مفالاتنا

قطارات الرصاصة اليابانية أو ما يعرف بالشينكانسن

الشينكانسن

من المؤكد يوماً أن صادفت أذناك حديثاًعن القطارات اليابانية، ويمكن أنك ظننت أن الأمر مجرد دعاية، أو دراما إعلامية للترويج لتكنولوجيا البلد.

لكن للأسف في كوكب اليابان كل شيئ سيخيب ظنك، فما سمعت عنه حقيقي بل وأكثر مما تتخيل، فلو بحثت في غوغل عن شينكانسن، سيظهر لك صور لتلك المقدمة النحيفة. لكن لا تتعب نفسك سنضع لك لمحة هنا عن هذه الرصاصات اليابانية الفائقة السرعة وكل ما يتعلق بها.

ما هو الشينكانسن ؟ 

شينكانسن هو المصطلح المستخدم لوصف القطارات الفائقة السرعة في اليابان وهو يعني حرفيًا "خط جذع جديد". يشار إليها أحيانًا بخدمات "فائقة السرعة" باللغة الإنجليزية، تعمل قطارات شينكانسن في الغالب على مسارات مخصصة وتتوقف فقط في المحطات الرئيسية. 

يتم تشغيلها من قبل شركات مجموعة السكك الحديدية اليابانية (JR) وتتميز ببعض من أسرع القطارات في العالم، وتقطع ما يصل إلى 320 كيلومترًا في الساعة. 

أصبحت قطارات الرصاصة اليابانية رائدة في تكنولوجيا السكك الحديدية في العالم منذ أن تم تقديمها في عام 1964. ولم تتوقف قطارات شينكانسن عن التطور ونمت بشكل دقيق وآمن بحيث يتم تصديرها إلى البقية العالم. 

في الآونة الأخيرة، أضافت عائلة Shinkansen أعضاء جدد بتقنيات أكثر تقدمًا، بما في ذلك السرعة، والمزيد من الأمان ومقاعد الركاب الأكثر راحة. يسافر بعض الزوار الأجانب إلى اليابان للاستمتاع بركوب الشينكانسن. من الآمن أن نقول إن قطار شينكانسن هو أفضل قطار فائق السرعة في العالم سريع وآمن ومريح للركوب.

ركوب الشينكانسن تجربة رائعة. مع وجود تذكرتك فائقة السرعة في متناول اليد، تصل إلى منصة Shinkansen المخصصة ، والتي لها بواباتها الخاصة. 

الشينكانسن ونظام الفرامل العالي الكفاءة

تملك شينكانسن نظام فرملة عالي الكفاءة. خاصة في ما يتعلق بحالات الطوارئ والمشكل الأكبر المؤرق للقطارات حول العالم "الزلازل"، يسافر طراز Shinkansen مسافة 10٪ - 20٪ أقصر من ذي قبل وهذا بعد الضغط على الفرامل قبل أن يتوقف. 

في حين أن نظام التحكم التلقائي في القطار (ATC) يبقي علامات التبويب على المسافة إلى القطار الذي يعمل في الأمام ويتوقف عن نفسه إذا لزم الأمر.

قرص الفرامل الجديد المثبت في المنتصف يتمتع بأداء كبح عالي. يُطلق على نظام الكبح الجديد أيضًا اسم الفرامل الناتجة عن الزلزال. أي عندما تنقطع الطاقة الكهربائية عن طريق الزلزال، يكتشفها نظام الكبح ويبدأ تلقائيًا في العمل. كما أنه يزيد من قوة الكبح المطبقة على القرص بنسبة 15٪.

عندما ضرب زلزال شرق اليابان الكبير في مارس 2011، كانت 10 قطارات شينكانسن تتسارع على امتداد شديد الضرب بين محافظتي فوكوشيما وإيواتي، بما في ذلك خمسة قطارات تعمل بسرعة 270 كم / ساعة. لكن جميع القطارات تمكنت من التوقف بشكل طارئ ولم يخرج أي منها عن مساره أو انقلب. 

طراز Shinkansen لا يعمل حتى الآن على نفس الخط الذي ضربه الزلزال. ولكن نظرًا لأن المرء لا يعرف أبدًا متى أو مكان حدوث الزلزال، فإن الشركات المشغلة لشينكانسن تعمل دائمًا على تطوير أنظمة أكثر أمانًا مثل الفرامل التي تسببها الزلزال لإيقاف القطار في أسرع وقت ممكن.

قطار الرصاصة الياباني، صاروخٌ أرضي فخم 

ينزلق القطار إلى موضعه في المحطة في الوقت المناسب (متوسط ​​التأخير هو 36 ثانية فقط)، مع محاذاة الأبواب تمامًا على طول علامات المنصة التي تشير إلى أرقام العربات. إذا كنت في محطة مثل محطة طوكي، بعد نزول الركاب، يقوم طاقم التنظيف السريع بتجهيز القطار لجولته التالية بدقة عسكرية، وإكمال المهمة في بضع دقائق. 

عندما يتم تسوية ركاب الصعود، يتم ضغط العربات للسفر بسرعة عالية، ويتدحرج القطار بسهولة من المحطة، مثل صاروخ أفقي. قبل أن تعرف ذلك، أنت تطلب المرطبات في مقعد مريح بينما يمر جبل فوجي خارج النافذة. إذا كان السفر الجوي فقط يمكن أن يكون بهذه السهولة.

من أين استوحى تصميم قطارات شينكانسن

كان إيجي ناكاتسو المهندس والمدير العام لقسم التطوير التقني لما يسمى بقطارات "الرصاصة" اليابانية، المشهورة بسجلها في السرعة والسلامة. يستمع لمحاضرة ألقاها مهندس طيران عام 1990 عن الطيور. حينها أدرك ناكاتسو أن دراسة تحليق الطيور يمكن أن تنقل قطاره، ونحن أيضاً إلى المستقبل.

فجعل تسريع قطاراته أحد أهدافه، ولكن للقيام بذلك، كان بحاجة إلى جعلها أكثر هدوءًا. كانت القطارات تمر عبر أحياء كثيفة والعديد من الأنفاق. وجاءت أعلى ضوضاء من الوصلات بالأسلاك العلوية (منساخ)، وظهور القطارات من الأنفاق على الخط. كانت هذه الديناميكية قوية لدرجة أنها أحدثت دوي اختراق صوتي سمعه السكان على بعد 400 متر.

كانت مشكلة الدوي الصوتي أكثر تعقيدًا بكثير من ضوضاء المنساخ. عندما يسرع قطار في نفق، فإنه يولد موجات ضغط جوي وصلت إلى مخرج النفق بسرعة الصوت. مثل المكبس في الأسطوانة ، كان القطار يجبر الهواء السائل على الخروج من الطرف الآخر من النفق. يخرج الهواء في موجات منخفضة التردد (أقل من 20 هرتز) والتي أنتجت طفرة كبيرة واهتزازات هوائية.

إلهام الطبيعة

المراقبة العميقة والتحليل للعالم الطبيعي يمكن أن يؤدي إلى ابتكارات إبداعية مذهلة.  لنلقي نظرة على كيف ألهمت طائرتان مثيرتان تصميمًا أنيقًا.

قام فريق JR West بتحليل منقار طائر الرفراف ووجدوا أنه يحتوي على الشكل الانسيابي الذي تنبأت به النمذجة في جامعة كيوشو باعتباره الشكل الأمثل: جسم مكافئ دوراني. يحتوي كل من المنقار العلوي والسفلي للطائر على مقاطع عرضية مثلثة مع انحناء جوانب المثلثات. معًا مشكلون شكلًا ماسيًا مضغوطًا.

بناءً على هذه المعلمات، شرع فريق التصميم في اختبار أشكال مختلفة للأنف في نفق نموذجي واسع النطاق وقياس موجات الضغط المتولدة. أطلقوا الرصاص من أشكال مختلفة في أنبوب، من أنف الرصاص التقليدي إلى شكل  منقار الرفراف. 

قارنت اختبارات أخرى المواد الصلبة النموذجية التي تم إسقاطها في الماء من أجل تسجيل تناثر السوائل. في الوقت نفسه، تم تشغيل هذه الأشكال نفسها في عمليات محاكاة على كمبيوتر عملاق لأبحاث الفضاء. ثم تم اختيار أنف قطار يشبه إلى حد بعيد ذلك الذي يملكه طائر الرفراف.

أكدت جميع الاختبارات أن فاتورة الرفراف، كانت في الواقع الأكثر كفاءة من بين جميع الذين تم اختبارهم. حيث تفوقت على جميع البدائل بهامش كبير. تم إنشاء نماذج أولية مُحسَّنة وصُنعت في النهاية على نطاق واسع لإجراء اختبارات على المسارات. 

في هذه المرحلة، أصبح ناكاتسو مقتنعًا بأن الطبيعة لديها الكثير لتعليمه لنا حول الأشكال الفعالة.

قلل هذا التصميم من تأثير ذراع الرافعة الصوتية، وسمح للقطار بالعمل بسرعات أعلى مع الاستمرار في الالتزام بمستوى الضوضاء القياسي البالغ 70 ديسيبل. كما حصد المزيد من الفوائد على الفور.

كان Shinkansen 500 الجديد لديه مقاومة هواء أقل بنسبة 30 في المائة من سابقتها. تم تقليل استهلاك الطاقة بشكل متناسب. أظهر مسار القطار الفعلي المُقاس (بحد أقصى 270 كم / ساعة) انخفاضًا بنسبة 13 في المائة في الطاقة التي كانت مطلوبة من قبل السلسلة 300 السابقة.

في 22 مارس 1997، وضعت شركة JR-West قطار شينكانسن الكهربائي فئة 500 في الخدمة التجارية. وكان القطار قادرًا على الحركة بسرعة 300 كم / ساعة بأقصى سرعة، وهو رقم قياسي عالمي في ذلك الوقت. ويلبي معايير الضوضاء الصارمة.

تم اختصار وقت السفر بين Shin-Osaka و Hakata ، كما تحدت الشركة ، من ساعتين و 32 دقيقة استغرقت بواسطة قطار 300 Series التقليدي "Nozomi" إلى ساعتين و 17 دقيقة.

مزيداً عن االمعلومات ستجدونها في هذا التقرير

المصدر

1     2     3


تعليقات
ليست هناك تعليقات
إرسال تعليق