Jo-Jo

Här kommer allteftersom FÅGOR & SVAR vad avser Jo-Jo-tåg vs andra tåg.

1. Restid

Restid är tiden från din start till ditt mål. Den består av summan av flera tider:

1. Har du långt till station kan det ta mycket tid att komma dit.
2. Går tågen sällan måste du planera och kanske åka tidigare än du avsett.
3. Så har vi tiden mellan avgångs- och slutstation.
4. Slutligen tillkommer resan från slutstation till ditt mål.

Med Jo-Jo-konceptet har vi många stationer placerade nära resecentrum eller där det finns gott om parkeringsplatser. Det gör tiden 1. och 4. kort. Hög turtäthet gör tiden 2. kort. Direkt resa med hög fart gör tiden 3. kort. Jo-Jo-alternativet är ofta oslagbart.

2. En jämförelse mellan maglevtåg och Jo-Jo-tåg

Med ett dockningståg tar det med 245 km/h ca 1 timme och 50 minuter att ta sig från ort A till ort B, 450 km, typ Sthlm – Gtbg. Detta gäller stort sett oberoende av antalet stationer på sträckan däremellan. Och då lämnas och hämtas resenärer och godsvagnar till/från dockningståget till/från varje personstation respektive godsterminal.

I Shanghai finns det idag enda kommersiella maglevtåget. Det går med max 431 km/h vid högtrafik och då är det skakigt och obekvämt. Med 300 km/h vid lågtrafik är det behagligt. I diskussioner framförs att maglevtåg kan köra i 500 km/h och den farten har ju gott och väl nåtts vid experiment, men är inget som någon i närtid planerar för.

Någon skriver (kommentar i Ny Teknik 2019-08-27) att med 500 km/h, 450 km avstånd och 10 mellanliggande stopp så klarar maglevtåget resan på 90 minuter. 20 minuter snabbare än Jo-Jo-tåget som har maxfarten 250 km/h. Men är det verkligen rätt räknat?

Låt oss göra ett enkelt överslag.

Med 1 m/s² som högsta acceleration/inbromsning så kan resenärer hjälpligt röra sig i tåget. Att öka hastigheten från noll till 500 km/h tar då 139 sekunder. Lika lång tid för att bromsa in. Med 10 mellanliggande stopp går det då åt 139 x 2 x 11/60=51 minuter. Sträckan som tåget förflyttar sig under denna tid blir (500/2) x 51/60 = 212 km. Kvar av sträckan 450 km blir således 238 km. Med 500 km/h tar det 28,5 minuter att köra den sträckan. Totalt har vi nu förbrukat ganska precis 90 minuter. Men på stationerna måste resenärerna ha tid att gå av respektive att gå på tåget, annars finns ju ingen anledning att stanna på station. Det tar normalt 3 till 5 minuter. Antag alltid snabba resenärer, då tar det 3 minuter per station. Den totala restiden Sthlm – Gtbg, med 10 mellanliggande stationer, blir med maglevtåget alltså 120 minuter eller två timmar. Dvs 10 minuter långsammare än Jo-Jo-tåget.

Fler mellanliggande stopp ger ökad totaltid för maglevtåget, men påverkar inte Jo-Jo-tågets restid. Notera att Jo-Jo-tåget också kan medföra godsvagnar.

Som en liten övning kan vi föreställa oss att maglevtåget kan accelerera/bromsa tre gånger så fort. Då krymper de 51 minuterna till 17 minuter. Dock måste resenärerna då under denna tid sitta fastspända på sina säten. Av och påstigning tar väsentligt mer tid t.ex. 6 minuter per station, dvs totalt 60 minuter. Inbromsnings och accelerationssträckorna blir kortare och sträckan med 500 km/h blir ca 379 km som med 500 km/h tar drygt 45 minuter. Summan blir alltså 17 + 60 + 45 = 122 minuter dvs lite drygt 2 timmar. Alltså ingen mening i att öka accelerationen. Det blir bara obekvämare och kostar mer energi och kräver dyrare tåg och banor.

Vem vill sitta fastspänd i sätet i tåget. Vem vill frekvent utsättas för kraftig inbromsning respektive acceleration. Hastighetsändringar drar mycket energi och höga hastigheter likaså. Hög hastighet fordrar raka banor. Att bygga på pelare över befintlig motorväg för Jo-Jo-tåg är överlägset mer kostnadseffektivt. En annan klar fördel med dockningståget är att det kan tas i drift i korta etapper vilket inte är möjligt vare sig med maglevtåg eller mer traditionella höghastighetståg.

Nej maglevtåget är nog bra för långa direktresor mellan stora metropoler. Jo-Jo-tåget är överlägset för resor i Sverige. Låt hela landet leva!

Text under formulering

3. Om det fanns...

Maglev tåg använder hjul bara vid låg fart och om levitationssystemet är avstängt i övrigt svävar tåget fritt i luften utan mekanisk kontakt med underlaget. Det är suveränt. Rullmotståndet är eliminerat.

För ett klassiskt järnvägsfordon gäller järnhjul mot järnräls samt kullager mot hjulaxel. Om man bedömde att kullagrets friktionsförluster är betydande skulle det rent teoretiskt kunna bytas mot ett maglev lager. En lagring som liksom maglev tåget nyttar egenskapen att magnetiska motpoler skyr varandra.

Järnhjul mot rälsen har lågt rullmotstånd, låg adhesion. I det klassiska tåget har loket hög vikt och kan därmed dra de efterföljande vagnarna. Med motorvagnståg (alla fordon i tåget har egen drivning) så fordras inte den höga vikten, men motorvagnskostnaden är högre än den enbart rullande vagnen.

Tågutvecklingen idag förefaller gå mot fler motorvagnståg. Tunga lok ställer stora krav på banan. Acceleration och retardation kan med motorvagnståg göras snabbare.

Om vi har ERTMSL3 (European Rail Traffic Management System Level 3) så behöver vi inte ha rälsen indelad i blocksträckor. I och S räl som används för att veta om det finns ett tåg på blocksträckan behövs inte. Då kunde vi använda oss av växelströmsbroms för snabbare retardation av tåget. Denna typ av broms fungerar utan direkt kontakt mot rälsen, men kan inte användas idag då den stör I och S systemet.

Om det fanns en statisk växel också för maglevtåg då skulle vi kunna använda det i Jo-Jo-konceptet. Med 500 km/h skulle restiden halveras. Stockholm - Malmö på 1 timme 15 minuter, Stockholm - Göteborg mindre än en timme.