APT, turbotrein van over het kanaal

Het Prototype van de Advanced Passenger Train, of APT, verliet in april 1972 het Onderzoekingscentrum van de British Railways te Derby. Die turbotrein, waarvan het silhouet aan een slang doet denken, is ontworpen om op bestaande sporen 250 km/h te rijden. Inderdaad, de BR hebben de bouw van nieuwe lijnen met hoge snelheid nog niet overwogen, behalve die van de tunnel onder het kanaal. De APT-E (E = experimenteel) is een geleed treinstel van een lichte legering, samengesteld uit vier elementen, nl. twee motorrijtuigen met tussenin twee aanhangrijtuigen, gedragen door vijf draaistellen, waarvan de twee buitenste motordraaistellen zijn. De eigenlijke treinstellen tellen zeven tot tien elementen. Naast de tractie met turbine, biedt de APT-E tevens de mogelijkheid tussen de rit allerhande nieuwigheden te testen: de opvatting van de loopdraaistellen, het geleidingssysteem tussen de kasten, het verkantingskompensasiestelsel en de “hydro-kinetische” reminrichting.

 De motorrijtuigen

De kasten van de motorrijtuigen zijn zelfdragend en vervaardigd uit gelaste platen van een aluminiumlegering. Ze omvatten een buisvormig raamwerk van staal. Ter wille van de stroomlijning en het begrenzingprofiel werd de besturingsinrichting in de aslijn van het voertuig aangebracht, in een onder druk gehouden en geluidvrije cabine, een soort vliegtuigcockpit. De gestroomlijnde neus is van glaswol. Op dit ogenblik is elk motorrijtuig slechts uitgerust met vier turboalternators die slechts twee tractiemotoren voeden, met een kontroleïnrinchting voor de turbines, een elektrische weerstandsremuitrusting en een vijfde turboalternator voor de voeding van de hulptoestellen met driefasige stroom 415 V 50 Hz.

Onder de vloer bevinden zich de drukluchtreservoirs, de luchtinlaten, de ventilator van de elektrische weerstandsrem, de brandstof reservoir., de radiator en de vloeistofreservoir van de hydro-kinetische rem. De bedieningslessenaar, in de cabine, omvat twee laterale borden, waarop de lichtgevende drukknoppen bijeengebracht zijn voor de controle van de hulptoestellen, en een centraal bord met de snelheids-, de versnelling- en vertragingswijzers en de tractie-ampèremeter. Twee handels voor de controle van het vermogen en de remming brengen, bij hun bediening, een elektronische berekeningsinrichting op gang die een programma optelt dat rekening houdt met het vereiste vermogen, de snelheid van de trein en de gewenste remming. De snelheid van de trein wordt geregistreerd door een radarsysteem van Doppler waarvan de aanwijzigingen helemaal niet door het slippen van de wielbanden beïnvloed worden, noch door slijtage van de wielbanden.

De turbines worden met gasolie gestookt, die normaal bij de dieseltractie gebruikt wordt. Het ventilatiesysteem van de machinekamer beperkt de heersende temperatuur tot 20°C.

Elk motorrijtuig heeft slechts een motordraaistel, vooraan, uitgerust met twee tractiemotoren. De elektrische weerstandsrem die het vermogen van de motoren gebruikt, wordt gebruikt bij snelheden tussen 250 en 70 km/h.

 De aanhangrijtuigen

De kasten van de aanhangrijtuigen, van het semi-monoromp-type, zijn volgens de luchtvaarttechniek vervaardigd van geklonken platen van een aluminiumlegering. Alleen de uiteinden van de onderstellen zijn van staal. Het binnenste van elk aanhangrijtuig heeft de vorm van een zaal van 17,200 m lengte bij 2,580 m breedte en 2,030 m hoogte.

Het is een modulaire constructie die aan weerszijden voorzien is van acht vensters met dubbele beglazing. Die aanhangrijtuigen, uitgerust met klimaatregeling, bergen het controlematerieel dat over verscheiden posten verdeeld is: turbines, transmissie, ophanging, structuren, adhesie, rijtuigdynamica, geluidregeling, enz.

De verbinding tussen de vier elementen van het treinstel geschiedt door middel van overstapkokers, die in de verticale aslijn van de loopdraaistellen zijn geplaatst. Die kokers doen tevens dienst als toegangsbalkons en zijn met dat doel aan weerszijden van dubbele klapdeuren voorzien. De loopdraaistellen zijn met een gloednieuwe wielbalgophanging uitgerust.

 Andere bijzonderheden

Om met hoge snelheid de bogen te doorlopen, is de APT-E uitgerust met een verkantingsinrichting (verkanting = niveauverschil tussen de twee rails van een spoor in een boog), die het voertuig in staat stelt in beide richtingen tot negen graden over te hellen. Hierdoor kan de APT-E de bogen doorlopen met een snelheid die het dubbele is van die welke voor de conventionele treinen is toegestaan.

Met een snelheid van 250 km/h, moet de APT-E kunnen stoppen over de afstand van 1 940 meter die twee seinen scheidt. Dat stemt overeen met een snelheidsafname van 1,50 m/sec², die een remvermogen van 1 920 pk per loopas veronderstelt. Een dergelijk vermogen neutraliseren door middel van gewone blokkenremmen zou een verhitting en de beschadiging van de wielbanden veroorzaken. Aan de wielen, met 500 mm middellijn, heeft men nieuwe hldrokinetiese remmen aangebracht, die werken door het gebruik van een mengsel van water en glycol. Die vloeistof wordt daarna afgekoeld in een radiator die zich onder de vloer van de motorrijtuigen bevindt. Het remmen met geringe snelheid wordt verzorgd door een hydraulische wrijvingsrem.

 Hoe staat het met de testen ?

De eerste testen met geringe snelheid hadden plaats vanaf 25 juli 1972 op een baanvak van acht kilometer van de lijn Derby - Sheffield.

Een speciale proefbaan van 22 km werd aangelegd nabij Nottingham op een buiten dienst gestelde lijn. De testen met hoge snelheden die in augustus 1972 moesten beginnen, werden slechts op 11 oktober 1973 aangevat. Ze werden met succes voortgezet, maar het treinstel omvatte op dat ogenblik slechts een enkel tussengevoegd aanhangrijtuig.

Het in dienst stellen van twee voorreeksstellen, een met gasturbine, de andere “al-elektrisch”, was gepland voor 1975 en de levering van de eerste reeks treinstellen voor 1977. Wegens de vertraging ten opzicht van het oorspronkelijke programma, verwachtten de BR het in dienst stellen van een elektrisch prototype in 1975, en, waarschijnlijk, van een voorreeksmachine met turbine in 1978. De eerste elektrische reekstreinstellen zouden voor 1979 zijn.

 Algemene kenmerken

• Spoorbreedte: 1,435 m
• Voornaamste bouwers:
  • Werkplaatsen BR Derby (motorrijtuigen, draaistellen, algemene montage);
  • English Electric Aircraft Division (aanhangrijtuigen);
  • Leyland (turbines, reduktors);
  • Houchin (alternators);
  • General Electric (tractiemotoren );
• Geïnstalleerd thermisch vermogen: 2 400,000 pk
• Inhoudsvermogen brandstofreservoirs: 2 720 l gasolie
• Vastgestelde maximumsnelheid: 250,000 km/h
• Totaal gewicht in rijvaardige staat: 145,000 t
• Gewicht één rijtuig: 49,000 t
• Belasting per as: 14,500 t
• Asafstand motordraaistellen: 3,170 m
• Middellijn wielen 0,914 m
• Asafstand loopwielen: 2,400 m
• Middellijn wielen: 0,750 m
• Lengte van een motorrijtuig: 23,000 m
• Lengte van een aanhangrijtuig (tussen draaistelassen): 20,810 m
• Totale lengte: 87,620 m
• Breedte kast: 2,685 m
• Hoogte aan de opening van de uitlaten: 3,640 m