Rychlovlaky s nosem jako letadlo? Design má překvapivý důvod
Na rozdíl od dřívější první generace vlaků Shinkansen z 60. let, které jsou Japonci nazývány „dangobana“, jsou moderní rakety na kolejích v mnohém jiné. Příď nejmodernějších typů, mezi které patří i prototyp ALFA-X, je dlouhá 22 metrů. To je přibližně 80 % celé délky motorového vozu.
Hlavním cílem konstrukce ale nebylo dosáhnout ještě vyšší cestovní rychlosti. Vlaky sice už dnes dosahují maximální rychlosti 300 až 360 km/h a jejich technika by to zvládla ještě rychleji. Konstruktéři však mají jiný cíl. Shinkansen má být i navzdory vysoké rychlosti co nejtišší.
Mohlo by vás zajímat
Snížení hlučnosti „tunelového výbuchu“
Čím rychleji vlak jede, tím větší překážkou je pro něj vzduch, který rozráží svou přídí. Při rychlostech, překračujících 300 km/h, je odpor vzduchu jedním z největších nepřátel. Špičatý tvar Shinkansenu zajišťuje, že vzduch obtéká postupně. To snižuje čelní odpor, šetří energii a stabilizuje jízdu vlaku. To ale není vše.
Protáhlá příď vlaku Shinkansen je zvlášť důležitá při vjezdu do tunelu. Podobně jako každý jiný vlak se i Shinkansen chová jako píst. Při průjezdu tunelem před sebou vzduch stlačuje, a tím vzniká tlaková vlna. Pokud se na konci tunelu setká s okolním vzduchem, může dojít ke zvukovému efektu, podobnému výbuchu. V té souvislosti se hovoří o „tunelovém výbuchu“, nebo se také můžete setkat s termínem „tunelový třesk“. V angličtině také tunnel boom, nebo micro-pressure wave.
Problém je, že zvuk je velmi nepříjemný a může připomínat explozi. Také ruší místní obyvatele, a to dokonce v okruhu mnoha kilometrů.
Mohlo by vás zajímat
Jako inspirace posloužil zobák malého opeřence
Dlouhá, aerodynamicky optimalizovaná příď vlaku Shinkansen zajišťuje, že tlak vzduchu v tunelu roste pomaleji. Tím se vznikající tlaková vlna do jisté míry prodlužuje, což výrazně tlumí hluk při výjezdu.
Při navrhování tvaru přídě rychlovlaku se inženýři inspirovali přírodou. Jako vzor jim posloužil zobák ledňáčka. Jeho špičatý tvar elegantně překonává odpor vody, a díky tomu se opeřenec dokáže téměř bezhlučně zanořit.
Stejný princip využili i týmy inženýrů k cílené kontrole proudění vzduchu kolem rychlovlaku a zmírnění tlakových poměrů v tunelu.
Zdroj: 呆呆饅頭 / Unsplash
Cenou za dlouhý nos bylo omezení počtu míst k sezení
Pro hlukovou zátěž jsou v Japonsku stanovené přísné limity. Každá nová generace vlaků Shinkansen je musí dodržovat. Při rychlostech až 360 km/h by to bylo při klasické konstrukci téměř nemožné.
Ojedinělý design má ale také praktické dopady, které se projevují uvnitř vlaku. Velmi dlouhá přední část zabírá místo, které by jinak bylo k dispozici pro cestující. U vlaků Shinkansen řady E5 s délkou přední části přibližně 15 metrů bylo možné do předního vozu nainstalovat pouze 29 sedadel.
U prototypu ALFA-X nejsou v prvním voze dokonce žádná sedadla pro cestující, protože celá přední část je využita pro aerodynamickou strukturu a techniku.
Jiné modely, jako například N700S, sázejí na kompromis. Motorový vůz je podobně dlouhý, ale přední část je výrazně kratší – zhruba 10,7 metru. Díky tomu je do přední části možné umístit asi 65 sedadel.
5 foto
