كما هو الحال في صناعة السيارات ، يعد الفولاذ والألمنيوم المواد المهيمنة المستخدمة فيبناء هياكل القطارات، بما في ذلك الألواح الجانبية للقطار ، والسقف ، وألواح الأرضية ، والقضبان غير المستقرة ، التي تربط أرضية القطار بالجدار الجانبي.يوفر الألمنيوم عددًا من الفوائد للقطارات عالية السرعة: خفته النسبية مقارنة بالفولاذ ، وتجميع أسهل بسبب تقليل الأجزاء ، ومقاومة عالية للتآكل.على الرغم من أن الألومنيوم يبلغ حوالي ثلث وزن الفولاذ ، إلا أن معظم أجزاء الألومنيوم المستخدمة في صناعة النقل تبلغ حوالي نصف وزن الأجزاء الفولاذية المقابلة نظرًا لمتطلبات القوة.
سبائك الألومنيوم المستخدمة في عربات السكك الحديدية عالية السرعة خفيفة الوزن (معظمها من السلسلة 5xxx و 6xxx ، كما هو الحال في صناعة السيارات ، ولكن أيضًا السلسلة 7xxx لمتطلبات القوة العالية) تتميز بكثافة أقل مقارنة بالفولاذ (دون المساومة على القوة) ، فضلاً عن قابلية التشكيل الممتازة ومقاومة التآكل.أكثر السبائك شيوعًا للقطارات هي 5083-H111 و 5059 و 5383 و 6060 وأحدث 6082. على سبيل المثال ، تحتوي قطارات شينكانسن اليابانية عالية السرعة في الغالب على سبيكة 5083 وبعض السبائك 7075 ، والتي تُستخدم بشكل متكرر في صناعة الطيران ، بينما تحتوي قطارات شينكانسن اليابانية عالية السرعة على سبائك تستخدم Transrapid في الغالب 5005 ورقة للألواح و 6061 و 6063 و 6005 للبثق.علاوة على ذلك ، يتم استخدام كابلات سبائك الألومنيوم بشكل متزايد كبديل للكابلات النحاسية التقليدية في عمليات نقل وتركيب السكك الحديدية.
على هذا النحو ، فإن الميزة الرئيسية للألمنيوم على الفولاذ هي تأمين استهلاك أقل للطاقة في القطارات عالية السرعة وزيادة سعة الحمولة التي يمكن نقلها ، خاصة في قطارات الشحن.في أنظمة النقل السريع والسكك الحديدية في الضواحي ، حيث يتعين على القطارات أن تتوقف كثيرًا ، يمكن تحقيق وفورات كبيرة في التكاليف نظرًا لأن هناك حاجة إلى طاقة أقل للتسريع والكبح في حالة استخدام عربات الألمنيوم.يمكن للقطارات خفيفة الوزن ، إلى جانب تدابير أخرى مماثلة ، أن تقلل من استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 60٪ في العربات الجديدة.
والنتيجة النهائية هي أنه بالنسبة لأحدث جيل من القطارات الإقليمية وعالية السرعة ، نجح الألمنيوم في استبدال الفولاذ باعتباره المادة المفضلة.تستخدم هذه العربات في المتوسط 5 أطنان من الألومنيوم لكل عربة.نظرًا لأن بعض المكونات الفولاذية متضمنة (مثل العجلات وآليات التحمل) ، فإن هذه العربات عادة ما تكون أخف وزنًا بمقدار الثلث مقارنة بعربات الصلب.بفضل توفير الطاقة ، يتم استرداد تكاليف الإنتاج المرتفعة الأولية للعربات خفيفة الوزن (مقارنة بالفولاذ) بعد حوالي عامين ونصف من الاستغلال.بالنظر إلى المستقبل ، ستؤدي مواد ألياف الكربون إلى تخفيضات أكبر في الوزن.
الوقت ما بعد: 19 أبريل - 2021