ترابران آنلاین: پژوهشی جامع دربارهٔ بهبود سرعت ریل‌باس ارم و امکان بهره‌برداری از آن در سفرهای طولانی، در پانزدهمین همایش بین‌المللی حمل‌ونقل ریلی (۱۳۹۲) ارائه شد. این ریل‌باس که از اواخر دههٔ ۸۰ با مشارکت شرکت روتم و ایریکو بومی‌سازی شده، تاکنون با سرعت ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت در خطوط حومه‌ای فعالیت داشته است. اما با افزایش نیاز به اتصال سریع‌تر در مسیرهای بلند (مانند تهران-مشهد)، ضرورت مطالعه برای رسیدن به سرعت ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت و حتی بالاتر احساس گردید.
نگاهی به مقاله و نویسندگان
• عنوان مقاله: امکان‌سنجی افزایش سرعت ریل‌باس ارم و شبیه‌سازی بهره‌برداری
• سخنران: عباس قربانعلی‌بیک
•نویسندگان: یعقوب محمدی و محمد جعفری‌نسب (از شرکت ایریکو)
•محل ارائه: پانزدهمین همایش بین‌المللی حمل‌ونقل ریلی، سال ۱۳۹۲
این مقاله، چهار سامانهٔ اصلی ریل‌باس (موتور، انتقال قدرت، سیستم ترمز و سیستم تعلیق) را برای دستیابی به سرعت بالاتر مورد بررسی قرار داده و با بهره‌گیری از شبیه‌سازی‌های تخصصی، چشم‌اندازی از آیندهٔ این نوع ناوگان ریلی در ایران ترسیم کرده است.
بررسی ساختار فنی ریل‌باس ارم
1. موتور و انتقال قدرت • به‌کارگیری موتور دیزل MAN با توان ۵۶۸ کیلووات • سیستم انتقال قدرت هیدرودینامیک Voith • توان دستیابی بالقوه به ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت
2. سیستم ترمز • ترمزهای الکتروپنوماتیک و هیدرودینامیک، تضمین‌کنندهٔ ایمنی در سرعت‌های بالاتر • قابلیت ارتقا برای افزایش سطح ایمنی در مسافت‌های طولانی
3. سیستم تعلیق • مطالعهٔ پایداری دینامیکی از طریق نرم‌افزارهای شبیه‌سازی • اضافه کردن مستهلک‌کننده‌های جانبی جهت کاهش نوسانات جانبی (پدیدهٔ هانتینگ)
4. آیرودینامیک بدنه • تأکید بر ضعف فعلی در طراحی بدنه و لزوم کاهش مقاومت هوا برای سرعت‌های بالاتر
• استفاده از تجربهٔ توربوترن و انجام اصلاحات با هزینهٔ نسبتاً اندک
فراتر از ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت
به گفتهٔ نویسندگان، با نرم‌افزار Vampire سرعت بحرانی ریل‌باس در شرایط متنوع محاسبه شده است:
• بدون مستهلک‌کننده: حداکثر ۱۴۴ کیلومتر بر ساعت (در صورت ساییدگی چرخ‌ها)
• با دمپر عرضی: تا ۲۸۱ کیلومتر بر ساعت با این حال، برای رسیدن به سرعت‌های عملیاتی بالاتر مثلاً ۲۳۰ کیلومتر بر ساعت، به تغییرات اساسی‌تر در سیستم‌های تعلیق، ترمز، موتور و طراحی آیرودینامیک نیاز است.
شبیه‌سازی حرکت در مسیر تهران-مشهد
نرم‌افزارهای استفاده‌شده:
1. Vampire: تحلیل پایداری دینامیکی و سرعت بحرانی
2. Universal Mechanism: شبیه‌سازی سیر واقعی در مسیرهای طولانی (نظیر تهران-مشهد) و محاسبه زمان سفر
چهار حالت اصلی در این شبیه‌سازی بررسی شده است:
1. ریل‌باس چهارواگنه با سرعت ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت
2. ریل‌باس چهارواگنه با خرابی یک موتور
3. ریل‌باس هشت‌واگنه با سرعت ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت
4. ریل‌باس هشت‌واگنه با خرابی یک موتور
نتایج: •
ریل‌باس چهارواگنه در حالت عادی: ۸ ساعت و ۲۵ دقیقه برای تهران-مشهد
• همان ریل‌باس در صورت خرابی یک موتور: ۱۱ ساعت و ۴۹ دقیقه
• ریل‌باس هشت‌واگنه در حالت عادی: ۸ ساعت و ۱۲ دقیقه
• همان ریل‌باس در صورت خرابی یک موتور: ۹ ساعت و ۱۴ دقیقه
جمع‌بندی و توصیه‌های اجرایی
براساس شبیه‌سازی‌ها، با انجام اصلاحات جزئی در سیستم تعلیق و ترمز، ریل‌باس ارم قادر است با سرعت ۱۴۰ کیلومتر بر ساعت عمل کند.
همچنین، اتصال چند واحد (مانند هشت‌واگنه) سبب افزایش قابلیت اطمینان و دسترسی در مسیرهای طولانی می‌شود. اما برای پرش به سرعت‌های بالاتر نظیر ۱۶۰ یا ۲۳۰ کیلومتر بر ساعت، لازم است:
1. ارتقای سیستم تعلیق برای کاهش تکان‌های جانبی
2. تقویت سیستم ترمز برای مدیریت ایمن سرعت‌های بالاتر
3. افزایش توان موتور و بهبود انتقال قدرت
4. اصلاحات بدنه برای کاهش مقاومت هوا
نکات تکمیلی
1. نسبت توان به وزن ریل‌باس در ایران نسبت به توربوترن (در شرایط آب‌وهوایی ایران) بالاتر برآورد می‌شود.
2. وجود دو موتور کششی و چهار مولد برق، احتمال تبدیل به هیبرید، دوگانه یا برقی‌دیزلی را فراهم می‌کند.
3. بوژی‌های ریل‌باس سال‌ها تجربهٔ سرعت بالاتر در ناوگان ایران را داشته‌اند.
4. مقاومت آئرودینامیک فعلی مهم‌ترین ضعف محسوب می‌شود که با تجربهٔ توربوترن قابل بهبود است.
5. هزینهٔ افزایش سرعت تا ۱۴۰ یا ۱۶۰ کیلومتر بر ساعت بسیار اندک برآورد می‌شود.
اهمیت راهبردی این پژوهش برای صنعت ریلی
ارائهٔ این مقاله و نتایج شبیه‌سازی‌های دقیق، نشان می‌دهد صنعت ریلی ایران ظرفیت گسترش سرعت و خدمت‌رسانی به مسیرهای طولانی‌تر را دارد.
• کاهش زمان سفر در محورهای پرترددی مانند تهران-مشهد
• افزایش رضایت مسافران و رقابت‌پذیری با حمل‌ونقل جاده‌ای و هوایی
• آمادگی برای توسعه بیشتر در صورت اعمال تغییرات بنیادین در موتور، ترمز و پیکربندی بدنه در مجموع، مطالعات یادشده نقش بسزایی در آیندهٔ حمل‌ونقل ریلی خواهند داشت. ریل‌باس ارم نه‌تنها می‌تواند ستون اصلی حمل‌ونقل حومه‌ای باقی بماند، بلکه با تغییراتی حساب‌شده، توان حضور قدرتمند در مسیرهای طولانی کشور را نیز خواهد داشت.
