Ontwerp van een elektrische locomotief CC van 7000 PK met hoge snelheid

In mei 1968, heeft de N.M.B.S. een overeenkomst afgesloten met de bouwers La Brugeoise & Nivelles (BN) en de Ateliers de Constructions électriques de Charleroi (A.C.E.C.) voor het ontwerpen van een nieuwe locomotief voor vier stroomsystemen, bestemd voor het trekken van de zware en snelle internationale treinen, o.m. op de lijnen Parijs - Brussel - Amsterdam en Oostende - Luik - Keulen.

Dank zij het hoge uurvermogen dat deze locomotief zal kunnen ontwikkelen, nl. 7.000 pk (of 5.150 kW) in plaats van 3.800 pk voor de bestaande „veelstroomlocomotieven” type 150 en 160, zal ze aanzienlijke prestaties kunnen leveren waardoor ze zal opgewassen zijn tegen de gestadige verhoging van de belastingen van de reizigerstreinen en eventueel ook tegen de opvoering van de snelheden op de grote internationale verkeerslijnen.

De maximale snelheid die deze locomotief op dit ogenblik kan ontwikkelen, bedraagt 160 km/u., maar ze is zo ontworpen dat ze, door een eenvoudige verandering van de overbrengverhouding van de tandwielen in staat is 220 km/u. te halen.

Deze locomotief, waarvan het gewicht in rijvaardige staat niet hoger zal liggen dan 117 ton, zal voorzien zijn van twee draaistellen met drie assen die afzonderlijk worden aangedreven door volledig opgehangen motoren (symbool: Co’Co’).

De elektrische uitrusting onderscheidt zich door het gebruik van droge gelijkrichters met halfgeleiders en door de nieuwe thyristor-techniek. Ze is derwijze opgevat dat men, alleen maar door het uitschakelen van bepaalde organen en, desgevallend, door een aangepaste versterking van het freem, een locomotief van 3.000 V gelijkstroom voor één stroomstelsel bekomt. Deze versie zou geschikt zijn voor het trekken van zware reizigers-en goederentreinen in binnenverkeer.

Tenslotte zal de locomotief, in combinatie met de pneumatische remuitrusting, voorzien zijn van een elektrische weerstandsrem.

In het kader van dit onderzoek heeft de N.M.B.S., in samenwerking met de bouwers, belangrijke proefnemingen gedaan. Die proefnemingen moesten de bruikbaarheid aantonen van de oplossingen waarmee rekening zal dienen gehouden te worden bij het definitieve ontwerp voor sommige essentiële elementen van de bouw.

In verband met het mechanisch gedeelte, werden er, in de loop van 1969, twee reeksen bijzonder belangwekkende proefritten ondernomen met een snelheid gaande tot 200 km/u.

 Proefritten met locomotief n° 124.001.

In mei en juni 1969 werden er op de lijn Brussel - Oostende, tussen Landegem en Aalter, met locomotief n° 124.00 1 [1] snelheidsproeven ondernomen op een baanvak van ongeveer 10 km waarvan het spoor en de bovenleiding speciaal aangepast waren.

Met het oog op de proefritten had men de overbrengverhouding gewijzigd en een experimentele stroomlijning gemonteerd op de voorzijde van de locomotief.

De vorm van die stroomlijning was voordien reeds bestudeerd geweest aan de hand van proefnemingen op modellen in een windtunnel van het „Instituut Von Karman voor de Dynamica der Fluïda” (te St.-Genesius-Rode), met het doel:

• boven het dak een regelmatige en niet turbulente wegvloeiing van de lucht te garanderen, wat een onontbeerlijke voorwaarde is om, bij hoge snelheden, een onberispelijke stroomafname te bekomen door de pantografen die bij de verschillende stroomstelsels te pas komen;
• de zijwaartse drukgolf uitgeoefend op kruisende treinen (die stijgt zoals het vierkant van de snelheid) tot het minimum te beperken, ten einde het breken van vensterruiten der reizigerstreinen te voorkomen.

De snelheid op het baanvak werd trapsgewijs opgevoerd van 160 tot 200 km/u., met een piek tot 206 km/h. Het gedrag van de locomotieven en rijtuigen (meetrijtuigen en RIC-rijtuig) was zeer bevredigend. Naast de controle van de doeltreffendheid van de stroomlijning, hebben deze proeven tal van nuttige gegevens opgeleverd voor het bestuderen van het toekomstige materieel, o.m. in verband met de stroomafname, de stabiliteit onder het rijden, het gedrag van de organen van het draaistel, de belasting van de spoorbaan, enz.

 Proefnemingen met een locomotief Ae 6/6 van de SBB.

Die proeven werden van februari tot juni 1969 uitgevoerd met de medewerking van de S.B.B. en van S.L.M. Winterthur, bouwer van de locomotief, om de optimale kenmerken te bepalen welke aan het draaistel van de onderzochte Co’Co’-locomotief moeten worden gegeven.

De N.M.B.S. heeft, inderdaad, geen enkele elektrische locomotief van het type Co’Co’, terwijl de locomotief Ae 6/6 (waarvan de voornaamste kenmerken zijn opgenomen in de rubriek „Locomotieven uit alle windstreken”) voorzien is van twee drie-assige draaistellen, met een elastische terugstelinrichting, wat de zijdelingse beweging van de buitenste assen van elk draaistel mogelijk maakt. Dit stelsel wil de zijdelingse belastingen verminderen die op het spoor uitgeoefend worden, voornamelijk tijdens het rijden in bochten.

Naast de wijziging van de overbrengverhouding om de maximale snelheid tot 200 km/u. op te voeren, werden, met het oog op de proeven, de bladveren van de secundaire ophanging vervangen door schroefveren waaraan hydraulische schokdempers werden toegevoegd. Bovendien werd de verbinding met de kast gerealiseerd door middel van een lage trekinrichting. Die verbinding, welke de adhesie moet verhogen, is volledig dezelfde als die welke op onze recente elektrische locomotieven type 126, met eenmotorige draaistellen gebruikt wordt.

De proefnemingen hadden plaats:

• in Zwitserland, op het net van de SBB, eerst op een zeer bochtige lijn (waarop bochten voorkomen die slechts 300 m straal hebben) en vervolgens op een normale lijn, met een topsnelheid van 150 km/u.;
• in Duitsland, tussen Bamberg en Forchheim, nabij Neurenberg, met een topsnelheid van 200 km/u.

Alle proeven zijn in uitstekende voorwaarden verlopen. De resultaten hebben aangetoond dat het geheel van kenmerken die uiteindelijk in aanmerking genomen werden voor de draaistellen, de mogelijkheid zouden bieden:

• in elke rijomstandigheid de op de spoorbaan uitgeoefende zijdelingse reacties tot aannemelijke waarden te beperken;
• in te staan voor de veiligheid en voor een goede stabiliteit onder het rijden, en tevens een goed comfort in de bestuurderscabine te garanderen bij een topsnelheid van 200 km/u.

Laten wij, tot besluit, erop wijzen dat men uit het geheel van de resultaten der proefnemingen die in 1969 ondernomen werden met de locomotief n° 124.001 van de N.M.B.S. en met de locomotief Ae 6/6 van de SBB een reeks fundamentele gegevens heeft kunnen afleiden voor het ontwerpen van het mechanisch gedeelte van de toekomstige voor de N.M.B.S. bestemde Co’Co’-locomotief voor vier stroomsystemen met hoog vermogen en met grote snelheid.

Bovendien heeft de tijdens de proefnemingen waargenomen veiligheidsmarge uitgewezen dat de eventuele maximale snelheid van deze locomotief op 220 km/u. kon gesteld worden.