Lettbane
Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Lettbane er jernbane med minimal togvekt. Termen er en uttrykksmåte for å diskutere miljøkonsekvensene av lav togvekt, og i det følgende vil begrepets nødvendighet bli klargjort. En bybane kan betraktes som en lettbane, men er det bare delvis. Først og fremst er bybanen kjennetegnet ved sin evne til å gå sammen med annen bytrafikk, i motsetning til vanlig jernbane, som krever egen trasé. Bybanen har bare i liten grad utnyttet mulighetene for vektreduksjon, men nok til å kunne gå i moderat kupert byterreng.
Innhold |
[rediger] Kan tog være lette?
Minimumsvekten for tog som går på bakken, ble demonstrert i februar 2007 da et tog sporte av i snøfonnene nær Hallingskeid. Toget - et Signaturtog - besto av motoriserte vogner, hver med 80 seter og en vekt på 54 tonn. En tidligere ruteplanlegger i NSB uttalte til media at han hadde advart mot bruk av så lette tog, da det kunne gli som et akebrett på snøen og spore av. Et tyngre lokomotiv, som kunne bære en skikkelig snøplog, burde trekke toget. I varmere strøk, hvor man kan se bort fra snøfonner, må tog bygges for å overleve kollisjoner med kveg og andre store dyr, såvel som kryssende kjøretøyer. Hvis skinnegangen ble løftet 4-5 meter over bakken og hvilte på søyler, ville man kunne se bort fra snøfonner, store dyr og kryssende kjøretøyer, så da kunne man virkelig bruke lettvektsteknologi. Her kommer teknologien inn i en interessant god sirkel: Opphøyd skinnegang muliggjør lette tog, og lette tog er det enkelt å heve over bakken. En tom lettvektsvogn for 70 passasjerer veier bare 5 tonn (ifølge Performance Specs for Hytran), mot 40 tonn for jernbanevognen. Tar man totalvekten, med motoriserte boggier, blir det 6,4 tonn, men denne vekten kan da sammenliknes med at en 40-tonns vogn blant 6-7 slike vogner blir trukket av et 80-tonns lokomotiv. I begge tilfellene har lettvektstoget bare 1/8 av vekten. Nå har de 80 i jernbanevognen en vognlengde på 25 meter, mens de 70 i den lette vognen bare har 16-18 meter. Med like plassforhold blir det kanskje riktigere å si 1/6. Hvis vekten av passasjerene tilsvarer vekten av vognene/toget, blir forholdet 2/7. De sterkeste kreftene i den sikre høyden vil være dem fra vinden og passasjerene. Spesielle forhold som uvanlig transport- eller byggevirksomhet kan medføre hindre, men de er lette å oppdage med radar eller ultralydekko. Da trenges ingen evne til å identifisere hinderet - det er bare å bremse automatisk. Denne forenklingen av omgivelsene gjør det mulig å bruke førerløse og datamaskinstyrte tog. En annen fordel med den opphøyde skinnegangen er at strømledningen lett kan bygges inn, uten fare for folk eller dyr, og uten at strømmen forstyrres av regn eller snø.
[rediger] Miljøkonsekvenser
Fordelene med redusert vekt vil man få innen tre områder:
- Reduksjon av energiforbruk og kraftpåvirkninger. Egergitap grunnet friksjonen mot underlaget reduseres når togvekten reduseres. Men ved høyere hastigheter blir luftmotstanden viktigere, og denne er uavhengig av togets vekt, men bestemmes primært av dets tverrsnittsareal. Et lettere tog gir også mindre kraftpåvirkninger under oppbremsing og svinging, noe som muliggjør lettere og billigere skinnegangkonstruksjoner.
- Reduksjon av påkrevd planering (rasering). Et tungt tog krever omfattende planering (utsprenging, utfylling, fundamentering...) og dyre broer. En lettogsskinnegang på søyler kan tilpasse seg til et ganske ujevnt terreng simpelthen ved å variere søylehøyden.
- Åpenhet for kryssende trafikk under en opphevet jernbane. En konvensjonell jernbane danner en barriere, et jernteppe, langs traséen. Den kan nok la noen veier krysse, men vil likevel være en barriere for lokalbefolkningen og dyrelivet. Et hevet spor med åpninger på 2x2 meter vil la folk og dyr kunne passere og ikke føle seg innesperret. Blir åpningene 4-5 meter høye og minst 5 meter brede, kan også kjørende lokaltrafikk passere fritt.
[rediger] Lettbanetyper
Et konvensjonelt jernbanespor er så bredt at toget lett kan balansere på det, og dette går greitt nede på bakken. Men når banelegemet skal ligge på toppen av søyler, må det utformes som en stiv bjelke. Det vil si: Det må være tykt i høyderetningen, men helst smalt. En bred bjelke vil være tung, dyr og visuelt sjenerende. Toget bør ikke prøve å balansere oppå en en bred bjelke, men få stabilitet og avsporingssikkerhet ved å strekke seg rundt øvre del av en smalere bjelke. Vi har nå fått et tog av ALWEG-typen, som sitter overskrevs på bjelken.
Selve toget kan nok være lett, men banelegemet - normalt en betongbjelke holdt oppe av betongsøyler - har noen problemer:
- Bjelken blir en barriere mellom toget og bakkenivået, slik at toget ikke kan ha en heis for passasjerer som stiger på og av. Da må det bygges opphevde stasjonsanlegg ved alle stoppestedene - med mindre banen har reserverte områder hvor den kan gå ned til bakkenivået. (Heisen fungerer også som en slusemekanisme, med vekt, som automatisk forhindrer overbelasting av toget.)
- Når togene går oppå bjelken, blir det vanskelig å la bjelken gå i store spenn ved at den henger under en kabelbue - slik en hengebro henger under to.
Så toget får henge under en stålbjelke, og dermed er det en hengebane, også kalt en énskinnebane av typen SAFEGE.
[rediger] Hengebanetog
Stålbjelker holdt oppe av metallstolper gir et lettere banelegeme som ikke minst har et mindre volum, og dermed et mindre sjenerende utseende. Når avstanden mellom stolpene kan være 30-40 meter, kan toget gå som en trikk eller buss i en bykjerne. Banen kan følge en gate eller vei, etasjen over kjørende trafikk - også over broer - og kan gjerne få en ganske rett trasé, selv over en vei som bukter noe frem og tilbake, ved å ta snarveier over fortau, gjerder, hager osv.. Det kan virke rart at virkelige tog kan bæres av lange og ikke spesielt stive bjelker, men et langt tog vil ha mye av vekten i de sterke partiene nær stolpene, og de togdelene som er i de svake bjelkedelene midt mellom stolpene, trenger ikke bli en alvorlig belastning dersom toget har en viss stivhet - spesielt en stivhet som er dynamisk regulerbar. En hengebanes boggier kjører inne i den hule bjelken, så hjulene har alltid et tørt og rent spor. Går hjulene oppå bjelken, derimot (ALWEG-typen), vil selv de moderate snømengdene som kan legge seg der, sjenere et hurtigtog. Og en slik toppflate kan nok lett invitere fugler til en hvil med en god utsikt - og en massakre. (Et tredje opphengingsalternativ er å la toget gå på siden av en høy bjelke som kan bære tog på begge sidene, men da vil det bli vanskelig å unngå en problematisk belastning på hjulene - som ikke kan være små hvis de skal gå i høy hastighet.)
I tillegg til hovedhjulene som går inne i bjelken, kan det gå støttehjul på undersiden av bjelken. Hvis disse to hjulsettene presses mot hverandre, kan bakkeklatringsevnen bli langt bedre. Bremser som på samme måte kniper om bjelkens nedre del, vil være langt mer effektive enn tradisjonelle hjulbremser.
En relativt kompakt bjelke er det mulig å bevege på forskjellige måter:
- Å svinge den opp eller sideveis der den krysser for eksempel en elv med båttrafikk
- Å forskyve en ende av bjelken - for sporveksling mellom to eller flere alternative linjer
- Å la banen bli båret av flottører på sjøen - selv om tidevannet vil svinge overgangsbjelken litt opp og ned
- Å la en bjelke bli båret av en heis som kan heve og senke bjelken (med tog)
- Å la en bjelke bli kjørt sidelengs på to parallelle spor som er loddrett på bjelken - slik at ethvert punkt på en rektangulær jordlapp kan behandles av banen (for jordbruksformål)
- Å la en banestrekning bli holdt oppe av flyttbare stativer - for en provisorisk bane. (Greitt for et vinter-OL)
[rediger] Overførbare passasjerkabiner
Når passasjerkabinen er lett, kan den også gjører utskiftbar, slik at den kan flyttes over til andre befordringsmidler. Da vil passasjertransporten kunne dra nytte av den fleksibiliteten som containerbruk lenge har gitt frakttransporten. Men overføring av passasjerkabiner må skje fort, uten å gi følelse av at man henger og dingler under en kran. Hengebanen har et unikt potensial i så henseende, fordi bjelken kan lede kabiner til en posisjon like over andre kjøretøyer/plattformer. Dette kan være et båtdekk, en spesialbygd lav jernbanefraktvogn, eller en trailer-liknende buss. Da er det ikke så mange centimeterne kabinen må senkes under overføringen, så man vil unngå følelsen av å dingle under en kran.[1]
[rediger] Potensiale for avansert teknologi
Når vekten er lav, er det mye lettere å erstatte de hemmende hjulene med avanserte svevemetoder som magnetisk levitasjon - maglev. Hengebanens bjelke gir i denne sammenheng fordeler som:
- Et rent miljø, uten rusk, fremmede objekter og snø - bare rent metall
- Ingen stabilitetsproblemer, siden toget henger under levitasjonsmekanismen - som attpåtil er innestengt mellom stålvegger
- Mindre dimensjoner
Bjelken tåler lite vekt fra levitasjonsmekanismer som må være langs sporet, men de passive spolene som Inductrack-systemet benytter, er kanskje lette nok. Bjelkens indre muliggjør også en annen stabil svevemåte: vindsurfing, enten på motorskapt luftpute (som med Hovercraft og andre luftputefartøyer), eller ved at skråstilte flater løftes av fartsvinden etter kjøring på hjul opp til tilstrekkelig hastighet. Når det ikke er kontakt mellom hjul og kjørebjelke, kan den vanlige hjuldrivende motoren ikke benyttes, så den må erstattes av et alternativ som linjærmotoren, som kan være integrert i maglev-mekanismen. [2]
[rediger] Må lav vekt bety lav kapasitet?
For å frakte store kolli vil slike lettbaner (uten supplerende tungtransport) være utilfredsstillende. Men for å frakte passasjerer og lettgods, kunne en dobbeltsporet hengebane ha togpassasjer med under ett minutts intervall, om det ikke hadde vært for de irregulære forsinkelsene ved stoppestedene. Hvis bruk av konvensjonell jernbane innebærer enkeltsporet bane i stedet for dobbeltsporet, vil de påtvungne lange togintervallene umuliggjøre konkurranse med en strøm av lettog - spesielt hvis man tar hensyn til faktorer som brukervennligheten med korte togintervaller, samt hvor problematisk det blir om et tog må tas ut av drift. Førerløse lettog kan bli mindre personalkrevende - spesielt hvis billettering og sikkerhet tillater at et tog kjøres ubemannet liksom en heis.
[rediger] Psykologi
Det er lett å bli entusiastisk over disse nye jernbanetypene, men dette innebærer en fare for en destruktiv polarisasjon - en splittelse mellom entusiaster og skeptikere - som normalt har makten og pengene. Det er meget viktig at argumentasjonen går på de viktige egenskapene: at lav vekt gir viktige miljømessige og driftsmessige fordeler. Betegnelsene på disse nye banetypene bør man i det lengste unngå å bruke, da de har en tendens til å pense tenkningen inn på sidesporet: fornøyelsesparkbruk.
[rediger] Kilder
[rediger] Eksterne lenker
- The Monorail Society - diverse informasjon om énskinnebaner
- Et hengebanekonsept for privatvogner
- Et hengebanekonsept for tog/trikk/buss
