Moderní rychlovlaky: Jak se jinde stírá rosa na kolejích

Ivan Verner  |  Technika

Čína snižuje rychlost supervlaků na 300 km/h. Evropa staví rychlodráhy AGV. Ale co my? Dočkáme se někdy v Česku rychlé železnice?

Čínský ministr drah v dubnu oznámil, že z důvodů nákladů a bezpečnosti nařizuje od 1. července 2011 snížit maximální rychlost na všech čínských superdrahách na 300 km/h. S délkou téměř pět tisíc kilometrů rychlých kolejí je Čína v této oblasti s velkým náskokem světovou jedničkou.

Čína na sklonku roku 2009 zprovoznila rychlodráhu mezi provinčními metropolemi Wu-chan a Kuang-čou (uvádí se častěji než jméno, které město dostalo od portugalských kolonizátorů, tedy Kanton). Nové vlaky zhruba tisícikilometrovou trať ujedou za tři hodiny místo dřívějších deseti. Dokážou vyvinout rychlost až 394 kilometry za hodinu a jsou tedy nejrychlejší na světě.

Přeskočme do srdce Evropy. Nejrychlejší vlak, který je v Česku v provozu, SC Pendolino, loni zvýšil svou průměrnou rychlost mezi Prahou a ostravským Svinovem ze sto sedmnácti kilometrů na sto dvacet za hodinu. Nejvyšší rychlosti na trati pak dosahuje mezi Chocní a Pardubicemi – tento úsek zvládne za čtvrthodinu průměrnou rychlostí sto čtyřicet pět kilometrů za hodinu.

Je to ovšem „závod“ s letmým startem, vlak totiž Chocní pouze projíždí. SC Pendolino sice může vyvinout rychlost až 237 km/h (to byl rekord při zkušebních jízdách), v Česku ovšem platí omezení na pouhých sto šedesát.

Jak se vyvíjela historie rychlých vlaků?

Rychlost a výkon

Stephensonův stroj s názvem Rocket

Železnice má v technickém rozvoji posledních staletí rozhodující pozici. Uspokojila potřebu obchodu, cestování a zároveň její vývoj posiloval všechny obory těžkého průmyslu. Konstrukce parního stroje, který si nechal roku 1794 patentovat James Watt, umožnila obejít se bez koní. O pětatřicet let později se v Anglii, zemi sportu a sázek, konaly první závody lokomotiv, které vyhrál Stephensonův stroj s názvem Rocket.

Pochopitelně že snahou konstruktérů parních lokomotiv byla od začátku co nejvyšší rychlost a co největší výkon. První hranicí, kterou parní lokomotivy pokořily, bylo propojení atlantického břehu Severní Ameriky s pacifickým. To se podařilo v roce 1869. Tomu byla už přizpůsobena i trať – dřevěné kolejnice s litinovým svrškem nahradily nejdříve litinové, později ocelové. Svařované kolejnice bez mezer se objevily někdy ve čtyřicátých letech minulého století.

Vrchol, kterého mohly klasické parní stroje dosáhnout, představovala lokomotiva Mallard, elegantní, s modrým proudnicovým krytem. Její rychlostní rekord 202,58 km/h je platný dodnes.

Parní lokomotiva Mallard v národním muzeu železnic v New Yorku. Zdroj: Wikipedia
Parní lokomotiva Mallard v národním muzeu železnic v New Yorku. Zdroj: Wikipedia

Na kolejích se samozřejmě zkoušely i jiné pohony, než byl či je parní stroj. Na řadu přišel dieselový motor, bylo ovšem potřeba poradit si s přenosem jeho výkonu na kola ve velkém rozsahu provozních režimů.

Existují systémy dieselmechanické, dieselhydraulické a dieselelektrické, přičemž ten poslední doznal největšího rozšíření. K pohonu posloužil konstruktérům také elektromotor využívající střídavý či stejnosměrný proud, popřípadě vícesystémový, jenž si poradí s oběma. Dnes se po kolejích tam, kde neexistuje elektrická trakce, prohánějí především dieselelektrické lokomotivy. Elektrické stroje hrají hlavní roli na nových, vysokorychlostních tratích.

Už se zdálo, že myšlenky na využití jaderného reaktoru pro pohon kolejových vozidel zapadly prachem. V padesátých letech se jimi vážně zabývali například sovětští technici. Ze stejné země ale letos v únoru přišla informace, že Ruské dráhy vlak na jaderný pohon opět vyvíjejí. Koncem roku se máme dozvědět víc.

Vývoj rychlostních rekordů parních lokomotiv
Vývoj rychlostních rekordů parních lokomotiv

Zepelín skončil, elektřina ne

Elektrická energie se v kolejnicové dopravě přihlásila o slovo už v roce 1879, kdy vynálezce Werner von Siemens na průmyslové výstavě v Berlíně představil první lokomotivu s elektromotorem na světě. Pravda, podobala se spíše dnes tak oblíbeným zahradním modelům, neboť její koleje, spojené do třísetmetrového okruhu, měly rozchod pouhých padesát centimetrů.

Výkon tří koňských sil ale stačil na to, aby po něm provezla osmnáct zájemců o tuto kuriozitu rychlostí až třináct kilometrů v hodině. Během výstavy si takovou jízdu vyzkoušelo téměř devadesát tisíc návštěvníků.

První lokomotiva s elektromotorem na světě od vynálezce Wernera von Siemense
První lokomotiva s elektromotorem na světě od Wernera von Siemense

O rychlý vývoj, který tento způsob pohonu zaznamenal, se postaraly magistráty velkých městských aglomerací. Kouř z parních strojů obtěžoval v čím dál delších tunelech obtěžoval. O to, aby se z hračky na berlínské výstavě stal užitečný stroj, se ale postaral maďarský inženýr s romantickým jménem Kálmán Kandó von Egerfarmos und Sztregova. Specializoval se na elektrifikaci železnice – a dělal to dobře. Síť jím navržených elektrifikovaných tratí pro severní Itálii vydržela v provozu tři čtvrtě století do roku 1976, než byla nahrazena modernějším systémem.

Do vývoje rychlostního rekordu promluvil ještě jiný pohonný systém. V roce 1931 se lehounký Schienenzeppelin (kolejový zepelín) prohnal po trati mezi Berlínem a Hamburkem rychlostí 230,2 kilometrů za hodinu. Aerodynamické vozidlo poháněla tlačná vrtule, kterou roztáčel dvanáctiválcový letecký motor BMW o výkonu šesti set koní. Konstrukce inženýra Franze Kruckenberga ovšem zůstala jen kuriozitou.

Její malá hmotnost spolu s výkonným motorem byly sice zárukou rekordní rychlosti, ale zároveň i zdrojem velkého hluku, který se stal pro cestující i okolí neúnosným. Rychlost a komfort cestování měla napříště ovládnout – především v Evropě a později i v poválečném Japonsku (v USA se dieselové motory vlivem ropné lobby drží neustále) – elektrická energie.

Obraťte loď dnem vzhůru a hned může na koleje: tohle byl Schienenzeppelin. Zdroj: Wikipedia
Obraťte loď dnem vzhůru a hned může na koleje: tohle byl Schienenzeppelin. Zdroj: Wikipedia

Olympiáda jako podnět

Nástup superrychlých japonských expresů na zcela samostatných tratích znamenal v 60. letech minulého století také novou kvalitu v dopravě. Název šinkansen zná snad každý, ovšem hodně lidí si ho mylně spojuje s vlakem. Je to přitom označení, které v překladu znamená něco jako nová dálková trať. Rychle se rozvíjející poválečné Japonsko právě něco takového zoufale potřebovalo.

Než vstoupila země vycházejícího slunce do války, měla především úzkorozchodné trati. Ty byly důsledkem počátečních zmatků při zakládání železniční sítě, kdy se křížily názory a především zájmy jednotlivých zahraničních poradců. Než bylo dosaženo smysluplné dohody, jeden z nich už objednal obrovskou zásilku příslušně velkých (či spíše malých) pražců pro rozchod 1 067 milimetrů.

Nevýhoda se ale po válce proměnila v zisk – namísto nevyhovujících se mohly začít stavět tratě technicky na výši, s rozchodem 1 435 mm. První vysokorychlostní tratí pro veřejnou dopravu na světě byla Tókaidó-šinkansen, kterou stihli dodavatelé otevřít deset dní před zahájením tokijské letní olympiády, na začátku října 1964. Úspěch byl takřka okamžitý. Přes pět set kilometrů dlouhou trať mezi Ósakou a Tokiem absolvovalo hned v prvním roce provozu více než třicet milionů cestujících.

Dnes se jmenuje Sanjó-šinkansen, protože byla prodloužena o dalších pět set kilometrů až do Fukuoky. Ta původní si ale zachovává všechny myslitelné kapacitní rekordy. V roce 2008 překročil celkový počet přepravených pasažérů hranici šesti miliard; k tomu samému datu byl roční výkon přes sto padesát milionů cestujících. Pro ně vypravuje společnost JRG ve špičkách deset vlaků za hodinu každým směrem. Dnes má Japonsko šest hlavních tratí šinkansen, k tomu dvě upravené, známé jako mini-šinkansen a ještě dvě běžné tratě, na kterých ale jezdí vlaky tohoto typu.

Tip: Heslo šinkansen má velmi dobře zpracované anglická Wikipedia

Skupina šinkanzenů na japonském nádraží. Zdroj: Wikipedia
Skupina šinkansenů na japonském nádraží. Zdroj: Wikipedia

Na bezpečnost s ušima

V čem se trati typu šinkansen liší od těch konvenčních? Především jsou od nich odděleny, nikde se s nimi nekříží. Byly postaveny doslova na zelené louce a od začátku koncipovány pro vysoké rychlosti. Poloměr oblouků u nejnovějších tratí měří čtyři kilometry (Tókaidó je má poněkud ostřejší, poloměr tu činí dva a půl kilometru). Trať je bez silničních přejezdů a vstup do její blízkosti se velice přísně trestá.

Kolejnice, pokládané na základovou betonovou desku, jsou pochopitelně svařované. Obsahují ale dilatační spáry, které zamezují deformaci vinou teplotních rozdílů. Centralizované řízení provozu vylučuje potřebu signalizačního zařízení na trati a přesnost příjezdů se měří na sekundy.

Zatím největším nepřítelem přesnosti je vydatné sněžení. I to ale umějí Japonci řešit a časová ztráta se v takovém případě pohybuje v řádu desítek minut. Během pětačtyřicetileté historie japonských rychlovlaků se v zemi stíhané častými zemětřeseními nebo tajfuny nestala na tratích šinkansen vážnější nehoda.

Vlaky mají i bezpečnostní zařízení, které dokáže zemětřesení detekovat a soupravu co nejrychleji zabrzdit. Nejnovější typy – Fastech 360 – mají kvůli tomu i aerodynamické brzdy přezdívané kočičí uši. Pouze v jednom případě, a to při zemětřesení v roce 2004 o síle 6,9 Richterovy stupnice, vykolejilo osm vozů na trati Džoécu-šinkansen, rychlobrzda však stačila vlak natolik zpomalit, že se cestujícím nic nestalo. Rychlobrzda zasáhla i letos v březnu při ničivém zemětřesení na východě Japonska.

Podívejte se na video z kabiny šinkansenu. Anglické titulky překládají hlášení palubního rozhlasu a komentáře strojvedoucího (možná raději říkejme pilota).

Francouzské rychlostní úspěchy

Tratě šinkansen mají také pozitivní vliv na japonskou ekonomiku. Odhaduje se, že uspořený čas cestujících má hodnotu pěti set miliard jenů (téměř sto miliard korun) ročně. Spoří čas i oproti letecké dopravě – cestující nemusí přicházet o několik hodin dříve kvůli odbavení, není zdržován důkladnými prohlídkami. Trasa z Tokia do Ósaky má na svědomí pouhou šestinu oxidu uhličitého, který by jinak vyprodukovaly už tak na ekologii zaměřené automobily, jež by převezly stejný počet cestujících.

Ale ani zde není všechno zlato, co se třpytí. I v Japonsku vznikly některé úseky spíše jako politická objednávka než po zralé ekonomické úvaze a do černých čísel je vrátila až radikální privatizace. Od dalších navrhovaných tratí se nakonec úplně upustilo – třeba od spojení Tokia s letištěm Narita. Klady ovšem převažují, o čemž se nejdříve přesvědčili Francouzi.

Přelomové rekordy vysokorychlostních vlaků
Přelomové rekordy vysokorychlostních vlaků

V roce 1981 francouzské soupravy TGV (train à grande vitesse, vysokorychlostní vlak) poprvé vyjely na zvláštní, přímo pro ně stavěnou trasu mezi Paříží a Lyonem. Byla projektována na rychlost vlaků 270 kilometrů za hodinu. Nejnovější trasy mají poloměr oblouků dokonce až sedm kilometrů, což umožnilo na prvním úseku dosud budované trasy z Paříže do Štrasburku v roce 2007 stanovit rychlostní rekord osobních vlaků na fantastických 574,8 kilometrů za hodinu.

Snad už letos by soupravy TGV měly začít nahrazovat stroje AGV (Automotrice à Grande Vitesse, vysokorychlostní vlak s poháněnými vozy), které by měly být ještě rychlejší. Na rozdíl od předchůdce, u něhož byly mezi dva hnací vozy vepředu a vzadu vloženy vozy hnané, bude mít poháněny všechny nápravy soupravy.

Uzavřený Klub devíti

Pochopitelně že Francie nezůstala ve své snaze o budování železniční sítě pro rychlovlaky sama. V Německu slaví se svými elektrickými lokomotivami úspěch Siemens. Stroj řady ES 64 U4 Taurus (EuroSprinter) vytvořil v roce 2006 na vysokorychlostní trati mezi Norimberkem a Mnichovem rekord sériově vyráběných lokomotiv rychlostí 357 kilometrů za hodinu. Je velice oblíbeným strojem, můžeme se s ním setkat i na našich tratích.

Eurosprinter ES 64 U zapřažený před vlak Eurocity. Zdroj: Wikipedia
Eurosprinter ES 64 U zapřažený před vlak Eurocity. Zdroj: Wikipedia

Stroje Siemensu jsou také základem pro lokomotivy, které jezdí na vysokorychlostních tratích některých dalších zemí takzvaného Klubu devíti. Na sklonku roku 2009 poprvé vyjel na trať mezi Moskvou a Petrohradem vlak Sapsan (sokol stěhovavý), jenž i v opravdu ruské zimě – minus dvaatřicet stupňů – dosáhl rychlosti 244 kilometrů za hodinu.

Výkon je o to cennější, že po stejné trase jezdí v noci těžkotonážní nákladní vlaky i obyčejné rychlíky. Produkty Siemensu jezdí na vysokorychlostní trati ve Španělsku a ostatně i po na přelomu roku zprovozněné dráze v Číně z Wu- chanu do Kuang-čou. Rozšíříme i my někdy řady Klubu devíti?

Elektrovlaky z produkce Siemens se z Německa vydaly do světa a v různých modifikacích slouží provozu na rychlodráhách. Toto jsou španělské Velaro E.
Elektrovlaky z produkce Siemensu se z Německa vydaly do světa a v různých modifikacích slouží provozu na rychlodráhách. Toto jsou španělské Velaro E.

Špatně položená otázka.

Rychlovlaky po českých tratích jezdit mohou, ale pomalu. Strojový park není tím zásadním problémem, rychlé stroje dokážeme vyrobit nebo koupit. Na rychlostní koridor je možné přestavět i některé tratě, jejichž průběh byl vytyčen často už za Rakouska-Uherska. Ovšem vysokorychlostní trať pro zhruba dvojnásobnou rychlost, než je u nás povolena, by znamenala zcela novou, zásadně odlišnou stavbu se vším, co k tomu patří – zábor pozemků, náročné dopravní stavby v kopcovitém terénu (připomeňme si jen poloměry oblouků) i nová nádraží.

Četnost spojů by kvůli rentabilitě musela být vyšší než padesát za den. Pravda, čas přepravy mezi Prahou a Brnem by se smrskl pod hodinu, ale návratnost nákladů by se jen těžko mohla odvíjet od ceny jízdenky, již by omezený počet cestujících byl sotva kdy ochoten zaplatit. Srovnejme si počet Pražanů a Brňanů s počtem obyvatel Tokia, Paříže nebo Moskvy. Snad někdy v budoucnu, kdy vyvstane potřeba vést přes naše území tranzitní dopravu, dá EU peníze a žádná organizace ochrany přírody nebude protestovat.

V Česku se ale u železniční dopravy nemusíme soustředit jen na rychlost. Důležitějším cílem by mohlo být dostat služby na vyšší úroveň. Mohla by k tomu pomoci konkurence, například v podobě vlaků RegioJet. Zdroj: Regiojet
V Česku se ale u železniční dopravy nemusíme soustředit jen na rychlost. Důležitějším cílem by mohlo být dostat služby na vyšší úroveň. Mohla by k tomu pomoci konkurence, například v podobě vlaků RegioJet. Zdroj: Regiojet

Tip: Na Wikipedii si prohlédněte tabulky rychlostních železničních rekordů.

Článek vyšel v roce 2010 v časopisu MF Plus. Aktualizovali jsme ho, doplnili a znovu připravili pro vydání v květnu 2011.

Nejčtenější