A japán nagysebességű vonat, a „Sinkanszen” a világ egyik leggyorsabb vasúti szerelvénye. Különlegesen hosszú orra miatt kialakítása jelentősen eltér az európai vonatoktól, ez a kialakítás azonban nem esztétikai, hanem fizikai célokat szolgál.
Ellentétben az 1960-as évek első generációs konstrukcióknak inkább kerekded, „gomborrúnak” – Japánban szeretetteljesen „dangobana”-nak – hívott formavilágával, a következő generáció szerelvénye már szinte úgy néz ki, mint egy repülő szerkezet – magyarázza a Sumikai online magazin. A modern modellek, mint például az ALFA-X prototípus orra mintegy 22 méter hosszú. Ez a teljes vezérlőkocsi hosszának nagyjából 80 százalékát teszi ki.
Az első generációnak még hagyományos orra volt
Fotó: Keystone/Getty Images)
Bár a vonatok 300-360 km/órás végsebességgel közlekednek (és technikailag még többre is képesek lennének), a mérnökök fő törekvése más: a különleges vonatoknak a nagy sebesség ellenére is a lehető legcsendesebbnek kell lennie.
A hanghatás minimalizálása
Minél gyorsabban halad egy vonat, annál inkább akadályt képez az előtte lévő levegő. 300 km/óra feletti sebességnél a légellenállás válik a legnagyobb ellenséggé. A Shinkansen hegyes formája gondoskodik arról, hogy a levegőt ne hirtelen, hanem fokozatosan tolja el az útból. Ez csökkenti a légellenállást, energiát takarít meg és stabilizálja a vonat futását.
Az orr kialakítása különösen akkor válik fontossá, amikor a vonat alagútba ér. A Shinkansen – mint minden más vonat – egy levegőoszlopot tol maga előtt. Az alagútban ez a levegő összenyomódik, és nyomáshullámként halad végig a csövön. Amikor ez a hullám az alagút végén találkozik a szabad környezeti levegővel, egy hangos dörrenés keletkezhet – ezt nevezik alagút-robbanásnak (Tunnelknall). Ez a zaj robbanásszerűnek hathat, és kilométerekre is zavarhatja a lakosságot.
A jégmadár csőre mint inspiráció A Shinkansen hosszú, aerodinamikailag optimalizált orra biztosítja, hogy a légnyomás az alagútban lassabban emelkedjen. Ezáltal a keletkező nyomáshullám úgymond „megnyúlik”, ami az alagút kijáratánál jelentősen halkabbá teszi a dörrenést.
A vonat formájának kialakításakor a japán mérnökök a jégmadár csőréből merítettek ihletet: ez a madár képes szinte hangtalanul a vízbe merülni, mivel hegyes formája elegánsan töri meg a víz felületét. Ugyanezt az elvet felhasználva a fejlesztők célzottan szabályozták a légáramlatokat és a nyomásviszonyokat az alagútban.
Fotó: Takashi Aoyama/Getty Images)
A kialakításnak azonban gyakorlati következményei is vannak a vonat belsejében. A rendkívül hosszú orr olyan helyet foglal el, ahol egyébként üléssorok lehetnének. A mintegy 15 méteres orral rendelkező E5-ös sorozat esetében az első kocsiba már csak 29 ülőhelyet tudtak beépíteni.
Az ALFA-X prototípusnál az első kocsiban már egyáltalán nincsenek utasülések, mivel a teljes frontrészt az aerodinamikai szerkezet és a technika tölti ki. Más modellek, mint például az N700S, ezért kompromisszumos megoldást választanak: a vezérlőkocsi hasonló hosszúságú, de az orr jóval rövidebb – kb. 10,7 méter. Ezáltal az elülső részben mintegy 65 ülőhely kialakítása válik lehetővé.
