ULF przyszłościowy tramwaj z bogatą przeszłością

Wraz z pojawieniem się tramwajów niskopodłogowych pojawiła się duża liczba ciekawych i oryginalnych konstrukcji. Obecnie trendy w konstrukcji tramwajów niskopodłogowych są już raczej ustalone. Najczęściej są odbierane tramwaje tradycyjne z częściowym udziałem niskiej podłogi lub 100% niskopodłogowe tramwaje wieloprzegubowe. Jedynym wyjątkiem staje się tramwaj ULF produkowany przez Koncern Siemens dla miasta Wiedeń, oraz niedawno zamówione także przez miasta Oradea w Rumunii. W niniejszym artykule przybliżamy więc genezę tramwaju ULF.

Wraz z renesansem postrzegania tramwaju jako wydajnego środka transportu publicznego oraz pojawieniem się tramwajów niskopodłogowych narodziła się potrzeba zastosowania takiego tramwaju również w Wiedniu. Wiedeń jest dosyć wyjątkowym miastem, gdzie przez lata odbierano licencyjne tramwaje GT6 z doczepami biernymi, które były produkowane przez zakłady zlokalizowane w mieście. Jednak zarówno stylistyka tych tramwajów jak i zastosowane rozwiązania techniczne odbiegały już od najnowszych trendów w tym zakresie. Dlatego też Wiener Linien rozpoczęło przygotowania do wprowadzenia nowej generacji tramwajów. Tym razem postawiono na innowacyjne tramwaje niskopodłogowe, które w tamtym okresie stanowiły najnowszy przełomowy trend w budowie tramwajów. Jednak Wiener Linien postanowiło pójść dalej i zbudować pojazd o bardzo niskiej podłodze w wejściach, gdzie podłoga w wejściach miała się znajdować 170 – 250 mm nad główką szyny. Postanowiono również poszerzyć pojazdy z dotychczasowych 2,2 metra do 2,4. Dodatkowo pojazd miał mieć modułową konstrukcję umożliwiającą budowę różnej długości tramwajów. Za standard przyjęto wymiary 24 metry długości i pojemność 140 pasażerów oraz 35 m długości przy pojemności 230 pasażerów. Stosunek ilości miejsc siedzących do stojących miał wynosić 1:2 przy założeniu 4 osób stojących na metr kwadratowy. Dodatkowo we wnętrzu miała się znajdować przestrzeń dla co najmniej dwóch wózków dziecięcych oraz jednego inwalidzkiego.

Ponieważ w owym czasie technologia niskopodłogowa była w fazie rozwoju, więc przed rozpoczęciem budowy konieczne były testy poszczególnych komponentów. W 1989 roku zamontowano w tramwaju serii E1 nr 4498 (rok produkcji 1969) silnik na prąd przemienny firmy Elin. Jazda próbna tego wagonu odbyła się w 1991 roku, natomiast od 1992 roku tramwaj wprowadzono do regularnych przewozów liniowych. W tramwaju tym wraz z zastosowaniem nowych silników wprowadzono dodatkowe zmiany, jak przykładowo zastosowanie pojedynczych kół zamiast dotychczasowych wózków. Równocześnie z działaniami w obszarze napędu prowadzono również prace nad skonstruowaniem „Ultra Niskiej Podłogi”, czyli Ultra Low Floor (ULF). Była to koncepcja przewodnia przyjęta przy projektowaniu nowego tramwaju. Jednak to rozwiązanie było niemożliwe do wprowadzenia w typowym tramwaju wyposażonym w wózek jezdny, który znajduje się pod podłogą. Dlatego też postanowiono zastąpić tradycyjny wózek między członami na konstrukcję określaną jako „portalową”. Została ona opracowana przez inż. Leopolda Lenk. Szerzej o tym rozwiązaniu wspomnimy w części opisowej konstrukcji tramwaju.

W celach dokonania testów działania wózków portalowych zostały one zabudowane w dwóch przebudowanych wagonach doczepnych typu C2, gdzie zastąpiły na jednym z końców tradycyjne wózki. W ich miejscu pojawiły się wózki portalowe, a między nimi jeden niskopodłogowy człon pośredni. Ponieważ przebudowa ta wykonana przez SGP służyła testom rozwiązania konstrukcyjnego tramwaj nie posiadał własnego napędu i musiał być ciągnięty przez inny tramwaj. Ponieważ jazdy próbne odbywały się bez zarzutów, więc postanowiono wyposażyć wózki środkowe (portalowe) w dwa silniki elektryczne o mocy 60 kW każdy. Łącznie zamontowano więc 4 silniki, które napędzały ważący 51 t pojazd testowy. Po montażu silników tramwaj został oznaczony numerem 541 i serią L. Litera L wywodziła się od „Laufversuchen“czyli próby w ruchu. Oficjalna prezentacja tego tramwaju miała miejsce w 1991 roku. Pojazd ten odbywał jazdy próbne z prędkościami do 65km/h, a ich pozytywne efekty doprowadziły do zamówienia przez Wiener Linien w 1992 roku w firmie SGP oraz Elin nowych tramwajów ULF.

Przez dłuższy czas prowadzono również studium kształtu nowego tramwaju, który ostatecznie został zaprojektowany przez 'Porsche-Design’ bez odniesień do typowych wówczas tramwajów. Co można uznać za pozytywną zmianę, ponieważ proponowane przez wielu kształty przodu nawiązywały bezpośrednio do mało estetycznych przodów wagonów E2. Pojazd testowy przebył łącznie 30 000 km po torach w Wiedniu bez jakichkolwiek uszkodzeń spodu tramwaju pomimo dołu wagonów na wysokości 152 mm nad główką szyny. W 1993 roku tramwaj testowy został przebudowany, gdzie jeden z czołowych wagonów pochodzący z serii C2 został zamieniony na kolejny człon niskopodłogowy oraz jeden człon końcowy. W efekcie można było przetestować zachowanie wszystkich komponentów tramwaju. Pozwoliło to również na przeprowadzenie prób zimowych, które pokazały, że pojazd może kursować cały rok. Po tych doświadczeniach SGP w 1994 roku zaczęło budowę kompletnego pojazdu prototypowego. Pierwszy kompletny pojazd (w wersji krótszej) wyjechał na testy w marcu 1995 roku.

Tramwaje ULF powstały jako konstrukcja modułowa wobec zgłaszanego przez Wiedeń zapotrzebowania na pojazdy 100% niskopodłogowe z bardzo niską podłogą. Szerokość tramwaju wynosi 2,4 m (szerokość pudła wagonu 2,34 m),  wysokość podłogi we wnętrzu wynosi 197 mm, która w wejściach została obniżona do 180 mm nad główką szyny. Oznacza to, że jest jedynie 30 mm powyżej krawędzi typowego chodnika, a w przypadku obsługi przystanków na ulicy istnieje możliwość wysunięcia rampy. Tramwaje zostały podzielone na dwie grupy, czyli typ A oraz B. Typ A ma 24,2 metra długości, jest pięcioczłonowy i posiada jeden wózek portalowy pozbawiony silników oraz trzy portale napędne. Typ B ma 35,5 metra długości, ma siedem członów i posiada dwa portale pozbawione napędu oraz cztery napędne. Największym przełomem w tramwajach ULF jest zastosowanie wózków portalowych.

Wózki te są jednoosiowe, gdzie zrezygnowano z osi na rzecz niezależnych kół. Ich cechą charakterystyczną jest zastosowanie ramy w kształcie bramy, która rozciąga się nad wagonem i wyraźnie wystaje z boku. W efekcie tego uzyskano możliwość zastosowania niskiej podłogi w przejściu, co jednak wymusiło dalsze zmiany konstrukcyjne. Silnik musiał zostać przeniesiony do pozycji pionowej, skąd za pomocą przekładni napędza koła. W każdym wózku są po dwa silniki napędzające każdy po jednym kole. Całkowicie od podstaw należało zaprojektować także system hamulcowy, który posiada także hamulce szynowe. Ponieważ wózki są jednoosiowe, więc aby pojazd działał poprawnie konieczne jest wprowadzenie drążków reakcyjnych. Człony pierwszy z drugim oraz przedostatni z ostatnim są ze sobą złączone na stałe z wózkiem, natomiast środkowe są zawieszone obrotowo. W tramwaju A jest to jeden człon środkowy, w typie B są trzy. To oznacza, że najkrótszy tramwaj może mieć pięć członów, a dłuższe tramwaje tworzy się poprzez dodanie kolejnych członów środkowych. Wózki końcowe służą do sterowania ustawieniem pozostałych. W momencie wjechania w łuk zmienia się położenie pierwszego wózka wobec drugiego co wywołuje zadziałanie drążków reakcyjnych, które ustawiają koła we właściwej pozycji w stosunku do toru. Wózki wyposażono także w system hydraulicznej regulacji wysokości, co poprawia stabilność jazdy oraz umożliwia obniżenie pojazdu lub dokonanie tgz. przyklęku znanego z autobusów. Dodatkowo pierwszy i ostatni wózek są wyposażone w piasecznice.

Człon pierwszy jest wyposażony w kabinę motorniczego, za którą znajdują się szerokie dwuskrzydłowe drzwi wejściowe. Następnie mamy w wersji A trzy, a w wersji B 5 członów środkowych wyposażonych w środku długości w drzwi dwuskrzydłowe. Ostatni człon jest zbliżony konstrukcyjnie do pierwszego, gdzie również występują dwuskrzydłowe drzwi wejściowe, jednak ponieważ tramwaje w Wiedniu są jednokierunkowe, jednostronne został pozbawiony kabiny motorniczego. Połówkowy odbierak prądu został zamontowany nad pierwszym wózkiem w ustawieniu „z włosem”. ULF zostało pomalowane w tradycyjne biało –czerwone barwy, z nieco nietradycyjnym, acz znacznie poprawiającym wygląd, czarnym pasem okiennym oraz drzwiami. Nieco ten harmoniczny wygląd psują szare osłony wózków jezdnych ale jak to mówią o gustach się nie dyskutuje. Niewątpliwą zaletą tramwajów ULF jest bardzo dobre rozłożenie drzwi wejściowych, znacznie poprawiające wymianę pasażerów na przystankach. We wnętrzu tramwaj wyposażono zgodnie ze specyfikacją zamawiającego w odpowiednią ilość miejsc siedzących w układzie 2+1 oraz przestrzeń dla wózków dziecięcych oraz inwalidzkich. Przewoźnik postanowił zastosować we wnętrzu siedzenia z obiciem materiałem o kolorze czerwonym.

Z racji zastosowania niskiej podłogi należało przenieść wyposażenie elektryczne do kontenerów na dachu, które w tamtym czasie stanowiły pewne nowum. Asynchroniczne silniki trakcyjne prądu przemiennego zasilane są za pomocą przekształtników trakcyjnych w technologii IGBT. Pojazd został wyposażony w klimatyzację kabiny motorniczego. Tramwaj wyposażono także w system informacji pasażerskiej składający się z wyświetlaczy zewnętrznych pokazujących przystanek docelowy oraz numer linii, które znajdują się z przodu, tyłu oraz w drugim członie nad wejściem do tramwaju. We wnętrzu zainstalowano wyświetlacze wskazujące następny przystanek z dźwiękowym zapowiadaniem przystanków.

ULF podstawowe dane techniczne:

 

Produkcja seryjna ruszyła po zakończeniu testów pierwszego kompletnego prototypu, na którym dokonywano kolejnych zmian technicznych. W pierwszej kolejności Wiener Linien zamówiło dwa prototypy, o których szerzej było wzmiankowane wyżej. Teoretycznie były to dwa prototypy, jeden typu A oraz drugi B. W efekcie pozytywnych doświadczeń Wiener Linien zamówiło dodatkowe 150 tramwajów ULF (50 w wariancie A i 100 w wariancie B).  Ich dostawy zakończono w 2007 roku. Jeszcze przed zakończeniem produkcji pierwszej serii Wiener Linien złożyło w 2004 roku zamówienie na kolejne 150 tramwajów ULF, tym razem 80 typu A oraz 70 typu B. Są one obecnie dostarczane, a ich dostawy mają się zakończyć w 2012 roku. Zamówienie to zawiera również opcję na 150 kolejnych tramwajów. Ciekawostką może być co stało się z prototypami. Zostały one w 2001 roku dostarczone do zakładów Siemens SGP-Verkehrstechnik, gdzie zostały przebudowane na seryjne. Pierwszy prototyp w wersji A nr 1 wyjechał po przebudowie na tory w dniu 31.10.2002, natomiast typu B oznaczony numerem 601, wyjechał ponownie na szlaki 10.10.2002. Jednak jak dotąd jedynie Wiedeń wykazywał zainteresowanie tymi tramwajami, pomimo prób jego sprzedaży do wielu miast w tym i Berlina. Dopiero w styczniu 2008 roku przyszło zamówienie z rumuńskiego miasta Oradea na dostawę 10 tramwajów ULF serii A, gdzie dostawy ustanowiono na kwiecień 2008. Taki zestaw oznaczał, że jedynie Siemens z ULF był w stanie spełnić te wymagania, ponieważ jest w trakcie produkcji tramwajów do Wiednia i był w stanie dostarczyć pojazdy pierwotnie wykonane dla tego miasta. Stąd tramwaje dla Oradea są dokładnie takie same jak dla Wiednia, włącznie z malowaniem.

Tramwaje ULF miały być bardzo nowoczesne i takimi się stały. Można by nawet powiedzieć, że znacznie przerosły erę swojego powstania. To też może być powodem dlaczego jedynie Wiedeń, który doprowadził do ich powstania zdecydował się na dalsze tramwaje pomimo faktu, że ilość 150 pojazdów jest już pokaźna. Jednak jak już wiadomo ich ilość wzrośnie do 302 w Wiedniu + 10 dla Rumunii, a całkiem prawdopodobne jest, że wzrośnie jeszcze o 150 osiągając poziom 462 tramwajów. W historii ULF jest jeszcze jedno ciekawe, czyli czy i kiedy podobne tramwaje zacznie produkować ktoś inny i jakie miasta zdecydują się jeszcze na zakup tramwajów ULF. Jednak to jak zwykle pokaże czas.