دو رویکرد راه آهن های بزرگ خصوصی برای کاهش هزینه سوخت و نگهداری لکوموتیو

بر اساس کتاب سالانه Railroad Facts بهره وری مصرف سوخت در راه آهن های خصوصی اصلی آمریکا طی نیم قرن از سال 1955 تا سال 2005 از 184 به 414 تن مایل بر گالن (70 به 157 تن کیلومتر بر لیتر) گازوئیل رسیده است (125 درصد رشد).

این افزایش مدیون چند عامل از جمله افزایش بار محوری واگن ها و افزایش کشش لکوموتیو و کاهش نسبت توان به وزن است.

افزایش کشش لکوموتیو در زمان خرید جدید با بهبود مستمر فناوری محقق می شود و در زمان بازسازی نیز فرصت دیگری برای دستیابی به این هدف فراهم می گردد (نسبت بازسازی به خرید لکوموتیو آمریکا در یک دوره نمونه پنج ساله حدود 10 درصد بوده)

فشارهای سختگیرانه محیط زیست به ویژه در شهرهای آمریکا دو رویکرد اصلی جایگزینی موتور دیزل را پیش روی راه آهن ها گذاشته است: اول استفاده از موتورهای جدید دور متوسط که از گذشته در لکوموتیوها استفاده می گردید و دوم استفاده از موتورهای دور بالا که انطباق بهتری با ضوابط زیست محیطی یافته اند (انواع گازسوز، هیبرید و باتری هم مورد توجه است)

علاوه بر اینکه شرکت های GE، Progress (EMD) و ... موتورهای جدید کم مصرف و کم آلاینده را برای جایگزینی به راه آهن ها ارائه می دهند، شرکت های سازنده موتورهای پردور نیز همین کار را انجام می دهند که در اینجا به ذکر چند نمونه می پردازیم. در بروشور شرکت Progress (شرکت EMD سابق و سازنده لکوموتیوهایGM)، به معرفی لکوموتیوهای EMD24B پرداخته، لکوموتیوهای مذکور، با تغییر موتور 16 سیلندر بلووری645 لکوموتیوهای چهار محورهGP38-2  با 2000 اسب قدرت (آغاز تولید از 1972 که تعداد 2213 دستگاه از آن تولید شده) به موتور کاترپیلار 3512 با قدرت 2100 و سرعت 1800 دور بر دقیقه و استاندارد آلایندگی Tier 4، ژنراتورKato، ترکشن موتورهای DC ارتقاء یافته D78) و نیز تغییر کمپرسور رفت و برگشتی مکانیکی به برقی روتاری بازسازی شده و صرفه جویی سوخت نسبی به 15 درصد رسیده است.

موتورهای سری 3500CAT بر اساس مدرک مربوطه  از سال 1980 عرضه و تاکنون 170 هزار دستگاه از آن تولید شده است.

لکوموتیوهای باری SD40 (Special Duty) اولین بار با موتورهای 16 سیلندر سری 645 توربوشارژی با قدرت 3000 اسب کششی، وزن 160 تن، سرعت 134 و ضریب چسبندگی 18 درصد در سال 1966 به بازار آمریکا عرضه شد (1286 دستگاه).

پس از معرفی و استقبال از این نوع، لکوموتیوهای SD40-2 با مشخصات اندکی متفاوت (با وجود تغییر موتور، قدرت لکوموتیو تغییری نداشت ولی ضریب چسبندگی حدود 17 درصد و کشش بیشتر از 22 درصد نسبت به نوع قبلی افزایش داشت) به بازار آمریکا معرفی شد که تولید آن از 1972 یعنی پنجاه سال پیش آغاز و به دلیل مطلوبیت آن برای شرکت های خصوصی راه آهن آمریکا بیش از 4000 دستگاه برای شرکت های مذکور ساخته شد. نوع GT26CW-2 معروف به کانادایی و با بار محوری 20 تن، از لکوموتیوهای وارد شده پس از انقلاب اسلامی (جمعا 61 دستگاه در سال های 62 و 63)، از همین خانواده بوده است.

ضریب چسبندگی لکوموتیوهای SD50، SD60 و SD70DC که در سال های 80، 84 و 92 میلادی وارد بازار شدند به ترتیب به 24، 25 و 28 درصد افزایش یافت و نهایتا در لکوموتیوهای SD70MAC با تراکشن موتور AC در سال 1993 ضریب چسبندگی به 33 درصد افزایش یافت و همین نوع بود که توافق شد با بار محوری 25 تن به ایران پیشنهاد گردد (در 19 فوریه 94، با توان کشش 4000 اسب، سرعت 112 و کشش مداوم 62 تن نیرو در سرعت 15 و با گاباری بزرگ که با تحریم اجرایی نشد)

این کشش بیش از سه لکوموتیو معادل و بیش از 2 لکوموتیو GT26 بود که عملکرد را افزایش و هزینه واحد را کاهش می داد.

بر اساس منحنی روند رشد ضریب چسبندگی که یکی از مهمترین شاخص های کشش لکوموتیو باری است این شاخص در لکوموتیوهای DC از 1972 تا اوایل دهه 90 از حدود 20 به حدود 30 درصد افزایش یافته (رشد50 درصد) که نه فقط در لکوموتیوهای نو بلکه در انواع قدیمی هم در مراحل بازسازی یا ارتقای سیستم کنترل و سیستم چسبندگی قابل اعمال است. (GM با فناوری EM2000 امکان افزایش ضریب چسبندگی تا 33 درصد بیشتر را اعلام داشته که مفهوم آن امکان دستیابی به چسبندگی 26 درصد است که حدود 100 لکوموتیو ایران به انواع مشابه آن مجهز ولی بی بهره از سود اصلی در کشش می باشند).       

منحی رشد افزایش راندمان انرژی لکوموتیو

عمر واگن های مسافری و تجربه راه آهن آلمان

بر اساس گزارش مرکز پژوهش های مجلس شورای اسلامی در تیرماه 99، سهم حمل و نقل مسافر در سال 1397 به کمتر از 2 درصد رسید و نسبت به سال 1386 کمتر از نصف شده در حالی که قانون مدیریت سوخت، سهم 18 درصد را برای سال 1390 مقرر نمود.

این در حالی است که علاوه بر قانون فوق، مقام معظم رهبری با وجود تاکید بر اولویت ریلی در سیاست های کلی نظام در سال 79، در بندهای 24 و 25 سیاست های ابلاغی برنامه ششم در 9 تیر 94 و مکررا پس از آن بر اولویت بخش ریلی تاکید نموده اند.

بر اساس نمودار صفحه 219 گزارش شرکت رولندبرگر عمر متوسط واگن های مسافری در ایران در سال 2015 حدود 25 سال بوده در حالی که متوسط عمر واگن های مسافری فرانسه 24، اتریش 23، ایتالیا 30 و روسیه 32 ... و متوسط 23 سال بوده است.

در گذشته راه آهن سقفی برای عمر واگن ها تعریف نکرده بود لکن پس از شکل گیری برجام در اواسط دهه 90، با هدف کاهش میانگین عمر واگن ها و با تصور وجود منابع مالی کافی به ویژه از نوع ارزی برای ورود واگن‌های نو، راه آهن تصمیماتی اتخاذ نمود و در آن سقف عمر برای واگن های مسافری و شروط بازسازی سنگین برای واگن های با عمر 30 تا 45 سال وضع نمود که بر اساس این تصمیم صدها واگن مسافری که عمر آنها به مرز ۴۵ سال رسیده بود و یا از آن گذر کرده بودند اسقاط و از رده خارج شدند و متاسفانه این رویکرد با تحریم های جدید هم ادامه یافته و نهایتا با انتقاد استثنایی وزیر راه مواجه گردید.

به گزارش رسانه ها در پنجم تیرماه، درحالی شرکت راه‌آهن از حذف واگن‌ های با عمر بالای 45 سال خبر داده بود که وزیر راه و شهرسازی به مدیرعامل راه‌آهن نوشت: همانطور که نگران جان مردم عزیز هستیم، باید نگران معیشت کارکنان زحمتکش این قطار‌ها نیز بود، با همکاری مدیران شرکت‌ ها به جای پاک‌ کردن صورت مسئله، سریعا راهی برای حل موضوع پیدا کنید.

با بخشنامه قبلی راه آهن واگن هایی که با قیمت بلیت کمتر خدمات به مسافران با توانایی مالی محدودتر ارائه می دادند و میبایستی هزینه سنگینی برای بازسازی آنها صرف می شد که برای مالک توجیه اقتصادی نداشت و لذا از رده خارج می شدند. هرچند برای جلوگیری از کاهش بیشتر ناوگان با عمر طولانی ولی کمتر از 45 سال، راه آهن اقدام به هماهنگی برای اخذ تسهیلات از بانک ها نمود که این مسیر اگرچه محدود ولی ادامه دارد و موجب بازسازی بخشی از ناوگان شده است.

در این راستا با استفاده از مکاتبات با راه آهن آلمان (DB)، تجربه این کشور مورد بررسی قرار می گیرد: در راه آهن آلمان تعمیرات هشت و ۱۶ ساله برای واگن ها تعریف شده است: 1- در تعمیرات هشت ساله بازسازی و در ۱۶ ساله علاوه بر تعمیرات هشت ساله به نوسازی فنی و افزایش راحتی نیز پرداخته می شود. 2- محدودیتی برای تعداد تعمیرات هشت ساله و ۱۶ ساله وجود ندارد.

اهم آزمون ها در دوره هشت ساله DB عبارتند از: ارزیابی ایمنی، ارزیابی انرژی، نیروی تماس چرخ و ریل، توزین بوژی، توزین کامل، محاسبات ترمز، محافظت در مقابل آتش، اندازه گیری عایقی، اندازه گیری داخلی و بیرونی بوژی، تعیین فنر

و اهم کارها بر اساس دامنه نوسازی دوره 16 ساله DB متناسب با تعریف و تقاضا عبارتند از: تست EMC، تحلیل و محاسبه استحکام، ارزیابی تخلیه سریع، محاسبات شفت و بار محوری، محاسبات کاهش ضخامت، تست جوش، تست اجزاء چسبی.

بنابراین سقف عمر برای واگن ها در راه آهن آلمان تعریف نمی شود به عبارتی تا زمانی که تعمیرات هشت ساله و ۱۶ ساله مطابق دستورالعمل های مورد تایید راه آهن آلمان انجام شود فرایند تعمیر و بهره برداری از واگن ها ادامه می یابد.

با وجود شرایط خاص تحریمی و کمبود منابع مالی، وجود سقف در قیمت گذاری بلیت و عدم توجیه اقتصادی کافی برای خرید و ورود واگن نو، سقف تعریف شده برای عمر واگن های مسافری، سبب ادامه روند کاهشی تعداد واگن قابل بهره برداری و کاهش بیشتر سهم مسافرین ریلی است در حالی که حتی در صنعت هوایی هم تجربه افزایش عمر هواپیما بسیار موفق بوده است. از آنجا که صنعت ریلی در شرایط اقتصادی خوبی برای سرمایه گذاری قرار ندارد به نظر می رسد این دستورالعمل سبب کاهش بیشتر سهم مسافری شود و انتظار می رود راه آهن برای خنثی سازی تحریم در این بخش رویکرد دیگری اتخاذ نماید.

در این راستا استفاده از تجربیات راه آهن های پیشرو در کنار تجربیات صنایع دیگر مانند صنعت هوایی کمک شایانی می نماید. 

گزارش شرکت رولند برگر 

آسیب شناسی صنعت ساخت هواپیما و سفارش هواپیمای جت 100 نفره

در سال 83 مذاکرات قرارداد طراحی موتور دیزل سنگین ملی (دی 87) آغاز شد و در سال 1384 وزارت صنایع مکلف به حمایت از این طرح ملی از طریق اعتبارات سازمان گسترش گردید. همزمان مذاکرات مجریان طرح با راه آهن به عنوان مشتری، شروع شد و در جلسه مربوطه با معاونت برنامه ریزی در تببین تجربیات طراح که یک شرکت جدید با مهندسین کارآزموده در صنایع موتورسازی سنگین دیزلی انگلیس (روستون) بود اشاره به تجربه ایشان در طراحی موتور لکوموتیو آلستوم شد که این خود یادآور مشکلات فراوان موتورهای این لکوموتیوها که بتازگی وارد ناوگان ریلی شده بودند گردید. 

مذاکرات خرید لکوموتیو آلستوم راه آهن ایران که پس از انصراف شرکت های آمریکایی سازنده لکوموتیو (GE - GM) برای ساخت 100 لکوموتیو باری اعلام آمادگی کرده بود در سال 1376 در حالی آغاز شد که مهمترین گلوگاه موتور دیزل بود. به دلیل بکارگیری تراکشن موتورهای AC برای اولین بار در راه آهن ایران و با استفاده از نتایج بررسی ها و مذاکرات با سازندگان آمریکایی، کشش این لکوموتیو به بیش از 2 برابر کشش لکوموتیوهای قدیمی تر با تراکشن موتور DC رسید و لذا با استفاده از موتور 3000 اسب سرعت قطارها بسیار پایین میآمد و به همین منظور توافق شد که توان به 4000 اسب افزایش یابد (در مذاکرات با GE و  GMنیز لکوموتیو 4000 اسب بود) که سازنده انگلیسی آن موتور ریلی را نداشت.

لکوموتیو AD43 آلستوم با موتور 16 سیلندر (RK215) که برای اولین بار در لکوموتیو به کار گرفته شد ساخته شد و به صورت بدیهی مشکلاتی در مراحل بهره برداری رخداد آن هم در شرایطی کاری و آب و هوایی که در اروپا وجود نداشت.

متاسفانه تجربیات راهبردی برخورد با اولین لکوموتیوهای GE در شروع دهه هفتاد هم که استفاده تحت فشار حداکثری (حداکثر بار مجاز) بود و منتج به بروز خرابیها در دوران گارانتی شد، در لکوموتیو آلستوم بکار گرفته نشد و با وجود ارائه آمار بکارگیری 70 درصد ظرفیت، تغییری در رویکرد دیده نشد و خرابی ها بیشتر پس از اتمام دوران گارانتی مشخص گردید.

با توجه به مشکلات موتورهای دیزل 4000 اسب ناوگان آلستوم پیشنهاد شد ارتقای موتورهای (RK215) آغاز و طراحی موتور جدید دی 87 به مرحله بعد از رفع مشکلات تعویق یابد که این پیشنهاد در عمل اجرا نشد و سبب تغییر مسیر مذاکرات گردید و در نهایت معلوم شد از طریق دیگری قرارداد 30 دستگاه از موتور دی 87 برای تعویض موتور یک نوع از لکوموتیوهای مانوری با راه آهن منعقد و پیش پرداخت نیز واریز شد که متاسفانه با وجود گذشت 15 سال و حمایت های فراوان از این موتور تاکنون فقط یک دستگاه تحویل شده در حالی که مشکلات موتورهای (RK215) کاملا رفع گردید.   

با یادآوری این تجربه به موضوع مطرح شده معاون وزیر راه و شهرسازی و رئیس سازمان هواپیمایی کشوری در اول اسفندماه می پردازم که خبر از تفاهم با وزارت دفاع برای تولید جت های مسافری 70 و 100 نفره دادند و این درحالی است که (صرف نظر از مناسبت هواپیمای جت برای مسافت های کوتاه داخلی در مقایسه با نوع توربوپراپ) هنوز هواپیمای مسافری ایران 140 زمینگیر است و حل مشکلات ایران 140 به مراتب ساده تر از طراحی و ساخت یک هواپیمای جدید است.

می توان ادعا نمود که با این رویکرد (تقدم ارتقا) علاوه بر دستیابی به اهداف اقتصادی از جمله هزینه کمتر، آماده به کاری بیشتر و  ایمنی بالاتر، زمینه بهبود فناوری و قدرت چانه زنی فنی و مالی در مذاکرات احتمالی خرید بهتر فراهم می گردد.

قابل توجه اینکه شرکت های هوایی پس از برجام 40 فروند هواپیمای 72 نفره ATR 72 که تا کنون بیش 944 فروند از آن تولید شده (مجهز به دو پیشرانه 2750 اسبی توبوپراپ PW127 ساخت پراتاند ویتنی کانادا) را سفارش دادند.

هواپیمای بومی شده 52 نفره ایران 140 (نام داخلی هواپیمای آنتونوف An 140) با اولین پرواز عملیاتی در سال 1997 و تولید کل 35 دستگاه (تا 2017) که پس از سانحه، از خدمات مسافری خارج گردید هواپیمایی بسیار اقتصادی است و چنانچه پیشرانه نابالغ آن با توربین PW127 (گزینه دوم پذیرفته شده برای این هواپیما) جایگزین گردد می تواند با ایمنی بسیار بالاتر در کنار هواپیمای مذکور در خدمات بهتر و گستردهتر داخلی و حتی منطقه ای به کار رود.