Když člověk přijíždí do města, v němž funguje městská hromadná doprava, zvláště poprvé či po delším odloučení, je to jako kdyby se octl ve fantaskním lunaparku. Nekonečný proud cestujících naplňuje jeden bachratý stroj za druhým a v pestrém víru reklam uhání za svými záležitostmi. MHD velice často prorůstá s orgány a tkáněmi města a stává se jeho zásadně důležitou součástí. Když městská doprava vypadne z rytmu, je to krize, kterou je nutné okamžitě řešit s vynaložením veškeré invence. Není divu, že systémy hromadné dopravy bývají přehlídkou moderním technologií a odvážných vizí.
Curyšský elektronický gigant ABB ve spolupráci se Ženevskou hromadnou dopravou a dalšími městskými organizacemi připravuje nový dopravní systém Trolleybus Optimisation Systeme Alimentation (TOSA), jehož elektrické autobusy jezdí na bleskově dobíjené baterie. Vývojáři ho právě testují v Ženevě, na trase mezi ženevským letištěm a mezinárodním výstavním centrem. Cestující do jeho vozů prostě nastupují a zase vystupují, tak jako u běžných autobusů. Systém TOSA funguje tak, že se jeho baterie, umístěné v horní části autobusu, dobíjejí vždy jednou za několik zastávek a stihnou to za 15 sekund.
Úředníci si libují, že provoz hromadné dopravy TOSA je v tomto případě bez emisí oxidu uhličitého, protože ji pohání elektřina vyrobená z vody. Je to samozřejmě jen nadsázka, protože nějaký ten oxid jistě unikne při výrobě komponent dopravního systému a také při dýchání cestujících. Ale to bude jistě vyřešeno v technologiích blízké budoucnosti. Pokud se systém bleskově dobíjených elektrických autobusů osvědčí, mohl by nahradit klasické naftové autobusy, i jiné typy elektroautobusů, které se v pravidelných intervalech musí jezdit důkladně dobít.
Ve společnosti ABB vyvíjejí elektrickou hromadnou dopravu TOSA už dva roky. Je navržená tak, aby zvládala přepravovat pasažéry i v těch největších dopravních návalech. Testovaná vozidla měří 19 metrů, pojmou 135 cestujících a vývojáři si na nich chtějí poladit co nejvíce potenciálních problémů. Městská hromadná doprava během přepravních špiček chrlí cestující jako urychlovač částic a v takových vypjatých chvílích není čas na chyby. Pokud se v ABB vše podaří, rádi by svůj koncept nabídli i jiným městům a pomohli jim vystrnadit z ulic všudypřítomné naftové autobusy i nadzemní dráty dosavadních elektrických drah. ABB se nechala slyšet, že jejich dopravní systém je ekonomičtější než mnohé další typy městské hromadné dopravy a že je také dost přizpůsobivý, pokud jde o design dobíjejících zastávek elektroautobusů. Kdoví, třeba je jednou uvidíme i u nás, pokud dotyčné úředníky náhle posedne snaha, udělat něco pozoruhodného pro své město.
Literatura
Tosa2013.com
Diskuze:
Pavel Cejka,2013-06-18 16:04:42
Tak zrovna z podzemního napájení v našich městech bych nadšený asi nebyl. Letmým hledáním - http://invisiblebordeaux.blogspot.cz/2011/12/bordeaux-trams-underground-power.html - uvádějí 100'000€ plus k ceně soupravy, a ztrojnásobení nákladů na budování tratě (resp. infrastrukturu).
Když si představím o kolik víc peněz by tak proteklo přes naše politiky jen kvůli diskutabilní estetice (plus dražší údržba a potíže v zimě narozdíl od jihu Evropy), tak se velice rád smířím s trolejí nad hlavou a to včetně historického centra.
S hlučností tramvají bych souhlasil, zvlášť po té, co nějaký pitomec vymyslel a nasadil do provozu Škoda T14, co řinčí jak žebřiňák naložený starými hrnci. Nicméně to v pohodě vyřeší i klasické trolejbusy (a zmírní v podstatě snad jakýkoli jiný typ tramvaje).
hlučnost kondenzátorových elektrobusů viz
https://www.youtube.com/watch?v=_3Q_xPJ9vns
https://www.youtube.com/watch?v=fmMPvNMnaCA
A když už jsem pochyboval o bezpečnosti, tak tady je jeden shořelý ze Shanghaje
http://www.greencarreports.com/image/100356711_ultra-capacitor-bus-in-shanghai-after-fire-photo-from-eastday
Shodou okolností právě baterie kondenzátorů ... náhoda?
Shořelý autobus
Vojtěch Kocián,2013-06-19 12:18:47
To jsem čekal horší katastrofu. Interiér je takřka netknutý (možná podlaha), takže cestující to asi vážněji neohrozilo. Chtěl jsem pro porovnání ukázat fotky naftového busu, který jsem viděl hořet před pár lety (plameny přes pět metrů, ale interiér taky nedopadl moc zle), ale internet je fotek hořících autobusů plný, i když to omezíte jen na Prahu, takže je z čeho vybírat.
Pavel Cejka,2013-06-17 12:12:10
Nebylo, tohle není čistě z praktického hlediska totéž, přinejmenším chybí obludný setrvačník v prostoru pro cestující.
Taky bych očekával, že životnost i efektivita kondenzátorů bude značně vyšší proti setrvačníku s motorem/generátorem na jedné ose. Nemluvě o značném pokroku v řízení elektromotorů, jejich výrobě atd...
Na druhou stranu by mne zajímalo, co se stane, když dojde k poškození izolantu mezi elektrodami kondenzátoru. Li-Ion akumulátory občas umí předvést pořádný ohňostroj a tohle má mezi elektrodami pravděpodobně větší napětí a je schopno se vybíjet i nabíjet mnohem rychleji, takže větší proudy a větší ohňostroj? More power, more fun?
Jinak v tom vidím velký potenciál. Efektivita i cena by se mohla blížit trolejbusu, ale budování trasy by mohlo být značně levnější. ... By mohlo být, netuším, jestli bude.
A ještě by bylo zajímavé vyšťourat, kolik "železa" na cestujícího tenhle BUS bude vozit. Letmo jsem mrknul na http://www.dpo.cz/vozy/autobusy.htm a http://www.dpo.cz/vozy/tramvaje.htm a vychází to v rozmezí 150 - 200kg hmotnosti dopravního prostředku na člověka, což následně ovlivní spotřebu...
Bohužel na zdrojovém webu jsou jen reklamní kydy, technické detaily jsem nenašel.
Tohle už tu bylo
Vojtěch Kocián,2013-06-17 09:15:21
V padesátých letech. Nenabíjely baterie ani kondenzátory, roztáčel se setrvačník. V principu to však není moc velký rozdíl.
Nápad vypadá na první pohled pěkně, ale úspěch to nemělo.
http://cs.wikipedia.org/wiki/Gyrobus
Přednosti a nevýhody
Petr Ba,2013-06-17 13:12:51
Ony jsou tam i důvody proč se koncept neprosadil.
Jestli bude nabíjení kondenzátorů úspěšnější uvidíme. V principu hlavně odpadá problematický pohyblivý setrvačník.
Ad problematický setrvačník:
Vojtěch Kocián,2013-06-18 08:02:49
Problematický samozřejmě je. Těžká a rychle se točící věc je vždycky nebezpečná. Zvlášť uprostřed autobusu plného lidí. Musí se zabezpečit, zabezpečení naddimenzovat (hmotnost navíc), pravidelně kontrolovat (peníze servisu) a aby dobře běžel, měl by být udržován v nízkém tlaku vzduchu, ideálně ve vakuu (další komplikace). I když je všechno v pořádku, při odběru energie ze setrvačníku dochází k přenosu točivého momentu na autobus (při roztáčení také, ale v tu dobu autobus stojí, tak s tím není problém). Navíc při rotaci kolem jiné osy než je osa setrvačníku působí na autobus Coriolisova síla (při přejezdu kopečku bude mít tendenci se postavit na zadní a navíc zatočit). To vše snižuje ovladatelnost. Řešitelné to je dvěma protiběžnými setrvačníky, ale to zase navýší složitost a tedy cenu.
Kondenzátory řeší problémy točivého momentu, ale otázka hmotnosti, servisu, zabezpečení a ceny nejspíš alespoň částečně zůstane. Zůstane i problém elektrické infrastruktury. Aby za 15 sekund dostali to autobusu energii řekněme 10 kWh (gyrobus měl jen o trochu méně), musí být zastávka schopná dodat příkon minimálně 2400 kW. To už se blíží tomu, co potřebují trakční lokomotivy na dráze. Řešitelné to je pro stávající rozvody instalací kondenzátorů i na zastávku (cena?), čímž by se spotřeba mohla rozprostřít do delšího úseku. Další společnou nevýhodou je, že nemohou na nabíjecí zastávce zastavit dva busy najednou, což může mít neblahý vliv na plynulost provozu.
Byl bych rád, kdyby to mělo úspěch, ale po neúspěchu gyrobusů jsem skeptický. I když teď je větší společenský tlak třeba na odstranění ošklivých trolejí (někde si vynutili i tramvaje s podzemní trolejí) a hlučnost tramvají, tak by to mohlo alespoň v některých městech projít.
Zákon zachování hybnosti
Stanislav Kaštánek,2013-06-18 15:04:26
Pro Kocián
http://cs.wikipedia.org/wiki/Gyrobus
"Další nepříjemnou vlastností gyrobusu jsou jeho jízdní vlastnosti. Setrvačník se svislou osou se snaží udržet vozidlo stále ve stejném směru (princip gyroskopu). Při zatáčení nebo náklonu vozidla účinkuje setrvačník proti této změně a na konstrukci vozidla působí nežádoucími bočními silami."
Roztočené kolo bicyklu- lze jen ztěží rukama vychýlit osu s držátky pro ruce. Jde o aplikaci zakona zachování momentu hybnosti, síly způsobené snahou zachovat rotační osu jsou u vysoce roztočených setrvačníků značné.
Coriolisova síla je malá, pohyb na povrchu Země na severní polokouli - stáčení doprava až na výjimku, že rychlost je ve směru rotační osy.
http://cs.wikipedia.org/wiki/Coriolisova_s%C3%ADla
Coriolisova síla závisí na rychlosti. V balistice u střel z ručních zbraní představuje řádově odchylku 10 cm na vzdálenost několika km, u děl a dalekonosných děl až metry až desítky metrů.
http://fyzsem.fjfi.cvut.cz/2008-2009/Zima08/proc/zzmh.pdf
Protiběžný setrvačník
Jenda Krynický,2013-06-18 15:17:56
Mohl by mě někdo vysvětlit, jak má pomoci ten protiběžný setrvačník? (viz ten článek o gyrobusu na wikipedii) Pokud to dobře chápu, tak pro snahu zachovat směr a náklon je jedno, jestli se svislý setrvačník točí souběžně s koly nebo proti, takže to že tam budou dva a každý se bude točit jiným směrem na tom nic nezmění.
Jediné s čím může pomoci je tendence busu stavět se na zadní případně na čumák způsobená bržděním setrvačníku.
Odpověď
Vojtěch Kocián,2013-06-18 16:24:46
Pane Kaštánku:
Na Wikipedii je ohledně principu gyroskopu nesmysl. Setrvačník se svislou osou nijak nebrání zatáčení vozidla (osa se nijak nevychyluje). Brání náklonu vozidla v obou osách kolmých na osu otáčení setrvačníku, což může být nepříjemné. Na zatáčení má vliv odebírání energie ze setrvačníku. Gyrobus při tom bude mít tendenci zatočit ve směru rotace setrvačníku, aby dodržel zákon zachování momentu hybnosti.
S Coriolisovou silou mi to uteklo. Samozřejmě jsem nemyslel tu vyvolanou rotací Země, ale rotací setrvačníku. Nicméně je to stejně nesmysl (po setrvačníku se nic nepohybuje) a máte pravdu v tom, že jde o síly vyvolané zákonem zachování momentu hybnosti. Omlouvám se tímto za mlžení, tyhle dvě věci mi v názvosloví splynuly.
Pane Krynický:
Jednoduchý setrvačník musí mít v gyrobuse se svislou osu, jinak by měl gyrobus vážné problémy se zatáčením. U protiběžných setrvačníků už je to navenek jedno, protože dohromady mají nulový moment hybnosti. Uvnitř toho dvojitého setrvačníku samozřejmě značné síly od jednotlivých částí působit budou (s čímž musí počítat konstruktéři), ale navenek se vzájemně vyruší (což je dobrá zpráva pro řidiče).
Zkuste si experiment z příspěvku pana Kaštánka. Změna rotační osy je opravdu náročná i u tak lehkého a relativně pomalu se točícího předmětu jakým je rukou roztočené kolo z bicyklu. Pak ho vylepšete tím, že spojíte osy dvou kol z bicyklů (třeba pomocí dlouhé matice), roztočíte je každé jiným směrem a pak zkusíte opět změnit rotační osu. Pokud se obě kola budou točit stejně rychle, mělo by to jít mnohem snadněji. Jen pozor na tu spojovací matici, kterou se budou snažit síly od jednotlivých kol roztrhnout.
pro Kocián, helikoptéra, motorka
Stanislav Kaštánek,2013-06-18 23:45:05
http://fyzsem.fjfi.cvut.cz/2008-2009/Zima08/proc/zzmh.pdf
"Z toho vyplývá, že moment hybnosti dané izolované soustavy je
roven nule. Ovšem když změníme osu rotace setrvačníku, tak nám v daném směru jakoby
vznikne nějaký moment hybnosti, a protože moment hybnosti se zachovává a předtím byl
roven nule, tak člověk na točně je nucen mít stejný moment hybnosti, ale opačného směru
než má samotný setrvačník".
Nejsem technik a nejsem si jist, zda svislá osa rotace řeší problémy gyrobusu. Helikoptéry mají svislou osu rotace listu a potřebují zadní vrtuli s osou vodorovnou, která kompenzuje síly reakce, jinak by se helioptéra kriticky roztočila obráceně, než vrtule. Setrvačník se netočí jen tak sám o sobě, musí přenášet sílu na převody a kola. Každé auto má diferenciál, který umožňuje různé otáčky kol na jakoby jedné ose. Svisle rotující setrvačník musí energii přenést do kol rotujích s osou vodorovnou nějakým šikmým ozubeným převodem. Helikoptéry se dvěma vrtulemi se svislou osou a opačným směrem otáčení jsou stabilní. Dvoutakty ( motorky a mopedy) měly slušný setrvačník se zapalovacími cívkami uvnitř. Setrvačník rozhodně nedělá labilní motorce problém v zatáčkách, i když má osu setrvačníku vodorovnou. Podobně setrvačníkové dětské autíčko jezdí rovně. Formuli typu 1 jezdilo auto na spalovací turbinu, která se točí hodně rychle, pěknou turbinu mají i letadla a tak nějak žádný rozdíl zatáčení vpravo nebo vlevo ( snad).
Píšete:"Na zatáčení má vliv odebírání energie ze setrvačníku. Gyrobus při tom bude mít tendenci zatočit ve směru rotace setrvačníku, aby dodržel zákon zachování momentu hybnosti."
Moc tomu nerozumím, ale vypadá to logicky. Snad až na to, že zatáčení doleva bylo jinak, než doprava.
pro Kocián, helikoptéra, motorka
Stanislav Kaštánek,2013-06-18 23:46:13
http://fyzsem.fjfi.cvut.cz/2008-2009/Zima08/proc/zzmh.pdf
"Z toho vyplývá, že moment hybnosti dané izolované soustavy je
roven nule. Ovšem když změníme osu rotace setrvačníku, tak nám v daném směru jakoby
vznikne nějaký moment hybnosti, a protože moment hybnosti se zachovává a předtím byl
roven nule, tak člověk na točně je nucen mít stejný moment hybnosti, ale opačného směru
než má samotný setrvačník".
Nejsem technik a nejsem si jist, zda svislá osa rotace řeší problémy gyrobusu. Helikoptéry mají svislou osu rotace listu a potřebují zadní vrtuli s osou vodorovnou, která kompenzuje síly reakce, jinak by se helioptéra kriticky roztočila obráceně, než vrtule. Setrvačník se netočí jen tak sám o sobě, musí přenášet sílu na převody a kola. Každé auto má diferenciál, který umožňuje různé otáčky kol na jakoby jedné ose. Svisle rotující setrvačník musí energii přenést do kol rotujích s osou vodorovnou nějakým šikmým ozubeným převodem. Helikoptéry se dvěma vrtulemi se svislou osou a opačným směrem otáčení jsou stabilní. Dvoutakty ( motorky a mopedy) měly slušný setrvačník se zapalovacími cívkami uvnitř. Setrvačník rozhodně nedělá labilní motorce problém v zatáčkách, i když má osu setrvačníku vodorovnou. Podobně setrvačníkové dětské autíčko jezdí rovně. Formuli typu 1 jezdilo auto na spalovací turbinu, která se točí hodně rychle, pěknou turbinu mají i letadla a tak nějak žádný rozdíl zatáčení vpravo nebo vlevo ( snad).
Píšete:"Na zatáčení má vliv odebírání energie ze setrvačníku. Gyrobus při tom bude mít tendenci zatočit ve směru rotace setrvačníku, aby dodržel zákon zachování momentu hybnosti."
Moc tomu nerozumím, ale vypadá to logicky. Snad až na to, že zatáčení doleva bylo jinak, než doprava.
Akumulátory jakéhokoliv typu jsou zatížením životního prostředí, což je přesně opak toho, k čemu mají akumulátorové autobusy sloužit.
Helikoptéra a spol.
Vojtěch Kocián,2013-06-19 12:05:19
Rotor helikoptéry se rozhodně netočí ve vakuu. Vzduch ho brzdí a tak se přenáší moment setrvačnosti na trup stroje, a ten je nutné kompenzovat zadním rotorem. Stejně se přenáší moment na gyrobus při odebírání energie ze setrvačníku. Existují i helikoptéry se dvěma hlavními protiběžnými rototy, které nepotřebijí rotor na ocasu.
Vrtulová letadla se sudým počtem motorů se staví tak, aby se polovina točila jedním a polovina druhým směrem. Kdyby se točily všechny stejně, bude letadlo na jednu stranu zatáčet hůř než na druhou. U jednomotorových stíhaček za druhé světové války to piloti moc dobře věděli a snažili se toho využít ve svůj prospěch. Pro přímý let to kompenzuje tvar draku letadla a nastavení řídících ploch, ale v zatáčkách je to znát.
Motorky mají hlavně slušný moment setrvačnosti v kolech, setrvačník v motoru nebude mít tak velký vliv. Nicméně u jednostopého vozidla je to v pořádku, protože v zatáčce se celé nakloní. Ten náklon způsobí právě zákon zachování momentu hybnosti. Můžete zatáčet jen pomocí náklonů bez řídítek nebo jen řídítky a náklon přijde sám. Jako na tom Vašem příkladu z Jaderky. Je to OK, protože bez náklonu by bylo obtížnější kompenzovat odstředivou sílu v zatáčce a stroj by se snadněji překlopil. Gyrobus se setrvačníkem s osou rovnoběžnou s osami kol by zatáčku také podmiňoval náklonem. Vzhledem k velkému momentu setrvačníku (v poměru k hmotnosti celého busu) by ten náklon nebyl zanedbatelný (navíc podle aktuálních otáček pokaždé jiný) a u dvoustopého vozidla to rozhodně není žádoucí. Svislá osa řeší část problémů při zatáčení, ale spousta dalších zůstane, dokud nepoužijete dva protiběžné.
Jinak šikmé zuby máte i v těch diferenciálech a problémy nedělají. Gyrobus navíc používal systém generátor-motor, takže převod energie byl elektrický a ne mechanický.
pro Kocián
Stanislav Kaštánek,2013-06-19 15:26:07
Asi ano. Američané vylovili na začátku války nějaké japonské Zero, opravili ho a zjistili, že špatně točí při letu šikmo dolů na jednu stranu a snažili se toho využívat při leteckých útocích na ně.
Přes co se přenáší energie na pneumatiky je asi jedno včetně elektrického pohonu. Podstatné jsou změny sil a energie setrvačník - kostra autobusu. Při rozjíždění se musí setrvačník zpomalit a rozdíl energie přenést na kola. Je jedno jestli se přenese přímo přes kolečka diferenciálu nebo přes ZMĚNY rotace generátoru. Ten generátor se musí o něco opřít. Takže gyroautobusy mají i svislou osu generátoru? Možné to asi je, ale kompenzace vlivu gyroskopu na řízení asi těžko. Temelín má turbinu a generátor na jedné
K těm setrvačníkům
Mojmir Kosco,2013-06-20 15:18:20
stačí si zajit do IQ parku liberec a tam lze jednoduše vyzkoušet že když je setrvačník svisle změna směru není tak problematická jako když je horizontální .,Ba dokonce by šlo využít k ovládání směru jako u gyroskopu u helikoptéry ale náklon kola je jednodušší klasickou cestou .Jinak věřím že trolejbus je jednoduší a levnější dnes ale co zítra jedná se zkušební provoz.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
