Požár, náraz v rychlosti 110 km/h do nákladního vozu s cisternou o váze 15 tun, ostřelování čelního skla kilogramovým hliníkovým projektilem o rychlosti 400 km/h. Tím vším a dalšími deseti tisíci zkouškami mučili novou lokomotivu Škoda 109E, aby splnila jako druhá na světě nové železniční normy TSI pro vysokorychlostní železniční vozidla.
Když plzeňská Škoda získala zakázku na vývoj a výrobu nové vysokorychlostní lokomotivy, tak její inženýři a technici vůbec netušili, že vůbec nejtěžším úkolem bude schvalování pro provoz na železniční infrastruktuře v šesti zemích EU.
Nejnáročnější bylo testování v Německu. "Například po přidání několika textů v němčině do displejů pro strojvedoucí německý drážní úřad EBA vyžadoval rozsáhlé bezpečnostní analýzy a opakované testy s velkou časovou i finanční náročností," vysvětluje Michal Tobrman z tiskového oddělení Škody Transportation pověstnou náročnost EBA.
Na druhou stranu plzeňská Škodovka si osvojila know-how, díky kterému již úspěšně prodává komponenty významným světovým železničním výrobcům, například společnosti Hyundai. Nadějný se zdá také průnik na západoevropské trhy. V jednání jsou dodávky na zhruba čtyřicet lokomotiv pro tři různé zákazníky.
Lokomotivou 109Enavazuje Škoda Transportation na dlouholetou tradici výroby elektrických lokomotiv v Plzni. Počátek výroby moderních elektrických lokomotiv sahá až do roku 1928. Od té doby jich Škoda vyrobila více než 5 500. Škoda 109E je jednou z nejvýkonnějších lokomotiv na světě v kategorii čtyřnápravových lokomotiv. Maximální výkon lokomotivy je zhruba 7 200 kW, a to na všech napájecích systémech, pokud to napájecí síť dovoluje. |
Schvalování začíná v kanceláři
Celý proces schvalování je rozdělen do několika etap, které na sebe navazují. Na počátku výrobce musel předložit drážním autoritám v ČR, na Slovensku, v Německu, Rakousku, Maďarsku a Polsku značné množství dokumentace podle jejich požadavků. Pochopitelně je samozřejmostí, že "papíry" jsou v jazyce dané země.
Dokumentace v šesti jazycích je rozsáhlá, řádově jde o tisíce stran dokumentů a výkresů. Pro vytvoření představy o složitosti lokomotivy - jen kabelů má lokomotiva kolem třiceti kilometrů a má více než deset tisíc elektrických spojů a spojení. Vše popisuje dokumentace.
Po kancelářích následovala řada zkoušek, začalo se v ČR
Většina testů se prováděla na železničním okruhu VUZ u Velimi, jehož technické parametry umožňují testování do rychlostí 200 km/h. Předtím proběhly testy komponentů a dílčích celků ve zkušebnách a laboratořích.
Jedním z náročných testů před vyjetím na koleje byla zkouška požární bezpečnosti. Na lokomotivě jsou použity samozhášivé materiály.
Snímek z termokamery, ukazující prohřátí jednotlivých částí lokomotivy po oteplovací zkoušce. Při zkoušce se posuzuje shodnost s vypočtenými parametry chlazení a ventilace
Test požární odolnosti proběhl na mezistěně lokomotivy mezi strojovnou a kabinou. Naměřený čas prohoření se porovnává s časem z výpočtů a simulací. Součástí zkoušky je i přezkoušení kouřových hlásičů protipožárního systému, které jsou rozmístěny na místech lokomotivy s vysokým rizikem požárů.
Při testu řízeným "požárem" odolala stěna mezi kabinou a strojovnou po dobu celých patnácti minut.
Jen na okruhu u Velimi proběhly tisíce dalších zkoušek a měření. Například při typové zkoušce s názvem "Maximální provozní rychlost vlaku" technici ověřili, že lokomotiva má při maximální provozní rychlosti dostatečné zbytkové zrychlení. Testovalo se ve dvoustovce se zátěží osobních vozů o hmotnosti 450 tun (např. souprava sestavená z jedenácti prázdných osobních vozů). Lokomotiva i tak prokázala schopnost zrychlovat.
Organizačně nejnáročnější byly na okruhu zkoušky aerodynamiky a měření hluku. Bylo nutné sladit koordinaci práce mnoha firem a lidí nejen ze Škody Transportation, ale také z Českých drah, Výzkumného ústavu kolejových vozidel, Výzkumného ústavu železničního a Výzkumného a zkušebního leteckého ústavu.
V případě aerodynamiky se objednávaly směny i s ohledem na počasí, tedy podle předpovědi, aby nefoukal vítr a nepršelo. Běžné tak bylo čekání na úplné bezvětří. Zkušení technici Výzkumného ústavu kolejových vozidel navrhli jako nejvhodnější čas podvečer a brzké ranní hodiny.
Výsledný tvar skříně lokomotivy 109E je po provedených zkouškách tedy optimalizován tak, aby minimalizoval vznik aerodynamického hluku a velikost čelního odporu i při vysokých rychlostech.
Musí odolat nárazu
Lokomotivy nebo vlakové jednotky musí v rámci simulací odolat čtyřem scénářům nárazu. První dva jsou nárazy vedené přes nárazníky při rychlosti 36 km/h se stejnou vlakovou soupravou a s nákladním vozem o váze 80 tun. Při extrémním nárazu v rychlosti 110 km/h do překážky typu nákladního vozu s cisternou o váze 15 tun zůstane kolem strojvůdce nepoškozený a nedeformovaný prostor. V případě nárazu do lehčí nízké překážky (např. osobní automobil) musí lokomotiva obstát tak, aby došlo k minimálním škodám.
Dalším z extrémních testů bylo ověření odolnosti bezpečnostního čelního skla. To je odolné proti průstřelu hliníkovým projektilem o hmotnosti jeden kilogram ze vzdálenosti 10 metrů při rychlosti 400 km/h. Díky zmíněné odolnosti je navíc možné lokomotivu relativně jednoduše opravit.
Ve srovnání s testy v Německu však byly všechny tyto náročné zkoušky maličkostí. Při jízdně-technických zkouškách drážní autority ověřovaly bezpečnost jízdy z hlediska dynamického chování lokomotivy. Během měření se jezdilo rychlostmi vyššími než je maximální provozní rychlost 200 km/h. Na vysokorychlostních infrastruktuře se běžně dosahovalo rychlosti 225 km/h.
Homologace přišla Škodu Transportation na miliardu korun
K povolení k provozu bylo nutné získání certifikátu shody s technickou specifikací pro interoperabilitu evropského vysokorychlostního železničního systému pro subsystém kolejových vozidel (TSI High Speed RST z roku 2008). Vzhledem k tomu, že v zadání bylo, že lokomotiva má mít maximální rychlost 200 km /h, byla zařazena mezi vysokorychlostní stroje.
Lokomotivě 109E se podařilo jako druhé na světě certifikát TSI High Speed RST z roku 2008 získat. Škoda Transportation zahájila schvalovací proces jednak u evropské notifikované osoby EBC a zároveň u německého drážního úřadu EBA. Přístupové zkoušky v současnosti jsou dokončeny v České republice, Rakousku a Polsku. V Německu, Slovensku a Maďarsku ještě probíhají buď konečná vyhodnocení, nebo poslední typové zkoušky. Ve všech těchto zemích bude lokomotiva schopna přejíždět území s rozdílnými napájecími systémy. Stroj tak odpovídá specifickým podmínkám tratí a napájecím systémům se střídavým napětím 25 kV/50 Hz, nebo 15 kV/16,7 Hz, případně i se stejnosměrným napětím 3 kV.
Do samotného vývoje nejrychlejší a nejvýkonnější tuzemské lokomotivy investovala plzeňská Škoda doposud téměř miliardu korun. Při její výrobě používala ty nejmodernější materiály - například vláknové kompozity podobné těm, jaké slouží u vozů Formule 1 a výrazně zlepšují jízdní vlastnosti vozidla a namáhání trati.
Kolik lidí pracovalo na výrobě a schvalování v různých firmách a zkušebních úřadech, nikdo nepočítal. K dispozici jsou proto jen odhady. Na procesu homologace se podílely desítky až stovky lidí v různých zemích. Na samotném vývoji a na výrobě vozidla pracovaly stovky odborníků. Další desítky pracovníků vyráběly potřebné komponenty pro lokomotivu. Ve zkušebních laboratořích pracovaly na typových zkouškách desítky expertů a další odborníci se věnovali evropskému schvalování autorizované osoby a národnímu schvalování jednotlivých drážních úřadů.
Projeli jsme se lokomotivou Škoda 109E
14. září 2010 |
