Talgon junat kahdessa kerroksessa

Tekniikan Maailma 14/2002


[Etusivu]    [Artikkelit]    [Kuvastot]    [Linkit]

Junien rakentaminen keskittyy aina vain harvempien yhtiöiden käsiin. Siksi täysin uuden junatyypin tulo markkinoille on tänä päivänä melkoinen tapaus. Vielä erikoisempaa on, että mahdollisesti jo pikaisessa lähitulevaisuudessa toimitettavat junat ovat suomalaista tekoa.

  Parikymmentä vuotta sitten lähes jokaisessa Euroopan maassa oli omaa rautatiekaluston valmistusta. Jos ei muunlaista, niin ainakin valtion omistamaa tuotantoa. Asiaa perusteltiin muun muassa työllisyyspoliittisin ja kriisinhallinnallisin syin.

   Nyttemmin Eurooppa on yhdentynyt ja samoin on käynyt junateollisuudelle. Esimerkiksi Suomeen Pendolinot toimittanut Fiat ferroviaria on yhdistynyt entisen kilpailijansa, TGV-luotijunistaan tunnetun ranskalaisen Alstomin kanssa.

   Ei siis ihme, että suomalaisen junateollisuuden kuolinkellojen on ennustettu soineen jo ties kuinka moneen kertaan. Eihän maassamme ole esimerkiksi valmistettu vetävää kalustoa ollenkaan sen jälkeen, kun dieselsähköisen, tällä hetkellä pohjoisilla rataosuuksilla käytössä olevan Dr16 veturisarjan valmistus lopetettiin vuonna 1992.

   Totuus on kuitenkin toinen. Oulussa Talgo Oy:n piirustuspöydillä ja mallihallissa kehitellään innolla uutta kaksikerrosjunaa, jolla uskotaan olevan hyvät mahdollisuudet kilpailussa, kun eurooppalaiset rautatieyhtiöt päättävät uusista lähiliikenne- ja taajamajunien hankinnoistaan. Eikä kyse ole mistään puuhastelusta, sillä Tango työnimeä kantavan junan toteutuksen takana jyllää riihikuiva espanjalaisraha.

Aidosti matalalattiainen

   Tangon kaksikerroksisuus ei kuulosta ihmeelliseltä, sillä onhan Suomessa totuttu näkemään jokapäiväisessä liikenteessä kaksikerroksisia IC-vaunuja. Toisaalta matalalattiaisuus on tuttu juttu myös uusissa Sm4 lähiliikennejunista.

   Tarkempi tutkiskelu osoittaa Tangon silti varsin erilaiseksi olemassa oleviin juniin verrattuna. Voidaan nimittäin puhua varsinaisesta kaksikerroksisuudesta. Siinä missä muissa kaksikerrosratkaisuissa läpikulut vaunusta toiseen tapahtuvat vain yhdellä tasolla, Tangossa kaksikerroksisuus jatkuu molemmissa kerroksissa vaunussta vaunuun.

   Junan ollessa suoralla rataosuudella, vaunujen sisällä voi siis sekä ylä- että alakerrassa helposti nähdä junayksikön päästä päähän. Aidosta kaksikerroksisuudesta on selkeää hyötyä niin vapaamman liikkumisen kuin helpomman valvottavuudenkin muodossa. Ratkaisu vähentää myös ruuhkien syntymistä, sillä »umpikujia» löytyy vain junayksikön päistä.

   Tangon matalalattiaisuus on niin ikään todellista. Kiitos tästä kuuluu vaunujen väliin sijoitetuille pyöräkerroille, joiden ansiosta matkustajien ei tarvitse kavuta perinteisten matalalattiajunien tavoin telien yläpuolelle missään kohtaa vaunuja.

   Itse asiassa Tangossa ei edes ole telejä kuin välittömästi junan ohjaamojen takana. Telien päällä olevia tiloja ei käytetä laisinkaan matkustajien kuljettamiseen, vaan kyseisiin paikkoihin on sijoitettu muun muassa sähkö- ja voimansiirtolaitteita, jotka tunnetusti ovat painavia. Järjestelyllä taataan se, että vetävien telien päällä on junan kuormaustilanteesta riippumatta aina riittävästi painoa juohevan etenemisen varmistamiseksi.

Notkea kuin puutarhaletku

   Pyöräkertaratkaisu.joka ylipäätään mahdollistaa Tangon edukseen poikkeavan rakenteen, ei ole uusi keksintö. Kyseinen innovaatio on kaikessa yksinkertaisuudessaan ollut käytössä espanjalaisissa Talgon junissa jo yli 50 vuoden ajan. Itse asiassa koko Talgo-konserni on syntynyt tämän patentoidun pyöränripustuksen ympärille, sillä sen kehitti aikoinaan yksi Talgon perustajista, sotilasinsinööri Alejandro Goicoechea.

   Poikkeuksellisen ripustuksen takia Tangossa pyöräkertojen akselit ovat aina kaarteen säteen suuntaisia. Tämä vähentää melua sekä kiskojen ja pyörien kulumista kaarreajossa. Lisäksi pyöräkertarakenne vähentää kaarteissa radalta suistumisen mahdollisuutta.

  Viimeksi mainitun asian yrmmärtämiseksi on hieman pohdittava perinteisen kiinteän akselin käytöstä kaarteissa. Kiinteässä akselissahan ei ole tasauspyörästöä, vaan pyörät pyörivät aina samalla nopeudella.

   Junien pyörien kulutuspinnat ovat selkeästi kartiomaisia. Niinpä ulkokaarteen pyörän nieltäväksi tuleva pitempi matka kompensoituu ajossa luonnostaan siten, että akselisto »kiipeää» kohti ulkokaarretta. Hallitussa ajossa tämä tapahtuu kiskovälysten rajoissa.

   Tangon pyörästöratkaisussa edellä kerrottua tilannetta ei pääse syntymään. Saman pyöräkerran pyörät pyörivät itsenäisesti vailla tarvetta sivusuuntaisiin siirtymiin.

   Kaiken lisäksi Tangon pyöräkerta on kytketty vaunuihin muuttuvavipuvartisella tuennalla. Tämän ansiosta vaununivel käyttäytyy ajossa täysin symmetrisesti - siitäkin huolimatta, että rakenteellisesti kukin pyöräkerta kuuluu selkeästi vaunuparin toiselle vaunulle.

   Edellä kerrottu, selostettuna hieman monimutkaiselta vaikuttava, mutta luonnossa ällistyttävän selkeä rakenne tekee Tangosta mittarimatomaisen notkean. Joustavuus ulottuu jopa niin pitkälle, että haluttaessa Tangon vaunumäärää voidaan varikolla muuttaa.

Talgo 22 kaksikerrosjunan leikkaus

   Kyseinen toimenpide on silti käytännössä lähinnä teoreettinen mahdollisuus, sillä Tango-junayksiköt suunnitellaan valmiiksi pituuteen, joka vastaa asiakaan hiljaisen liikennöintiajan kapasiteetin tarvetta. Vilkaampana aikana yksiköitä kytketään moniajoon, eli useammasta junarungosta muodostetaan halutun pituinen juna.

Komposiitilla keveyttä

   Lyhyen asemavälin reiteille suunnitellussa junissa tehon, painon ja matkustajamäärän keskinäiset suhteet ovat erittäin olennaisia suunnittelun kriteerejä. Kun vielä muistetaan, että ratojen suurimpia sallittuja akselipainoja ei saa ylittää, rakenteiden keveys nousee ensiarvoisen tärkeäksi tekijäksi.

   Tangoa tarjotaan markkinoille sekä komposiittirekenteisena että perinteisempänä alumiinisena versiona. Mitoitukseltaan molemmat junat ovat samanlaisia, mutta komposiittitoteutus sallii pienemmän painonsa vuoksi 30 prosenttia suuremman hyötykuorman.

   Kantavien komposiittitekniikoiden ongelmiin on aiemmin kuulunut esimerkiksi niiden ikävä käytös vauriotapauksissa. Perinteisen sandwich-rakenteen väliaineen ja pintakerrosten pienikin alueellinen irtoaminen toisistaan pyrkii laajenemaan nopeasti, mikäli vauriota ei havaita heti. Vaurioituneen komposiitin korjaus voi lisäksi olla hankalaa.

  Tangon kohdalla ratkaisua haetaan mikkeliläisen Fibrocom Oy:n kehittämästä komposiittitekniikasta. Siinä komposiitin sisä- ja ulkopinta yhdistyvät toisiinsa väliaineen läpi kulkevalla, kuitukerrokseen yhtenäisesti kuuluvalla profiilirakenteella. Tällä estetään muun muassa vaurioiden laajentuminen. Myös vauriokorjaukset muodostunevat helpommiksi kuin tavallisessa kerrosrakenteessa.

   Keveyden ohessa komposiittikorin etuihin kuuluu sen kyky imeä itseensä tehokkaasti suuria törmäysenergioita. Valmistusvaiheessa komposiittiin voidaan myös yhdistää monia apurakenteita, jotka alumiinikorissa on tehtävä erillisistä osista. Näitä ovat muun muassa ikkunoiden ja ovien karmit, ilmastointikanavat sekä lämpö- ja äänieristeet.

   Nähtäväksi jää, innostuuko konservatiivisena tunnettu juna-ala uusille mahdollisuuksille. Mikäli näin käy, tehdään junatekniikan historiaa.  »Komposiittiosia käytetään nykyään junissakin melko paljon. Mutta kukaan ei ole vielä tehnyt junaan kantavaa koria yksinomaan komposiitista», Talgo Oy:n pääsuunnittelija  Jouni Niemisalo muistuttaa.

Puumalli suunnittelun työkaluna

Tietokoneet ovat tulleet junien suunnitteluun siinä missä muillekin aloille. Niinpä Tangon täysikokoiset puumallit, maketit, yllättävät. Hetken hämmästelyn jatkeen mallien hyödyt käyvät kuitenkin ilmeisiksi »Täysikokoisia malleja ei tiettävästi käytetä muualla maailmalla junien suunnittelussa yhtä aikaisessa vaiheessa kuin meillä», Niemisalo yllättää.

Talgon kaksikerrosjunan puumalli

   YKSIKÄÄN markkinoilla oleva kaksikerrosjuna ei tarjoa Tangon tapaan yhtenäistä, koko junayksikön mittaista yläkertaa. Tästä on etua esimerkiksi turvallisuuden ja valvonnan kannalta, kuten tietokonekuva ja 1:1-malli toisiaan täydentäen osoittavat.

   Puumallit toimivat rakennesuunnittelun lisäksi hyödyllisenä apuna muun muassa asioiden todentamisessa ja hyväksyttämisessä. Paraskaan tietokoneella tehty 3D-malli ei kerro mahdolliselle asiakkaalle esimerkiksi sisätilojen todellista avaruutta. Puhumattakaan siitä, miten kouriintuntuvana tuote esittäytyy, kun sen sisällä voi oikeasti kävellä.

   Alihankkijoille maketit antavat erinomaisen mahdollisuuden varmistua valmistamiensa komponenttien mitoituksesta ja jopa toimivuudesta jo ennen prototyypin rakentamista. Näin vältytään yllätyksiltä, joista ei parhaasta mahdollisesta  tietokonemallinnuksesta huolimatta päästäisi välttämättä kokonaan eroon.

  »Puumalli toimii näin ollen erittäin tehokkaana suunnittelun työkaluna», Tango-mallien rakentamisesta vastaava suunnittelija Väinö Härkönen tiivistää.

  Pienemmillä malleilla, kuten Tangon ohjaamo-osan 1:5-mittaisella versiolla, voidaan hakea vaikkapa erilaisia ulkonäkövaihtoehtoja. Tällaisen mallin mitat ovat jo aivan riittävät lopputuloksen hahmottamiseen. Silti mallin käytön ansiosta vaikkapa maalikustannukset jäävät matematiikan kylmien lakien mukaisesti kahdeskymmenesviidesosaan aidon junan maalaamisesta.

  Teknisen suunnittelun ohessa puumailoilla voidaan tutkia myös ihmisten liikkumiskäytöstä esimerkiksi laiturilta junaan astuttaessa. Tarvittaessa jopa evakuointikokeet voidaan tehdä täyskokoisella mallilla. Kaikki tämä ennen kuin yhtäänvarsinaista prototyypin osaa on edes valmiina.


Uusi konsepti tutuilla komponenteilla

Tangon rakentamisen periaatteena voisi sanoa olevan, että pyörää ei kannata keksiä joka kerta uudestaan. Niinpä kyseinen, tehokkaimmilla versioillaan tarvittaessa jopa Inter City -operointiin kykenevä Tango tullaan kasaamaan lähes täysin nykyään markkinoilla olevista komponenteista. Junaa ei voi silti väittää vanhanaikaiseksi.

  »Ulkomailla onkin ihmetelty, kuinka olemme saaneet aikaan näin mielenkiintoisen junan osista, jotka ovat yleisesti saatavilla», Talgon toimitusjohtaja kehaisee.

  Tangon toteutuksessa Talgo Oy:n pääpartnerina tulee olemaan VATECH-yhtymään kuuluva itävaltalainen Elin EBG Traction,joka toimittaa juniin muun muassa ajomoottorit, muuntajat ja tehonohjauselektroniikan. Junan ulkoisesta muotoilusta vastaa suomalainen suunnittelutoimisto RPC Design.

  »Muotoilun, rakenteellisten mittojen ja aerodynamiikan ehtojen sovittamisessa yhteen ei ole ollut ongelmia. Ilmeisesti suomalaiset teolliset muotoilijat ovat tottuneet toimimaan annettujen reunaehtojen puitteissa», Talgon sisustusvastaava Kati Komulainen pohtii.

   Oman haasteensa Tangon suunnittelulle tuo tosiseikka, että pelkästään Euroopan markkinoita ajatellen on suunniteltava useampia eri versioita. Esimerkiksi Suomen radoille sopiva Tango on selvästi suurempi kuin Keski-Eurooppaa varten valmisteltu juna.

   Erot eivät yllättäen johdu niinkään eri raideleveyksistä, vaan erilaisista kalustoulottumista. Suomessa junat saavat muun muassa olla peräti 60 senttiä korkeampia kuin vaikkapa Saksassa. Itse asiassa raideleveys ei ole edes mikään ongelma, sillä Talgolla on jo parinkymmenen vuoden kokemus Espanjan ja Ranskan välillä liikkuvista junista, joiden raideväliä muutetaan joka matkalla »lennossa» - 15 kilometrin tuntinopeudessa.

  Pikantti lisähaaste syntyy eri maiden toisistaan poikkeavista sähköjärjestelmistä. Eikä tämäkään vielä riitä. Myös kulunvalvonta- ja signalointijärjestelmät ovat yhdentyneessä Euroopassa edelleen melkoisen maakohtaisia.

Mahdollisuuksien markkinat

   Tangolla on selvästi etuja pahimpiin kilpailijoihinsa, kuten vaikkapa AIstomin Ranskaan ja Ruotsiin parhaillaan toimittamaan CORADIA Duplex -junaan verrattuna. Silti uuden junatyypin suunnittelua on pakko sanoa riski-investoinniksi. Talgon Espanjassa sijaitseva konsernijohto on nähnyt riskinoton kuitenkin järkeväksi.

   Syyt päätökseen ovat selvät. Euroopassa lähiliikenne- ja taajamajunien liikennemäärät ovat selvässä kasvussa. Niinpä nopeasti kiihtyvällä ja kaksikerroksisuutensa vuoksi suurikapasiteettisilla junilla on selvä tilaus.

   »Esimerkiksi Saksassa ajetaan paikallisliikennettä paljolti veturivetoisilla junilla. Tällöin tehoa on yleensä tarpeettomasti suhteessa junapainoon. Junan edessä seisova veturi vie lisäksi osansa asemien rajallisesta laituripituudesta», Niemisalo tietää.

  Tangon etuihin kuuluu myös Talgon tarjoama palvelukonsepti, jossa Talgo vastaa kaluston huolloista sekä muusta ylläpidosta aina junan siivousta ja lähtöraiteelle toimitusta myöten. Tällöin junaoperaattori huolehtii vain itse liikennöinnistä. Paketti tuo Talgolle varmasti etumatkaa tilanteessa, jossa Euroopan rautatiet ovat avautumassa kilpailulle.

Talgo 22 kaksikerrosjunan havainnekuva

  Yhtään Tangoa ei ole - ainakaan tätä kirjoitettaessa - vielä tilattu. Potentiaalisiksi ostajiksi listataan äkkiseltään Saksan Deutsche Bahnin, Espanjan RENFE:n, Sveitsin SBB:n sekä useassa maassa toimivan liikenneoperaattori Connexin - Skandinaviaa ja Suomea unohtamatta.

  »Ensimmäisen tilauksen saapumisesta junien toimituksen alkamiseen menee noin kaksi vuotta. Tuotannon käynnistyttyä pystymme toimittamaan vuosittain 35 junaa. Kykenemme tekemään tarvittaessa kolmea eri versiota rinnakkain», Talgo Oy lupaa.

Tekniikan Maailma 14/2002
Kyösti Isosaari

Tekniikan Maailma 14/2002


      Tekniikan Maailman ja muita rautatieartikkeleita:  
  
Teräspyörällä ja rautateillä lupaava tulevaisuus Tekniikan Maailma 19/2005 s. 114-115 26.10.2005
Paikallisjunasta Pendolinoon - VR:n kalusto Tekniikan Maailma 19/2005 s. 116-118 26.10.2005
Liukkaasti liikkuvaa lähiliikennettä Tekniikan Maailma 19/2005 s. 121-123 26.10.2005
Talgolla on tarjolla uusinta junatekniikkaa Kai Vehmersalo, Lahti 21.03.2006
Talgon aidosti matalalattiainen kaksikerrosjuna Tekniikan Maailma 14/2002 s. 38-43 28.08.2002


[Etusivu]    [Artikkelit]    [Kuvastot]    [Linkit]

Tämä sivu on koottu Tekniikan Maailma 14/2002 lehden 28.08.2002 artikkelista