250 km/h na CMK?

W 2021 r. minie ok. 50 lat od czasu, kiedy polscy inżynierowie i naukowcy wizjonersko zaprojektowali pierwszą polską linię dedykowaną dużym prędkościom: Centralną Magistralę Kolejową Śląsk - Warszawa. Było to w podobnym okresie, kiedy Francuzi zaczęli projektować swoją pierwszą linię KDP: LGV Paryż - Lyon. Ci ostatni w 2021 r. będą obchodzić 40 rocznicę uruchomienia tej linii z prędkością rozkładową 260 km/h, a potem 270 km/h i w końcu 300 km/h. Czy do tego czasu w ruchu rozkładowym uda nam się - pomijając jazdy testowe - pojechać 250 km/h choćby po fragmencie CMK?

Obecnie jest to pytanie z gatunku zagadek kolejowego bytu, ale - co ważne - rodzą się całkiem realne pomysły wykorzystania projektowanej prędkości na CMK oraz - co bardzo istotne - parametrów składów Pendolino, nawet przy zasilaniu 3 kV napięcia stałego. Powszechnie uważa się, że od granicy 250 km/h (lub powyżej) zastosowanie systemu 3 kV DC nie sprawdza się eksploatacyjnie, gdyż potrzebny jest zbyt duży okład mocy na dany odcinek zasilania, sieć musi być bardzo ciężka i np. na linii Rzym - Florencja ma przekrój 610 mm2 przy jedynie 60-metrowych odległościach pomiędzy "bramkami", czyli konstrukcjami wsporczymi ciężkiej sieci (bramki zastosowano tam właśnie głównie z powodu ciężkości sieci). Dla porównania na CMK nowa sieć przystosowana do V = 250 km/h ma przekrój 440 mm2.

Okład mocy oraz moc wizerunku

A gdybyśmy chcieli jeździć po CMK z prędkością 280-300 km/h, co też rozważano jako opcję? Zasilanie sieci w systemie 3 kV DC wymagałoby zabudowania potężnych transformatorów oraz gęstego rozmieszczenia podstacji, co w konsekwencji oznacza duże koszty eksploatacyjne i utrzymaniowe. Przytoczmy fragment specjalistycznego artykułu z czasopisma "Technika Transportu Szynowego" (TTS nr 5-6/2005), poświęconego w całości zagadnieniom linii dużych prędkości na przykładzie projektowania zasilania sieci na szybkiej linii we Włoszech:

"Moce zespołów projektowanych do zainstalowania na linii Rzym - Neapol w rozpatrywanym tu wariancie 3 kV DC (ostatecznie wybrano system 2 x 25 kV AC 50 Hz), dla przewidywanego ruchu pociągów o prędkości 300 km/h wynosiły 2 x 10 MW (moce transformatorów) z dodatkowym zespołem rezerwowym, co dawało okład mocy linii powyżej 1,1 MW na km. Przewidywano zastosowanie zasilania dwustronnego z podstacji oddalonych o 12 km bez kabiny sekcyjnej, zespołów prostownikowych 12-pulsowych z filtrami typu LC oraz wyłączników szybkich o zdolności wyłączania prądów powyżej 50 kA. (...) Dla porównania do przewidywanej modernizacji linii CMK zainstalowany okład mocy wyniósłby 700-800 kW/km".

Dodać należy, że na CMK w ramach obecnie projektowanej modernizacji zasilania na istniejących podstacjach zostaną zamontowane transformatory o mocy ok. 2 x 6 MW, co przy dobudowaniu sześciu nowych podstacji pozwoli prowadzić ruch pociągów o poborze mocy do 6 MW i prędkości do 220-230 km/h. Jednak pod warunkiem utrzymania czasowej odległości pomiędzy pociągami szybkimi na jednym torze wynoszącej minimum 10 minut. Czy wobec tego po modernizacji zasilania, mającej się zakończyć w połowie 2015 r., byłyby możliwe jazdy eksploatacyjne (nie testowe) z V 250 km/h? I na przykład uruchomienie w 2017 r. odcinka o prędkości rozkładowej 250 km/h dla Pendolino? To jest bardzo dobre pytanie i całkiem poważne wyzwanie.

W przypadku uzyskania V maks. = 250 km/h wykorzystujemy marketingowo i wizerunkowo maksymalną prędkość składów Pendolino, podobnie jak robią to Włosi na linii Direttissima Rzym - Florencja oraz rosyjski Sapsan na 40-kilometrowym odcinku Okulowka - Mstinskij linii Moskwa - Petersburg. W przypadku CMK mógłby to być odcinek Psary - Góra Włodowska - km 213, choć niekoniecznie akurat ten. Przy czym w Europę i świat poszłaby informacją, że w Polsce jeździmy 250 km/h, czyli weszliśmy - podobnie jak ostatnio np. niegdyś zacofana kolejowo Turcja - do cywilizowanego klubu tzw. "rasowego" high speedu, który wedle nieformalnej klasyfikacji zaczyna się właśnie od 250 km/h (formalnie wedle specyfikacji HSR TSI już 200 km/h jest dużą prędkością).

CZYTAJ WIĘCEJ

Biorąc pod uwagę nie tylko korzyści skrócenia czasu jazdy wobec 200/ 220/ 230 km/h, bo te będą niewielkie na krótkim odcinku, kolej zyskałaby wizerunkowo, poza tym chyba każdy chciałby się przejechać taką koleją, a tym samym byłaby szansa na zainteresowanie i ściągnięcie dodatkowych pasażerów. Ale nie tylko. Taka eksploatacja próbnego odcinka dałaby szerokie pole doświadczeń eksploatacyjnych dla testowania taboru oraz wypróbowania i konstruowania nawierzchni dla linii "Y" oraz dla innych szybkich linii, które będą budowane w Polsce (jest to tylko kwestia czasu). Żadne bowiem pojedyncze i z natury krótkie testy nie zastąpią badań wytrzymałości poszczególnych elementów nawierzchni, obiektów inż. czy sieci oraz urządzeń srk przy jazdach eksploatacyjnych. Aby nie było niedomówień: chodzi wyłącznie o nawierzchnię czy sieć i srk sprawdzone, homologowane, certyfikowane dla danej prędkości.

Wycisnąć wszystkie "soki"!

Dlaczego na CMK w ramach obecnej modernizacji nie zdecydowano się na zasilanie napięciem zmiennym, bo przecież rozważano taką koncepcję? Jest kilka przyczyn, o których warto wspomnieć. Po pierwsze, zasilanie np. 25 kV napięciem zmiennym jest w Polsce systemem zupełnie nieznanym i niewypróbowanym, o praktycznych zastosowaniach nie wspominając, bo takich nie było (np. Czesi eksploatują podobny system). To oznacza, że badania nad takim systemem potrwałyby co najmniej kilka lat, o ile nie więcej, a następne kilka lat potrwałoby jego wprowadzenie. Tymczasem przynajmniej przy obecnym "zawieszeniu" prac nad linią "Y" prace nad nowym systemem wydają się niezasadne, co nie znaczy, że nie należy takich badań i wdrożeń podejmować, wręcz przeciwnie - należy.

Po drugie, zrealizowanie obecnej koncepcji modernizacji zasilania linii CMK da się przeprowadzić w niecałe trzy lata, a więc inwestycja będzie w pełni gotowa pół roku po wprowadzeniu na trasę wszystkich pociągów Pendolino w grudniu 2014 r. (w przypadku opóźnienia, najpóźniej w rok po wjeździe Pendolino, jednak to nie przeszkodzi w ich kursowaniu). Po trzecie, koszty wymiany systemu z 3 kV na 2 x 25 kV byłyby o wiele większe i wymagałby zamknięcia całej linii CMK na co najmniej rok, jeśli nie na dłużej, co w obecnych uwarunkowaniach wydaje się niemożliwe do zrealizowania. Po czwarte, zasadniczo nawierzchnia, podtorze i podłoże w obecnym stanie nie pozwala na wdrożenie jazd pociągów o prędkościach powyżej 250 km/h, co byłoby wymagane przy wprowadzeniu nowego systemu zasilania.

Wniosek może być tylko jeden. Po obecnie trwającej modernizacji, którą należy doprowadzić do końca (czyli wraz z odcinkiem Idzikowice - Opoczno - Olszamowice) przez kolejne 15-20 lat linia nie będzie ponownie modernizowana. Nawierzchnia jest prawie nowa, bowiem przeniosła w danym okresie o wiele mniej tonokilometrów niż na innych liniach magistralnych o dużym ruchu mieszanym, w tym ruchu ciężkim towarowym. Dlatego należy z niej "wycisnąć" wszystko co się da przy obecnym stanie, to znaczy stanie, jaki zaoferuje skończona modernizacja linii.

Pozostaje pytanie, czy jest z czego "wyciskać", biorąc pod uwagę stan odcinków po modernizacji? Przypomnijmy ogólnie i w skrócie: nowa sieć trakcyjna przystosowana do 250 km/h, zmodernizowane obiekty inżynierskie - do 300 km/h, skrajnia słupów wsporczych sieci - do 250 lub 300 km/h w zależności od odcinka, urządzenia srk i ETCS - do 200 km/h (na razie, ale to można zmienić), rozjazdy z ruchomymi dziobami krzyżownic - do 250 km/h oraz bez ruchomych dziobów jak w Korytowie - do 200/220 km/h, podtorze/podłoże do 250 km/h dla pociągów o ciężarze do 18 ton na oś, zasilanie po modernizacji umożliwiające płynną jazdę do 220/230 km/h (jazdy z V = 250 km/h wymagałyby prób).

PODOBAŁO SIĘ? PODZIEL SIĘ NA FACEBOOKU