CENTRUM.CZ > Techzpravy.cz > dnes, 16:00

Vysokorychlostní vlaky jako písty: Japonsko bojuje s neviditelnou silou tunelů

| 5 min

Sdílet

Když se vlak vřítí do tunelu rychlostí přes 300 km/h, vzniká pístový efekt – neviditelná, ale mocná síla, která způsobuje hlukové exploze a tlakové šoky. Japonsko teď hledá způsoby, jak tento fyzikální jev zkrotit a udržet si vedení v oblasti vysokorychlostní dopravy.

Vysokorychlostní vlaky jako písty: Japonsko bojuje s neviditelnou silou tunelů

Zdroj: 06photo / Depositphotos

Letos vám nadělíme víc než Ježíšek!

Hrajte s námi o předplatné HBO, knížky i další ceny každý týden, ale hlavně o velkou vánoční výhru 15. prosince - 300.000 Kč.

Vše o soutěži

Píst ve čtyřdobém motoru je zodpovědný za pohyb vzduchu uvnitř motoru, aby ho stlačil a usnadnil hoření nebo výbuch paliva, nebo aby ho vytlačil ze spalovací komory. Jinými slovy, tlačí, aby pohyboval vzduchem nahoru nebo dolů.

Nyní si představte vlak přijíždějící do tunelu rychlostí přes 300 km/h. Najednou se vlak z vnějšího prostředí stane v tunelu hybatelem vzduchu. Tlačí ho směrem dopředu. Jeho pohyb by byl velmi podobný pohybu pístu. Vlak se pohybuje přímočaře a kolem něj by se tunel choval jako spalovací komora.

To se nezdá být problém. Tedy není, pokud si myslíte, že vzduch je jednoduše vytlačen k východu, kde se bez dalších problémů uvolní. Stejně tak to není problém, pokud vaše vysokorychlostní tratě vedou přes most dlouhý více než 100 kilometrů.

Mohlo by vás zajímat: Nejdřív metro, pak město. Čína přepisuje pravidla urbanizace

Ale pokud jste hornatá země a udělali jste z železnice hvězdný prostředek pro přesun milionů lidí rychlostí stovek kilometrů za hodinu, pak máte problém. Ano, máte problém. Protože pístový efekt je čistá fyzika a vyřešit ho tak, abyste získali rychlost, není snadné.

Když byly nejlepší

V roce 1964 vyhrál Abebe Bikila v ulicích Tokia svůj druhý olympijský maraton. Učinil tak v botách Adidas, které si v ničem nezadaly se slavnými 42 195 metry, jež uběhl bosý v Římě a vyhrál o čtyři roky dříve.

Nevíme, zda Bikila jel oním prvním šinkansenem, který spojil města Tokio a právě Ósaku. Ten samý rok začal v Japonsku jezdit rychlovlak, jehož provoz podnítily olympijské hry v japonském hlavním městě. V té době obě města spojoval vlak, který dosahoval maximální rychlosti 210 km/h, což z něj činilo první vysokorychlostní vlak na světě.

O více než 60 let později už Japonsko není zemí s největším počtem vysokorychlostních kilometrů na světě. Dnes je to Čína. Dává to smysl, vezmeme-li v úvahu, že země je obrovská, takže pokud by se tento dopravní prostředek začal prosazovat, dříve či později by svého souseda předstihla.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

Je však velmi pravděpodobné, že Japonsku více uškodilo něco jiného. Čína dělá z rychlovlaku svou vlajkovou loď. Nejnovější pokroky Číny s konvenčními vysokorychlostními vlaky CR450 dosáhly při testování rychlosti 453 km/h u jednoho vlaku a relativní rychlosti 891 km/h při míjení dvou vlaků. Vlaky Maglev, jako je Shanghai Maglev, dosahují provozní rychlosti 430 km/h.

Problémem pro Japonsko je, že Čína má spoustu peněz. A pokud budou muset postavit osm z deseti nejdelších mostů na světě, aby překonali geografické zvláštnosti, tak se do toho pustí.

Japonsko se musí vypořádat se spoustou hor a tradičnějším systémem: tunely. A to je problém, když chcete provozovat vlak velmi vysokou rychlostí.

Když vlak překročí práh tunelu, vznikne takzvaný pístový efekt, což je problém, který brání vlaku jet rychleji. Důsledky jsou stejně jednoduché jako závažné: exploze hluku, rozbití zařízení a ušní bubínky cestujících.

Při vjezdu do tunelu se vzduch stlačí a pohyb vlaku ho posune směrem k východu. Část tohoto vzduchu se však odráží zpět a vytváří tlakové změny, které mohou být pro cestující obzvláště bolestivé a mohou zasáhnout i střední ucho. Při pohybu vlaku směrem ven vzniká tlaková vlna, která postupuje rychlostí zvuku, a když vlak opouští tunel, vzniká rázová vlna a zvuková exploze, která je podle odhadů slyšet na vzdálenost 400 metrů. Tomuto jevu se říká tunelový třesk.

Japonsko se nyní potýká s problémem, který se táhne z minulosti. Jeho vlaky jsou širší než evropské, ale tunely jsou užší. Důvodem bylo snížení nákladů na infrastrukturu, ale také snížení rizika sesuvu půdy v případě zemětřesení. Zpočátku to nebyl problém, ale jak se rychlost vlaků zvyšovala, zjistili, že nebudou schopni držet krok.

V Číně vlaky používají standardní rozchod kolejí (1435 mm) stejně jako japonské šinkanseny, nově budované tunely jsou však širší, aby se minimalizoval pístový efekt, což je možné, protože nezachovávají starší konstrukce. Tím se snižuje tlaková vlna (komprese), která vzniká při vjezdu vlaku do tunelu, a zmírňují se tak problémy pro cestující. Kromě toho, protože při průjezdu vlaku vzniká menší odpor, snižují se také náklady na energii.

Video k článku ZDE

Zdroj: Youtube.com

Řešení pro Japonce není jednoduché. Na první vysokorychlostní trati Tokaido Shinkansen (která spojuje Tokio s Ósakou) 13 % celkových délky trati prochází tunely. Na trati Sanyo Shinkansen však vlaky projíždí tunely polovinu času. A rozestavěný Hokkaido Shinkansen (tato trať je otevřena jen částečně) počítá s 80 % zastřešením trasy.

Řešení a budoucnost

Japonsko tváří v tvář této výzvě nezahálí. Pracuje na inovativních řešeních, jak zmírnit pístový efekt. Jednou ze strategií byl aerodynamický design vlaků, například použití delších a špičatějších nosů, které pomáhají snížit dopad vzduchu vnikajícího do tunelů. Kromě toho byly ve vlacích zavedeny technologie tlumení zvuku a tlaku, které mají zlepšit zážitek cestujících.

Japonsko rovněž zkoumá možnosti vývoje vlastní technologie vlaků maglev. Projekt Chuo Shinkansen, který by měl spojit Tokio s Nagojou, je plánován na dokončení kolem roku 2027, avšak čelí zpožděním a očekává se, že bude dokončen později. Projekt bude využívat tuto technologii magnetické levitace, která umožní dosáhnout rychlosti až 500 km/h. Tento systém slibuje nejen vyšší rychlost, ale mohl by také zmírnit některé problémy spojené s pístovým efektem, protože vlaky maglev nemají fyzický kontakt s kolejemi.

V mezinárodním měřítku zůstává Japonsko lídrem v oblasti železniční technologie a vyváží své zkušenosti a technologie do dalších zemí. Například projekty vysokorychlostních železnic v Indii a Thajsku využívají japonskou technologii, což dokazuje, že navzdory problémům zůstává Japonsko lídrem v železničním sektoru.

Zdá se, že budoucnost železniční dopravy v Japonsku se nachází na křižovatce mezi technologickými inovacemi a přizpůsobením se jedinečným geografickým podmínkám země. Japonsko se s těmito výzvami potýká i nadále a prokazuje svou schopnost inovovat a zaujímat vedoucí postavení v oblasti vysokorychlostní dopravy.

Zdroje článku: engys.com, railjournal.com, www.techzpravy.cz

Reklama

DALŠÍ ČLÁNKY z Techzpravy.cz

Vybrali jsme pro vás MAGAZÍNY A ZAJÍMAVOSTI

Šokující účet z nemocnice: AI odhalila chyby za desítky tisíc eur

Nemocniční účet za 181 350 eur (4,43 milionu korun)? Díky investici do AI asistenta Claude a důkladné...

Techzpravy.cz|

dnes, 19:50

| 3 min

Fotbalisté Slavie v Lize mistrů podruhé prohráli, doma 0:3 s Arsenalem

Fotbalisté pražské Slavie ve 4. kole hlavní fáze Ligy mistrů podlehli doma 0:3 favorizovanému Arsenalu a...

Pražská Drbna|

dnes, 19:50

| 1 min

Arsenal měl zápas pevně v moci, Slavii nepustil do šance. Eden viděl rekordní zápis

Fotbalisté pražské Slavie podlehli v Lize mistrů rozjetému anglickému Arsenalu 0:3. Za hosty nastoupil i...

Sport - Aktuálně.cz|

dnes, 19:44

Až příliš žhavé, píší o "Taylorině". Z kolapsu se Siniaková dostala vzácným počinem

Kateřina Siniaková s Taylor Townsendovou vyhrály v Rijádu oba své zápasy, v obou případech přitom dokázaly...

Sport - Aktuálně.cz|

dnes, 19:37

Britská policie čelí kritice, vlakový útočník bodal už dřív. Jak se pobodání bránit?

Pravděpodobný útočník podle médií bodal už den před útokem ve vlaku

Zprávy - Aktuálně.cz|

dnes, 19:34

Reklama

Kultovní film Sněženky a machři oslavil již 40 let. Náš kvíz prověří vaše znalosti o této komedii

Kdo by neznal kultovní českou komedii Sněženky a machři. Film natočený pod taktovkou režiséra Karla...

KINOTIP2.cz|

dnes, 19:30

| 1 min

Mozek nikdy nespí: vědci odhalují, proč sny opravují naše emoce i paměť

Každou noc se náš mozek ponoří do světa, který neexistuje – a přesto nás ovlivňuje víc, než si připouštíme....

Kód Enigma|

dnes, 19:10

| 5 min

Charitativní koncert v Prostějově pomůže vážně nemocné Elišce, v ČR není léčba

Dvacítka umělců a tanečníci vystoupí na charitativním koncertu v Prostějově, který má pomoci vážně nemocné...

Hanácká Drbna|

dnes, 19:03

| 1 min

Pár piv a fernetů, pak si půjčil auto manželky. Řidiče prozradilo denní svícení

Českolipští strážníci se v noci na úterý rozhodli zastavit jedno z mála aut projíždějících městem. Zaujalo...

Liberecká Drbna|

dnes, 19:02

| 1 min

Nehodu na Pelhřimovsku nepřežil jeden člověk

Při nehodě tří osobních aut na Pelhřimovsku zemřel v pondělí odpoledne jeden člověk. Další dva lidé se...

Náš REGION|

dnes, 19:00

| 1 min

Reklama

Proč na Zemi nejsou hory s nadmořskou výškou nad 9000 metrů? Věda má překvapivé vysvětlení

Everest může být nejvyšší horou na Zemi, ale v porovnání s marťanským Olympus Mons působí jako kopec. Co...

Techzpravy.cz|

dnes, 19:00

| 2 min

Jakmile s Vámi Štír začne flirtovat, budete se cítit jako zhypnotizovaní

O Štírech je hodně známo, že jsou ke svým partnerům majetničtí, ale také se s ním dokážou sexuálně spojit....

FAJNTIP.cz|

dnes, 19:00

| 2 min

Základní těsto na lívance. Recept starý 300 let dosud nikdo nepřekonal

Lívance patří mezi nejstarší a nejrozšířenější pokrmy na světě. Na internetu najdete nepřeberné množství...

Umíme poradit|

dnes, 18:59

| 3 min

Náměstí se mění v adventní městečko. Trhy začínají už v polovině listopadu

Do Vánoc zbývá přesně 50 dní, město už se ale pomalu na nejkrásnější čas v roce připravuje. Kromě vánoční...

Budějcká Drbna|

dnes, 18:56

| 2 min

Nádherné životní jubileum. Seniorka Jarmila Bartošová oslavila sté narozeniny

V roce 1925 se narodila Jarmila Bartošová, které přišel do Domova Duha v Novém Jičíně k narozeninám osobně...

Ostravská Drbna|

dnes, 18:45

| 1 min

Reklama

Živě: Slavnostní galavečer Stavba roku 2025

Nadace pro rozvoj architektury a stavitelství pořádá v úterý 4. listopadu 2025 slavnostní galavečer Stavby...

HN.cz|

dnes, 18:45

V roce 1887 vyjel první vlak na trati Jihlava – Veselí nad Lužnicí. Slavili i Sokolové

3. listopad 1887. Slavný den pro řadu cestujících i příznivců železniční dopravy. Uplynulo totiž přesně 138...

Jihlavská Drbna|

dnes, 18:33

| 2 min

Kvíz: Poznáš, co roste a žije v Česku? Tenhle test není jen pro přírodovědce

Česká příroda umí překvapit. V lesích, na loukách i u rybníků žijí desítky druhů rostlin a zvířat, které...

NESPECHEJ.cz|

dnes, 18:30

| 2 min

Topolová alej zdobila Písek půl století, nyní půjde k zemi

Od pondělí 10. listopadu začne v Písku kácení topolové aleje u hřebčince. Práce potrvají do 1. prosince a...

Budějcká Drbna|

dnes, 18:30

| 1 min

Farma Vojty Kotka: Velikonoce na venkově, stálý boj s vodou, noví obyvatelé farmy s hlavní vedoucí a nemotorný sedlák

Už tento pátek se můžete těšit na další díl dokuseriálu Farma Vojty Kotka, a to ve 20.15 na Primě. Co se...

KINOTIP2.cz|

dnes, 18:30

| 3 min

Reklama

Doporučujeme

Právě u nás vyšlo

"Příští ruskou stíhačku by Evropa měla sundat." Historik řekl, co zastaví Putina

Vysokorychlostní vlaky jako písty: Japonsko bojuje s neviditelnou silou tunelů

"Příští ruskou stíhačku by Evropa měla sundat." Historik řekl, co zastaví Putina

Dnes čtěte: francouzský šarm, zkáza mozku, psí motivace i mrazivý příběh dvojčat

Až příliš žhavé, píší o "Taylorině". Z kolapsu se Siniaková dostala vzácným počinem

"Obrovské uspokojení." Ukrajinec pro Rusy nastražil bombu, past sklapla dokonale

"Nechci, aby fotili mě, takového hrocha," shazuje svou vizáž Aneta Krejčíková