söylediğiniz konuya istinaden; daha kompleks hali olarak monoray sistemler bulunmakta ve kullanılmaktadır. İkinci konu ile alakalı olarakta; Hyperloop’ta hava sürtünmesi sanırım havanın ısıtılması ile minimuma indiriliyor,sizin fikriniz de teoride gayet güzel fakat çok uzun mesafeler boyunca tamamen havadan arındırılmış ortam elde etmek ne denli mümkündür o konuda pek bir bilgi sahibi değilim.

  3. Motorsiklet gibi tek ray üzerinde çalışan tren mümkün değil midir?
    Çift raya göre daha avantajlı olabilir diye düşünüyorum.
    Bojiler sıralı olacak. Böylece birbirini tetikleyen yatay salinimlar değil az bir miktar dikey salinim olacak. Bunu da amortisörler absorbe etmekte hiç zorlanmaz.
    Tüm tekerlerde çekiş gücü olacak. Daha eğimli yollarda çalışabilecek. Yol yapım maliyetleri daha az olacabilecek.
    Teker ters L gibi değil n gibi olacak, ray arada kalacak.
    Istasyonlarda özel olarak ayarlanmış zemine yaslanarak duracak. O noktada bulunan küçük yan tekerler durma ve kalkma sirasindaki sürtünmeyi önleyecek.
    Istasyon haricinde arızi bir durma olursa yanlarda açılacak kollar üzerinde durabilir.
    Yol ayrımları tek ray olduğu için 10 cm lik basit bir hareket ile sağlanabilecek. Bu ayrım hic durmadan araç içinden de basitçe sağlanabilir.
    Cıva lı basit bir jiroskop hidrolik dengeleme sistemini kumanda edebilir.
    Büyük katarlar halinde değil 40-50 kişilik ya da tonluk tekli araçlar olacak.
    Raylar arasında kot farkı olmadığı için yol yapim maliyetleri çok düşük olacak. Böylece ücra köy ve yerleşim birimlerinden büyük istasyonlara ve kendi arasında dudaklara; kamyon ve otobüs büyüklüğünde araçlarla insan mahsul kereste maden taşımacılığı kolayca yapılabilecek.
    Elon Muskun yapmaya çalıştığı aracın bir adım ötesini de şöyle düşünüyorum;
    Tüp tamamen havasız olacak hava direcnci tamamen sıfır olacak. Manyetik yastıklar aracın alt ve üstünden dört noktadan hem hareketini sağlayacak hem surtunmeyi sıfirlayacak. Araçlar sadece 4, 2 kisilik hatta tek kişilik olacak. Araca binerken gidilecek nokta seçilecek. Geriye kalan herşey bilgisayar tarafından yapılacak. En yüksek hız koridorununa ulaşıncaya kadar yan hızlanma yavaslama ve dudağa yanasma yolları olacak. En yuksek hiz koridorunda araçlar kumeleserek seyredecek.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.