PALBA.CZ

Kolejový zepelín - Schienenzeppelin

Přezdívku "Kolejový zepelín" si vysloužil německý vysokorychlostní vlak poháněný vrtulí. Dne 21. června roku 1931 dosáhlo rekordní rychlosti 230 km/h. Tento rekord byl překonán až po více než dvaceti letech - roku 1954. Strojní inženýr a železniční konstruktér Franz Kruckenberg (1882-1965) u návrhu využil řadu konstrukčních prvků z letecké techniky. Stroj vážil 18,6 tuny a byl poháněn dvanáctiválcovým leteckým motorem BMW-VI o výkonu 600 koní. Motor nepoháněl dvojkolí vozu, ale tlačnou vrtuli, skloněnou pod úhlem 7° směrem nahoru. Spotřeba paliva byla uváděna 71,5 litrů benzínu na 100 km. Ačkoliv celková délka vozu činila 25,85 m, jednalo se o vozidlo dvounápravové, s rozvorem 19,6 m. Aerodynamicky tvarované těleso vozu s kostrou z vylehčených hliníkových nosníků, potah z impregnovaného plátna, vrtulový pohon. Vše tedy nápadně připomínalo ztuženou vzducholoď, tzv. zepelín. Původ přezdívky je tedy jasně patrný. V roce 1931 vlak překonal rychlostní rekord, ale vrtulový pohon dosahoval přijatelné účinnosti až při rychlostech nad 200 km/h, což vylučovalo nasazení vozu do běžného provozu na stávajících tratích. Hlavním problémem byl samotný vrtulový pohon, vytvářející hluk a proud vzduchu. Kruckenberg jej tedy přestavěl na hydrodynamický přenos výkonu - takto rekonstruovaný vůz s motorem o výkonu 441 kW dosahoval maximální rychlosti 180 km/h. Do roku 1934 byl stroj několikrát upraven, koncem roku byl ale odpordán DR za 10 000 říšských marek. Následně byl odstaven a chátral až do roku 1939, kdy vedení společnosti rozhodlo o jeho sešrotování.

Franz Kruckenberg pocházel ze staré obchodnické rodiny z Hamburku. Jako diplomovaný inženýr v oboru stavby lodí konstruoval v období před první světovou válkou bojová letadla a vzducholodě. Už v této době kritizoval vzducholodě. Důvodem bylo jejich plnění explozivním vodíkem. U letadel těžších než vzduch byly zase pro civilní využití příliš velké náklady na palivo a provoz. Po válce si Franz Kruckenberg otevřel konstrukční kancelář v Heidelbergu. Nejprve navrhl projekt visuté dráhy – monorailu, ten však pro nedostatek kapitálu nedovedl ani do stadia prototypu. Později společně s Hermannem Föttingerem založil Flugbahn-Gesellschaft mbH pro stavbu "Schienenzeppelinu" – výše zmíněného vozu s vrtulovým pohonem. Další Kruckenbergovou konstrukcí byla prototypová motorová jednotka SVT 137 155. Pohonná jednotka byla ukryta v mohutném aerodynamickém čele. Přenos výkonu byl opět hydrodynamický, jako přenosové médium byla použita voda. Při zkušební jízdě 23. června 1939 dosáhla jednotka na trati Hamburk–Berlín rychlosti 215 km/h. Po druhé světové válce navázala na tento typ Kruckenbergova konstrukční kancelář při vývoji jednotek řady DB VT 10.5 ("Senator" a "Komet"). Kruckenbergovy konstrukce byly inspirací i pro motorovou jednotku DB VT 11.5 známou z nasazení do západoevropské sítě expresních dálkových vlaků Trans Europ Express (TEE) a pro východoněmeckou VT 18.16 známou v Československu především z nasazení na mezinárodní vlaky Vindobona, Karlex a Karola.

Pokud jde o samotný vrtulový pohon vlaku, tak již roku 1909 byl na letecké výstavě ve Frankfurtu představen vůz s vrtulovým pohonem. V listopadu 1916 byl podobný vůz vyzkoušen na pruské vojenské dráze Zossen – Jüterborg. V obou případech se jednalo především o bezpečnější, pozemní zkoušky nových leteckých motorů. Teprve v roce 1918 v Palestině a o rok později v Berlíně byly předvedeny vozy s vrtulovým pohonem, které byly zamýšleny pro přepravu cestujících. V obou případech se jednalo o umístění vrtulového pohonu na vůz klasické stavby, což nebyla příliš vhodná kombinace, zejména z důvodu poměrně vysoké hmotnosti. Roku 1921 zkonstruoval ruský konstruktér-samouk V. I. Abakovskij vrtulí poháněný Aerovagon, který dosáhl rychlosti 140 km/h na trati Tula – Moskva. Došlo však k tragédii a všech šest účastníků zkušební jízdy, včetně konstruktéra, zahynulo v jeho troskách.

Zdroj:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Kolejov%C ... pel%C3%ADn
https://cs.wikipedia.org/wiki/Franz_Kruckenberg
https://en.wikipedia.org/wiki/Schienenzeppelin
http://www.geekweek.pl/aktualnosci/6589 ... al-230-kmh
http://trainfanatics.com/germanys-recor ... lin-train/










Franz Kruckenberg (druhý zleva) před kolejovým zeppelínem

Čo si od pohonu vrtulou sľubovali,aké mala mať výhody proti prenosu pohonnej sily priamo na nápravu.Mal priamy pohon na nápravu vtedy nejaký zásadný problém pri rýchlostiach okolo 200km/hod?

kenavf píše:Čo si od pohonu vrtulou sľubovali,aké mala mať výhody proti prenosu pohonnej sily priamo na nápravu.Mal priamy pohon na nápravu vtedy nejaký zásadný problém pri rýchlostiach okolo 200km/hod?

Zajímavá otázka. Podle mne ušetřili za převodové ústrojí, takže stroj byl jednodušší a lehčí. Ale při příjezdu na nádraží zmasakrovali netrpělivé cestující, kteří stáli podél trati.

Možná jen chtěl využít poměrně lehký letecký motor, který tak nezvyšoval váhu, jako konvenční pohon. Úspora musela být hodně výrazná. Očividně si i samotný konstruktér byl vědom problémů s vrtulovým pohonem. Kruckenberg již v roce 1930 oslovil svého bývalého učitele, profesora Hermanna Föttingera, vynálezce hydrodynamické spojky a měniče, a požádal jej o spolupráci na změně pohonu na hydrodynamický. Z vozu byla odříznuta přední část i s první nápravou a bylo dosazeno nové čelo s dvounápravovým podvozkem osazeným párem hydrodynamických měničů na každé nápravě – jeden pro každý směr jízdy. Vůz dosáhl při zkušebních jízdách v roce 1933 maximální rychlost 180 km/h. Na počátku roku 1934 mu byl ještě dosazen nový motor Maybach GO 5.


propagační vozítko z května roku 1932 - vrtule je jen atrapa

Pohon vrtulí, nebo proudovým motorem eliminuje vrozený odpor klasického tažného žel podvozku ( soukolí) při pohybu po kolejích.
Ten se totiž po kolejích nepohybuje přímým směrem, ale jeho pohyb je sinusový v horizontále mezi kolejnicemi ( vlní se), čímž ztrácí na přenesené síle. Současně při tomto způsobu přenosu pohonné síly není zapotřebí adheze, tedy je možnost uspořit hmotnost.

Mirek58 píše:Pohon vrtulí, nebo proudovým motorem eliminuje vrozený odpor klasického tažného žel podvozku ( soukolí) při pohybu po kolejích.
Ten se totiž po kolejích nepohybuje přímým směrem, ale jeho pohyb je sinusový v horizontále mezi kolejnicemi ( vlní se), čímž ztrácí na přenesené síle. Současně při tomto způsobu přenosu pohonné síly není zapotřebí adheze, tedy je možnost uspořit hmotnost.

Ale brzdit se stejně musí koly, takže tomu tření se nedá vyhnout.

Dvě videa ze zkoušek :
https://www.youtube.com/watch?v=E-ID_ktSoLY





http://www.youtube.com/watch?v=ZY7PIIV0nIs
Problém byly se zábrzdnou vzdáleností , teprve v roce 1936 byla zavedena na trati Berlín - Hamburg zábrzdná vzálenost 1200 m .

GlobeElement píše:Ale brzdit se stejně musí koly, takže tomu tření se nedá vyhnout.

Koly se nebrzdí.

A železničný motor s prevodovkou by som považoval za lacnejší ako letecký motor s vrtulou (na nákup aj na prevádzku)

kenavf píše:motor s prevodovkou

se používá leda tak u lehkýh posunovacích lokomotiv, maximálně motorových vozů. Typickým zástupcem je naše řada T 211/700, popř. M 131.1.

Ataman píše:

kenavf píše:motor s prevodovkou

se používá leda tak u lehkýh posunovacích lokomotiv, maximálně motorových vozů. Typickým zástupcem je naše řada T 211/700, popř. M 131.1.

Možno máš na mysli dieselelektrický pohon.Ale otázka je,čo sa používalo vtedy.

kenavf píše:Ale otázka je,čo sa používalo vtedy.

Parní lokomotivy. Ovšem elektrický přenos byl znám a běžně se používal. Němci si ovšem vždy ujížděli na hydraulice.

Na otázku, proč zvolil konstruktér zrovna vrtulový pohon a proč zrovna s ní dosáhl vyšší rychlosti, lze nalézt náznak odpovědi už ve výše napsaném.
Kruckenberg postavil stoj, který se konstrukcí vůbec nepodobá vlaku a je velmi lehký. Odpadla hmotnost převodovky (jakékoliv), podvozku (podvozek je zřejmě poddimenzovaný, co nejlehčí, jen dvojkolí vetknuté do konstrukce. Odpadla nutnost, aby stroj měl dostatečnou adhezi kol vůči kolejnicím.
Připomínka, že to muselo blbě brzit jakýmikoliv mechanickými brzdami, je správná. Vrtule asi neměla reverzaci listů, aby to mohlo brzdit jí. Samozřejmě, že "vlak brzdí koly", neobratně řečeno, tedy třením mezi koly a kolejnicí. Bez adheze se může jít klouzat.

Přestavba na hydrodynamický pohon určitě snížila nejvyšší dosahovanou rychlost z důvodu přidání hmotnosti, Rase píše, že kvůli tomu měnili celé čelo vozu a přidali dvounápravový podvozek. V tehdejších hydrodynamických převodovkách se také umořilo dost výkonu (horší účinnost), respektive horší účinnost stoupala s rychlostí, zatímco u vrtulového mohla s rychlostí účinnost stoupat.

Zástavba mechanické spojky a převodovky s řazením teoreticky možná byla, zvlášť pro rekordní stroj (a ne pro běžný provoz) by se takové řešení hodilo dnes i tenkrát. Zřejmě jen nesehnali dostatečně dimenzovanou spojku. S motorem, spojkou a převodovkou například z tanku Tiger by ten zeppelín možná dosáhl i přes 230 km/h, jenže ten byl ještě na houbách!

mrfelix píše:.. podvozku (podvozek je zřejmě poddimenzovaný, co nejlehčí, jen dvojkolí vetknuté do konstrukce. Odpadla nutnost, aby stroj měl dostatečnou adhezi kol vůči kolejnicím.
Připomínka, že to muselo blbě brzit jakýmikoliv mechanickými brzdami, je správná. Vrtule asi neměla reverzaci listů, aby to mohlo brzdit jí. Samozřejmě, že "vlak brzdí koly", neobratně řečeno, tedy třením mezi koly a kolejnicí. Bez adheze se může jít klouzat...

Brzdná dráha(pri mechanických brzdách) nie je veľmi závislá od hmotnosti lokomotivy(vozidla),hlavný faktor je súčiniteľ trenia medzi kolesom a koľajnicou a ten je približne rovnaký pri ľahkej lokomotive a aj pri ťažkej lokomotíve.
Hmotnosť je dôležitá pri lokomotíve ktorá má ťahať ďaľšie vagóny(trakčná sila),ale tieto lokomotívy(vrtulové) jazdili "na sólo".

mrfelix píše:Samozřejmě, že "vlak brzdí koly", neobratně řečeno, tedy třením mezi koly a kolejnicí.

Samozřejmě, že ne. Sem bohužel línej jak veš, tak nic tvořit nebudu, jenom sem něco sprostě zkopíruju:
http://www.vagony.cz/pojezdy/brzda/brzda.html
http://www.vagony.cz/pojezdy/brzda/mechanika.html
http://www.vagony.cz/pojezdy/brzda/pneumatik.html

Asi ste sa zle pochopili.
Vlak brzdí koly.Brzdnú silu síce vytvára tlak brzdového obloženie na príslušnú plochu ale to nie je limitujúci faktor,limitujúci faktor pre brzdnú dráhu vlaku(auta,..) je trenie medi kolesom a koľajnicou a to mal asi na mysli keď napísal že ten vlak "brzdí koly".

Nebylo by nejlepší brzdit kolejnicovou brzdou? Intensivní brzdění koly by mohlo vésti k jejich zablokování a vytvoření "bačkory", tedy plošky na nákolku-obvodu kola...
Jinak si myslím, že nízká hmotnost brzděného vozidla není brzdnění na škodu.
Těžce naložený náklaďák zastavuje hůř, než vůz prázdný- uvažujme například situaci se zablokovanými koly... A to prosím v případě pneumatik do hry ještě vstupuje velikost styčné plochy...
Podle mne se jedná prostě o HYBNOST toho vrtulového motorového vozu, kterou je třeba nějak brzděním umenšit...
V.Čech by instaloval kolejnicovou brzdu...
---------------------------
jak je to s tím vlnovitým pohybem? Jedná se o pohyb, který vzniká "vyjížděním" na zkosení nákolků? Nedojde k ustředění? Proč?

Vyjíždění na úkos kola je až finální pohyb, který vlnění dvojkolí ukončuje a zároveň start dalšího cyklu.
A důvod vzniku?
Tak na to je celá věda, ale krásně nám to vysvětlil profesor na střední:
Janci, vezměte dvounáravový dřevěný vozík, žebřiňák, a táhněte, ale zkuste tlačit!
A až budete tlačit, tak zajeďte do nějakého koryta, kolejí, kvůli bočnímu vedení ( úkosy na kolech) a máte daný problém na světě.

V.Čech by instaloval kolejnicovou brzdu...

No co? Tramvaje je mají taky.

Ale teď vážně.
Umíme vyrobit dokonalé žel. kolo, umíme vyrobit dokonalou kolejnici. Co neumíme, je vyrobit dokonale tuhé uložení kolejnice pod zátěží. Uložení kolejnice je tak pohyblivé a jakýkoliv jeho pohyb levé či pravé kolejnice znamená rozdílnou dráhu levého, pravého kola. A tak vznikají boční síly. Stejně tak to platí i pro nečistoty na kolejích.
Prostě železničnímu podvozku chybí pneumatika, která u auta tenhle problém eliminuje díky své pružnosti a tlumení.

kenavf píše:Vlak brzdí koly.

Kdyby mi tohle někdo řek u zkoušek, opravdu nevím, co bych s ním proved. Ani v nejhorším snu se mi o tom nezdálo!

kenavf píše:.Brzdnú silu síce vytvára tlak brzdového obloženie na príslušnú plochu...

No vidíš, že nebrzdí.

Mirek58 píše:No co? Tramvaje je mají taky.

Vlaky taky. Stošedesátkový vozy jí mít musí, u nás. Nicméně s tim nejde brzdit do zastavení, to by bylo jak do zdi.

Ataman píše:

kenavf píše:Vlak brzdí koly.

Kdyby mi tohle někdo řek u zkoušek, opravdu nevím, co bych s ním proved. Ani v nejhorším snu se mi o tom nezdálo!

Poslyš, podle těch odkazů, cos sem dával, vlak skutečně brzdí koly. Tedy to, co vlak zastaví, je zabrždění kol (zpomalení až zastavení jejich otáčení) a tření pláště kola o kolejnici.

Myslel jsem si, že by to mohlo být jinak, že by vlak zabrzdil třením nějakého jiného brzdného předmětu přímo o kolejnice (bez ohledu na kola), ale evidentně tomu tak není.