Tudom, nem ezt a részt ígértem, de ez előbb elkészült :). A mai részben a gázturbinás motorvonatokat ismerhetitek meg.

Nagy-Britannia - az APT motorvonat

Angliában az 50-es években kezdték el a hajtással való kísérletezgetést. Mozdonyba beépítve több gázturbina is teljesített szolgálatot az országban, de ezek – mint az a BR-18000 és 18100 típusoknál látszott – nem hozták meg a várt áttörést. A 60-as években a BR szeretett volna egy minden eddiginél gyorsabb, de könnyű, emellett nagy befogadóképességű motorvonat-konstrukciót a nagysebességű városközi (InterCity) közlekedés fellendítésére.

Ez az igény új lökést adott az országbeli gázturbinás kísérleteknek: megszületett az APT (Advanced Passenger Train – Fejlett személyszállító vonat) motorvonat konstrukció. A vonat prototípusa az APT-E (Experimental – kísérleti) nevet kapta, négy részből állt; két motorkocsi az elején és a végén, közötte két mellékkocsi. A két gépes egységben egyenként 4 darab 300 (később 330) lóerős fő- és egy – a segédüzemek energiaellátását szolgáló – kiegészítő gázturbina foglalt helyet, mindkét motorkocsiban 2 vontatómotor dolgozott. A fenti képen láthatjátok a később megvalósult változat modelljét, itt pedig egy korábbi, áramvonalasabb elképzelést, ami egyébként nekem jobban tetszik.

A vonat teljes egészében alumíniumból készült, és a szekciók között közös forgóvázak voltak beépítve, amivel csökkentették a kerekek számát, és így a súrlódást. A szerelvény az egyik első olyan vonat volt a világon, amely ún. ívbillentő mechanizmust is tartalmazott, amely képes volt a kocsiszekrényt a vágányok ívsugarától függően megdönteni; ezt megoldást ma a legtöbb szupergyors motorvonaton is alkalmazzák, ívekben nagyobb sebességet lehet elérni.

A tesztek 1972-ben kezdődtek meg. A tesztüzem sikeresnek bizonyult, 1975-ben a GWR egyik vonalán - amelyet egyenessége és sík mivolta miatt Brunel biliárdasztalának neveztek :) - a szerelvény 245 km/h sebességgel felállította az angol gázturbinás vasúti vontatás sebességrekordját. A próbák 1976 júniusában értek véget, de a sorozat karrierjét azonnal derékba törte, hogy a főgépeket gyártó British Leyland közben abbahagyta a vonatba szerelt turbinatípus gyártását. Természetesen a milliószor emlegetett 1973-as olajválság sem tett jót a nagy sebesség mellett nagy fogyasztású motorvonat fogadtatásának. Így a jó kezdést produkáló, rekordot is döntő jármű soha nem szállított egyetlen fizető utast sem. Az APT-motorvonat ugyan megvalósult később, ám már a P-típusú utód alapján készült, 25 kV/50 Hz-es villamos szerelvényekkel. A E-vonatot Yorkban állították ki, a National Transport Museumban. A vontatóegység egyébként nemrég rövid időre újra reflektorfénybe került. Tavaly májusban készültek el a 13 éve tartó felújítási munkálatokkal, amelynek köszönhetően az APT-E-t a gyártáskori állapotára újították fel.

Franciaország - 40 év siker

A sajnos kudarcba fulladt brit testvérénél sokkal sikeresebb volt a francia TurboTrain, amit a mai napig a legsikeresebb gázturbinás vonatnak tartanak. Közel 40 évig, 1967-től 2004-ig szolgáltak a francia vasutaknál (SNCF), amely azután az Iráni Vasutaknak adta el őket, ahol a mai napig üzemben vannak. Az első, kísérleti egység, a TurboTrain TGS 1967-ben kezdte el próbaüzemeit, 1971-ben 252 km/h-s sebességet ért el.

A TurboTrain "nulladik generációja", a TGS 1967-ben. (Forrás: http://ns7.freeheberg.com/~sylwer/histoire_031.htm)

A sikeres teszteknek köszönhetően a vasúttársaság 1971-től városközi gyorsvonati szolgálatra meg is rendelte az első generációs TurboTrain-eket, melyeknek így vagy úgy további három generációja szolgált a világban. Az első generációs vonatok négyrészes, 188 ülőhelyes egységek voltak, melyek egyik végén gázturbinás, a másikon dízelmeghajtású hajtóegység dolgozott.

A T-1000-es sorozat, a félig dízel, félig gázturbinás meghajtású TurboTrain ETG. A kép 1975-ben készült Dijon közelében 
(Forrás: http://histoire.trains-en-vadrouille.com/viewtopic.php?f=163&t=50126&view=unread)

Ezeknél híresebbek voltak az 1972-től üzembe helyezett ötrészes, már tisztán gázturbinás második generációs TurboTrain-ek, amelyekből az SNCF 13 darabot rendszeresített. A gépes motorkocsikban egy-egy darab 1040 LE teljesítményű fő-, illetve egy-egy 400 lóerős segédturbina kapott helyet. Mindkét vonatvégben külön (3500 literes) gázolajtartályt helyeztek el, a főgépek összesen óránként 430, a segédturbinák pedig 150 liter gázolajat fogyasztottak (ez azért nem kevés egy viszonylag könnyű motorvonatnak). A meghajtó gázturbinák mindegyike Voith hidrodinamikus hajtóművön keresztül hajtotta meg a kerekeket, a segédturbinák pedig generátorokat forgatva termelték a vezérléshez, a légkondicionáláshoz és a világításhoz szükséges áramot. A vonat elektropneumatikus és elektromágneses fékrendszerrel is fel volt szerelve, minden tengelyén tárcsafékekkel.

A legsikeresebb 2000-es sorozat (RTG) 1992-ben
(Forrás: http://www.delcampe.net/page/item/id,0152035615,language,E.html)

Szolgálatuk kezdetén a nagy forgalmú, de villamosítatlan Lyon-Strasbourg és Nantes-Bordeaux vonalakat szolgálták ki, amelyeken azonban nem tudták kihasználni maximális, 160 km/h-s sebességüket (a vonalon 120 km/h korlátozás volt érvényben). Elődeik a Párizs-Caen és Párizs-Cherbourg vonalakon dolgoztak, amelyek kiszolgálása nagy feladat volt számukra. Így nemsokára a második generációs szerelvények is odakerültek, és ott meg is mutatkozott erejük és megbízhatóságuk. Az 1973-ban beütő olajkrízis miatt az SNCF fővonalaiknak nagy részét villamosította, illetve a további tervezett TurboTrain-ek megrendelését visszamondta. A növekvő forgalmat nehezen kiszolgáló gázturbinás vonatokba 1981-től egy hatodik vagont is besoroztak, így növelve befogadóképességüket. A második, 1979-es olajválság során a motorkocsik erősebb, de alacsonyabb fogyasztású Turmo XII típusú gázturbinákat kaptak, összteljesítményük 2080-ról 3100 lóerőre nőtt. Ezzel egy időben többes vezérlésre is átalakították őket, így 2 szerelvényt is tudott irányítani egy mozdonyvezető. A Nantes-Bordeaux vonal villamosításával a TurboTrain-ek a gázturbinások számára egyébként is kedvezőbb, meredek emelkedőkkel tarkított, nagysebességű Lyon-Nantes vonalra kerültek, ahol ismét bizonyítottak erejükkel. A vasúttársaság a 90-es években a dízelmozdonyos vonatok mellett tette le a voksát, így a TurboTrain-ek még több helyről kiszorultak, noha kétirányú közlekedésre alkalmas voltuk miatt sok időt lehetett velük megtakarítani, ha irányt kellett váltani. 1996-ban már csak 10 darab vonat volt szolgálatban, felettük kezdett eljárni az idő. A 2000-es éveket már csak 6 szerelvény érte meg, amelyek 2004 végén vonultak nyugdíjba, és Iránnak lettek eladva, ahol máig szolgálnak.

Utóbbihoz egy érdekes adalék; új gazdájukhoz a TurboTrain-ek Magyarországon keresztül jutottak el 2005 nyarán. Én éppen akkoriban (június végén) jártam Győrben, ahol teljesen véletlenül összetalálkoztam velük (Celldömölk felől jövő vonatunk jó pár percet várt mellettük), és csináltam is pár képet róluk (sajnos nincsenek már meg...). Nagyon meglepődtem, aztán nem sokkal később az akkor még csak pár hónapja létező Indóházban olvastam, hogy kikkel is találkoztam :). Iránban felújítást is kaptak az öregedő motorvonatok, jelenleg ilyen festéssel közlekednek. A T-2057-es pályaszámú vonat Francia Nemzeti Közlekedési Múzeumban van kiállítva. A TurboTrain-ekből külföldre is jutott, módosított változatuk (harmadik generációs) az amerikai Amtrak vasúttársaság vonalain teljesített szolgálatot Turboliner néven, néhány példányt pedig 1974-ben Iránnak szállítottak le (2008-ban dízelüzeműre lettek átalakítva). Az alábbi videón minden látható, ami érdekelhet titeket. Indulás, porszívóhang, száguldás, füstölés stb.

A negyedik, nagysebességű generációval 1972-ben indultak meg a próbák. A gázturbina-elektromos meghajtású szerelvényeket az Alstom építette meg, és egy 300 km/h-s sebességű motorvonatcsalád kezdetének szánták. A prototípusból kettőt terveztek, de végül egy épült csak meg, a második, fejlettebb meghajtást és ívbillentő mechanizmust is tartalmazó egység gyártása meghiúsult. A vontatófej mind a négy tengelye hajtott volt, és az egyes kocsik közé Jacobs-típusú (hajtás nélküli, közös) forgóvázak kerültek beépítésre. A próbaüzemek során a prototípus 318 km/h sebességet elérve felállította a gázturbinás vasúti vontatás máig tartó sebességrekordját. Noha sikeresnek bizonyult a típus, a tesztek végével pont egybeeső olajválság lehetetlenné tette a nagysebességű, nagyfogyasztású motorvonat üzembeállítását. Mégsem lett méltatlanul elfeledve; a prototípus neve ugyanis bizonyos TGV-001 volt, teszteredményei a későbbi TGV villamos motorvonatok alapjául szolgáltak, ezzel közvetve megváltoztatták az utazóközönség és a világ közvéleményének a modern vasútról alkotott fogalmait. Az immár villamos szerelvények tesztelése 1978-ban folytatódott, a többi már – ahogy mondják – történelem…

Na, mi van ezeken a képeken, ami furcsa? Vagyis mi nincs? :) 
(Forrás: http://emdx.org/rail/40ansTGV/index.html, http://www.supphoto.net/galerie/photos/tgv/)

Kanada és USA

Amerikában is jelentős története van a gázturbinás motorvonatoknak. Az egyik első típus, az UAC TurboTrain (amelynek nem volt köze műszakilag a francia vonalakon szolgáló TurboTrain-ekhez) 1968-tól 1984-ig közlekedett az USA-ban és Kanadában. Az UAC motorvonatokban hat darab, egyenként 400 lóerős, repülőgépekben használt Pratt & Whitney Canada PT6 típusú gázturbina dolgozott, mechanikus erőátviteli berendezéssel. Egy hetedik ugyanilyen turbina felelt az vonatok áramellátásért. A főgépek egyenként mindössze 136 kilót nyomtak; sokkal könnyebbek voltak egy hasonló teljesítményű dízelmotornál.

A (világon először) vágányívsugár-függéses szekrénybillentő mechanizmussal felszerelt prototípus szerelvény 1967 végén 275 km/h sebességet ért el, ezzel sikeres lett a próba. 1968-tól fokozatosan üzembe állt az 5 darab hétrészes, többes vezérlésre is alkalmas vonat. Kanadában az első sajtóbemutatót 1968 decemberében, nagy nyilvánosság előtt tartották, azonban az újságírókat szállító TurboTrain összeütközött egy teherautóval. Senki nem sérült meg a balesetben, és a karambol még jót is tett a TurboTrain hírnevének; alumíniumvázas felépítése miatt ugyanis nem gondolták elég biztonságosnak a korabeli szakemberek, azonban az ütközés során a mozdonyrész elejében helyet foglaló gázturbinák köré épített vastag tartóoszlopok felfogták az energiát. A szerelvények menetrendi üzemben 170 km/h-s hihetetlen átlagsebességgel közlekedtek, egy alkalommal az egyik vonat 230 km/h-s sebességet ért el; ez a mai napig rekord Kanadában. A TurboTrain-ek az országban 1982-ig közlekedtek, túlélve az olajválságokat. Akkor azonban az üzemeltető CN vasúttársaságot megvásárolta a Via Rail, amely a gazdaságosabban fenntartható dízel-villamos mozdonyokat tartotta megfelelőbbnek a feladatra. A gázturbinás gépek felváltására rendelt, szintén szekrénybillentő mechanizmussal ellátott LRC dízelek a mai napig üzemben vannak, ám üzemkészségük messze elmarad a TurboTrain-ek mögött.

Pratt & Whitney Canada PT6 gázturbina. A gép tömege mindössze 300 font, azaz 136 kiló volt. A gázturbinák kiváló tömeg/teljesítmény arányát mutatja, hogy ma, közel 50 évvel később kb. ennyit nyom egy 1.6-os személyautó-dízelmotor, ami mondjuk 100-120 lóerős. Persze annyira ne révedjünk vissza, a fogyasztásban azért bőségesen megveri a gázturbina. :)(Forrás: http://www.sikorskyarchives.com/Turbo_Train.php)

Az USA-ban 1968-tól háromrészes elrendezésben álltak szolgálatba az UAC motorvonatok, majd 1972-ben ezeket ötrészesre bővítették. Menetrendi üzemben 160 km/h-s átlagsebességükkel nagyon lecsökkentették az utazási időt, és modern kinézetük az utazóközönség tetszését is elnyerte. Sajnos a növekvő olajárak miatt a járműveket 1984-ben normál dízelmotorvonatokra cserélték, azonban 2002-ben a Bombardier cég által gyártott újgenerációs, nagysebességű 240 km/h sebességre képes gázturbinás motorvonatok tesztelés céljából ezeken vasútvonalakon is megfordultak. A JetTrain nevű szerelvényekről a későbbiekben lesz szó.

Fent: A United Aircrafts TurboTrain-je. Lent: Az UAC TurboTrain-ek "metszet-nézeti" ábrája. Látható, ahogy a két sorban elhelyezett turbinák egy közös mechanikus hajtóműre hajtanak, amely a tengelyekre közvetíti a nyomatékot.
(Forrás: http://en.wikipedia.org/wiki/UAC_TurboTrain) 

Az Amerikának gyártott francia TurboTrain változatok, a Turboliner-ek apróbb változtatásokkal kerültek a tengerentúlra, ahol felújítást követően egészen a (nagyon) közelmúltig üzemben voltak. Az amerikai Amtrak vasúttársaság 6 darabot lízingelt ezekből a motorvonatokból, amelyek 1973-tól közlekedtek Chicago és New York között, és francia társaiktól eltérően étkezőkocsit is továbbítottak.

RTG Turboliner húz el mellettünk a 70-es, 80-as évek fordulóján valahol Illinois államban, a "jenki MÁV", az Amtrak színeiben. 
(Forrás: http://www.railarchive.net/vintagediesel/amtk52_gt.htm, Fotó: Gary Thompson)

Az olajválság hatására kicserélték a gázturbinákat nagyobb teljesítményű és nagyobb hatásfokú gépekre, valamint átalakították a vezérlést úgy, hogy a vonat csak az egyik turbinát járatva is képes legyen közlekedni. A segédturbinákat kisméretű turbódízelekkel helyettesítették, ezzel tovább csökkentve a fogyasztást. A középnyugati vasutakon szolgáló Turboliner-ek új, modernebb orrot kaptak, de ezek a felújított változatok az egyik példány New York-i tűzesete után le lettek állítva.  A motorvonatok egy másik részét 1995-ben RTL-II néven felújították; esztétikusabb belsőt, digitális vezérlést, és az eredeti 380 helyett 480 voltos generátort kaptak. A leállított példányok komplett felújításon estek át 2001-ben, mely során engedélyezett sebességüket 200 km/h-ra emelték. Ez azonban nem nagyon nyújtotta már meg a különleges vonatok tengerentúli szolgálatának idejét. 2004-ben New York városa beperelte az Amtrakot, amiért az 2003-ban leállíttatta az egyre rosszabb műszaki állapotban levő Turbolinereket, és nem szállt bele a pályafenntartás költségeibe. A felek végül 2007-ben egyeztek meg, pár millió ide, pár millió oda, csak közben a csonkavágányokon rozsdásodó gázturbinások végképp használhatatlan állapotba kerültek (itt egy kép az egyikükről). Az Amtrak végül 2012 végén (kocsinként 16 ezer dollárért) eladta a motorvonatokat ócskavasnak. 

A tesztüzem céljából Amerikában járó Bombardier gyártmányú JetTrain-ek korábban már említésre kerültek. A jelenleg az Egyesült Államok egyetlen nagysebességű motorvonatának, az Acelának a kocsiszekrényébe épített billenőszekrényes gázturbinás egység több újítást is tartalmaz, melyekkel sikerült kiküszöbölni ezen hajtás legtöbb hátrányát. A vonat főgépeként használt 5000 lóerős Pratt & Whitney Canada PW150 típusú, eredetileg turbólégcsavaros gépek meghajtására tervezett gázolaj-tüzelésű gázturbina mellett egy normál dízelmotor is dolgozik a mozdonyban, ez azonban nemcsak alacsony, hanem közepes sebességekig is fel tudja gyorsítani a vonatot, amivel nagyon sok üzemanyagot lehet megtakarítani. 50 km/h sebességig kizárólag a dízel hajt, onnantól veszi át a főszerepet a gázturbina, mellyel egyébként 240 km/h-s utazósebességet is lehet tartani. Az egyik próbaszerelvény 298 km/h-ig gyorsult. A gázturbina és a dízelmotor egy közös generátort forgat, amely mind a négy tengelyt meghajtja, az Acela Express-nél már bevált háromfázisú váltakozó áramú aszinkron vontatómotorok segítségével. A gázturbina tömege hihetetlenül alacsony, mindössze 400 kiló. Ismét megjegyezném, hogy ez egy V12-es autómotor tömege, csak ez 5000 lóerős :). Ennek köszönhetően a JetTrainnek nem nőtt óriásira a tömege (egy hasonló teljesítményű dízelmotor kb. 15 tonnás a mozdonyokban); mivel a vontatóegység mindössze 91 tonnát nyom, maradhatott négytengelyes.

A Bombardier JetTrain gázturbinás motorvonat vontatóegysége. Nem rossz, igaz? :)
(Forrás: http://www.trainspotted.com/photo.php?id=944)

A vonat hétrészes kialakítású, de kétmozdonyos elrendezés esetén 11 kocsiból is állhat egy szerelvény. Érdekesség, hogy a gázturbina nagy sebességeknél a leghalkabb, pl. 220 km/h-nál zajszennyezése megegyezik az Acela villanyvonattal. Ezen felül 30%-kal kevesebb káros anyagot bocsát ki, mint egy ugyanilyen teljesítményű dízel. A Bombardier a TurboTrain-eket a 80-as években leváltó, de rossz konstrukciónak bizonyuló LRC dízelmotorvonatok utódjául szánja ezeket a szerelvényeket, de Észak-Amerikában sajnos nemigen tolonganak érte. A Ferromex (az egyik mexikói vasúttársaság) érdeklődött a vonatok iránt, amiket a nem villamosított, de 160 km/h sebességre engedélyezett pályákon zajló városközi forgalom bonyolítására szánnának a jövőben. Sajnos eddig ebből a rendelésből sem lett semmi, azonban maga az elgondolás, hogy a dízel és a gázturbina együtt dolgozzon a vonatban, ezzel egymás hátrányait kiküszöböljék, akár újra feltámaszthatja ezt a hajtást a vasutaknál. Ha.

A gázturbinás sorozat utolsó részében tehát jönnek a szabaddugattyús gázgenerátorokkal felszerelt gázturbinás mozdonyok és mozdonytervek (szabaddugattyús gázgenerátor, heh, akár valami rajzfilmbe is elmenne tudományos hablatynak :D). Ezenkívül pedig megismerhetitek a végképp elborult sugárhajtású vonatokat is, amelyekkel egy időben egész komolyan foglalkoztak mind a keleti blokkban, mind a hanyatló kapitalizmusban. Komolyan :).

Források:

http://www.traintesting.com/APT-E.htm

http://www.timesunion.com/local/article/State-s-rusting-trains-sell-for-420-000-4116188.php

http://www.hochgeschwindigkeitszuege.com/usa/jettrain.php

http://faculty.washington.edu/jbs/itrans/transrapid-jettrain1.pdf

http://www.hebners.net/amtrak/amtTurbosROHR.html

További képek forrásai:

http://www.therailwaycentre.com/Recognition%20Pictures%20Loco/Artists_dmu.html

http://www.sikorskyarchives.com/Turbo_Train.php

http://www.legrandtrain.com/photos%2018.htm

 http://www.hochgeschwindigkeitszuege.com/usa/jettrain.php