Treni ad alta velocità con una compatibilità transnazionale
I treni commerciali sono progettati per andare più veloce ma l'interoperabilità con le linee sopraelevate varia da un paese all'altro e crea difficoltà in termini di tempi e di costi per l'autorizzazione di nuovi veicoli. Il pantografo montato sul tetto di un treno raccoglie la corrente dalle linee catenarie sopraelevate. La compatibilità del pantografo con il sistema catenario è quindi un fattore importante per raggiungere l'interoperabilità. Gli scienziati hanno dato vita al progetto PANTOTRAIN ("Pantograph and catenary interaction total regulatory acceptance for the interoperable network"), finanziato dall'UE, per sostituire gli attuali metodi di collaudo delle linee con pantografi che offrono un misto ottimizzato di simulazione, collaudo simulato e test sul campo. Si è lavorato soprattutto per semplificare gli accordi transnazionali sulle specifiche (omologazione) per pantografi e servizio transnazionale. I membri del team hanno sviluppato strumenti innovativi e nuovi progetti di pantografo impiegando sistemi avanzati che mettono insieme sistemi meccanici ed elettronici e un software di supporto. La forza di contatto nell'interfaccia pantografo/catenaria consiste in un componente statico e uno aerodinamico. Il primo si può misurare facilmente in laboratorio mentre il secondo normalmente si testa sulla linea. PANTOTRAIN ha selezionato un'appropriata simulazione di fluidodinamica computazionale (computational fluid dynamics o CFD) del componente aerodinamico che comprende la forza di contatto, il sollevamento del cavo catenario ai supporti e il movimento verticale del punto di contatto a partire da diversi algoritmi. I risultati della simulazione sono stati confrontati a misurazioni delle attrezzature di prova e test sulla linea e si è riscontrato un pieno accordo per tutti e tre i metodi. Gli scienziati hanno inoltre sviluppato un modello multicorpo di un pantografo che simula il comportamento non ideale delle giunture inserendo nel modello anche realistiche boccole. Sono stati prodotti due prototipi di pantografo con controllo attivo o intelligente che si adattano automaticamente attraverso l'incorporazione di sensori e attuatori e questi sono stati testati con simulazione e con attrezzature di prova. I partner di PANTOTRAIN hanno quindi ottimizzato i modelli per l'uso in valutazioni di conformità sul campo. I ricercatori hanno proposto una mappa di omologazione che fornisca una deviazione media e una standard della forza di contatto e del sollevamento e una misura del margine di sicurezza ottenuta dalla valutazione di conformità. Le attuali Specifiche tecniche per l'interoperabilità (TSI) saranno aggiornate entro cinque anni. PANTOTRAIN ha in programma di dare un contributo di conoscenze fondamentale per apportare cambiamenti alle TSI e agli standard europei, il che porterà a una riduzione dei costi di certificazione, una migliore interoperabilità e ferrovie più sicure.
