Tàu đệm từ Nhật Bản chọn ghế không ngả để tăng không gian và tốc độ

Lựa chọn thiết kế định hình bởi hành trình 40 phút

Nhật Bản đang chuẩn bị đưa vào khai thác thế hệ tàu đệm từ tốc độ cao mới giữa Tokyo và Nagoya, với một quyết định thiết kế đáng chú ý. Công ty Đường sắt Trung Nhật Bản (JR Central) dự định chỉ lắp ghế không ngả trên toàn bộ đoàn tàu. Lưng ghế sẽ được cố định ở góc 15 độ. Nhà khai thác cho biết cách bố trí này vẫn đảm bảo sự thoải mái trong hành trình kéo dài khoảng 40 phút, đồng thời tăng chỗ để chân và không gian để hành lý dưới chân hành khách.

Thay đổi này diễn ra khi công ty chuyển từ các nguyên mẫu trước đó sang phương án nội thất thương mại được thiết kế cho tốc độ cao, thời gian di chuyển ngắn và quay vòng nhanh. Ghế mới mỏng và đơn giản hơn ghế ngả truyền thống, loại bỏ động cơ và các cơ cấu nặng. JR Central cũng cho biết đệm ghế sẽ dùng vật liệu mềm hơn ghế trên tuyến Tokaido Shinkansen, giúp phân bổ trọng lượng cơ thể đều hơn. Mục tiêu là tạo ra khoang tàu thoáng đãng, hiệu quả mà không phải đánh đổi theo những cách thường thấy ở các bố trí chật hơn.

Đệm từ thay đổi bài toán thiết kế khoang tàu ra sao

Tàu đệm từ di chuyển trên lớp đệm lực từ thay vì bánh xe và đường ray. Nhật Bản sử dụng hệ thống treo điện động lực học (EDS), dựa vào các nam châm siêu dẫn mạnh trên tàu tương tác với các cuộn dây trong đường dẫn. Khi đạt tốc độ cao, lực đẩy nâng đoàn tàu lên cách đường ray vài centimet. Khi di chuyển ở tốc độ thấp, tàu sử dụng các bánh xe nhỏ, sau đó chuyển sang trạng thái bay lơ lửng hoàn toàn khi tốc độ tăng.

Việc loại bỏ tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray giúp triệt tiêu ma sát lăn, cho phép tàu hướng tới tốc độ tối đa khoảng 500 km/giờ. Ở tốc độ đó, lực cản khí động học trở thành lực cản chủ yếu. Những cải thiện về hiệu năng làm thay đổi trải nghiệm của hành khách. Thời gian đi từ Tokyo đến Nagoya sẽ giảm còn khoảng 40 phút, chưa bằng một nửa thời gian của tàu cao tốc hiện nay trên cùng tuyến. Khi thời gian chạy tàu được rút ngắn, JR Central có thể ưu tiên không gian thoáng, việc di chuyển dễ dàng và chỗ để hành lý hiệu quả thay vì khả năng ngả sâu. Góc cố định 15 độ nhằm tạo thế cân bằng, giúp hành khách ngồi thư thái mà không lấn vào không gian phía sau mỗi ghế.

Sự thoải mái, không gian và lý do chọn ghế không ngả

Lưng ghế cố định ở góc vừa phải có thể phù hợp với những chuyến đi ngắn. Trong hành trình 40 phút, nhiều hành khách dành phần lớn thời gian để đọc sách, dùng điện thoại hoặc đơn giản là ngắm cảnh qua cửa sổ. Khả năng ngả sâu ít quan trọng hơn so với chuyến đi kéo dài nhiều giờ. Góc ghế đồng nhất cũng loại bỏ tranh cãi về việc ngả lưng, vì không ai có thể ngả ghế vào đầu gối hành khách phía sau. Điều này giúp duy trì không khí yên tĩnh trong khoang tàu vào giờ cao điểm, khi mọi ghế đều có người ngồi và việc quản lý chỗ để chân trở nên quan trọng.

Lưng ghế mỏng hơn dành thêm những centimet quý giá cho chân và đồ dùng cá nhân. Theo phương án nội thất của JR Central, nhiều hành khách dự kiến sẽ để túi xách cỡ hành lý xách tay dưới chân thay vì phụ thuộc vào giá hành lý phía trên hoặc giá ở đầu toa. Cách này giảm cảnh chen lấn tìm chỗ chứa đồ hạn chế khi lên xuống tàu. Với phần không gian tăng thêm gần sàn, một chiếc vali nhỏ có thể được đặt đứng hoặc nằm ngang mà không chắn lối đi.

Thiết kế đệm ghế đóng vai trò then chốt đối với sự thoải mái trong cách bố trí này. Lớp đệm mềm hơn, giúp phân bổ trọng lượng cơ thể đều hơn, có thể giảm áp lực lên hông và lưng dưới. Điều này quan trọng khi hành khách không thể điều chỉnh tư thế bằng nút ngả ghế. Độ chắc chắn nhưng vẫn êm ái thường thấy ở ghế tàu cao tốc Nhật Bản đang được tinh chỉnh cho hành trình ngắn, tốc độ cao, với quá trình tăng và giảm tốc ổn định nhưng không quá mạnh.

Từ nguyên mẫu đến khai thác: bên trong toa thử nghiệm M10

Toa thử nghiệm mới nhất của JR Central, mang mã hiệu M10, lần đầu hé lộ thiết kế ngoại thất và phương án nội thất không ngả khi được giới thiệu với truyền thông hồi tháng 7. Các nguyên mẫu trước đó có ghế ngả thông thường. Việc chuyển sang thiết kế lưng ghế cố định là một phần trong nỗ lực đơn giản hóa rộng hơn, nhằm tiết kiệm không gian, giảm trọng lượng và giúp việc bảo trì dễ dàng hơn.

Toa M10 cung cấp cơ sở cho thiết kế sản xuất hàng loạt, nhưng công ty cho biết thông số kỹ thuật cuối cùng sẽ được chốt sau quá trình hoàn thiện thêm. Quá trình này sẽ bao gồm kiểm tra chất lượng vận hành, thử nghiệm vật liệu và tiếp nhận phản hồi từ các đợt chạy đánh giá. Tàu thương mại sẽ dựa trên nguyên mẫu, với những điều chỉnh ở các điểm mà thử nghiệm cho thấy có lợi ích rõ rệt.

Ngày khai trương, tuyến đường và thời gian chờ đợi kéo dài

JR Central từng đặt mục tiêu khai trương đoạn Tokyo-Nagoya vào năm 2027. Kế hoạch hiện đã bị hoãn. Nhà khai thác cho biết thời điểm bắt đầu có thể lùi đến năm 2034 hoặc muộn hơn do tranh chấp xây dựng dọc tuyến. Phần lớn tuyến đường đi qua địa hình đồi núi và cần đào nhiều đường hầm. Những quan ngại của địa phương về tác động môi trường và nguồn nước đã làm chậm quá trình phê duyệt tại một khu vực trọng yếu dọc hành lang tuyến. Chừng nào vấn đề này chưa được giải quyết và chưa được cấp toàn quyền tiếp cận, công trình quy mô lớn chưa thể hoàn thành đúng tiến độ.

Kế hoạch dài hạn là kéo dài tuyến đến Osaka. Với tốc độ thiết kế 500 km/giờ, công ty dự báo hành trình Tokyo-Osaka sẽ mất khoảng 67 phút khi toàn tuyến hoàn thành. Điều đó sẽ làm thay đổi mô hình đi lại trên hành lang giao thông nhộn nhịp nhất Nhật Bản, kết nối các trung tâm kinh tế lớn dọc bờ Thái Bình Dương bằng dịch vụ nhanh giữa trung tâm thành phố với trung tâm thành phố.

Trải nghiệm trên chuyến tàu chạy 500 km/giờ

Tàu đệm từ khác tàu thông thường ở một số điểm. Không có tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray đồng nghĩa với việc loại bỏ một nguồn rung lắc và tiếng ồn lăn đáng kể. Tàu tăng tốc êm và liên tục; khi đã đạt tốc độ, khoang thường yên tĩnh, ngoại trừ tiếng khí động học. Tuyến đường sẽ đi qua nhiều đường hầm, vì vậy phần mũi tàu và các hệ thống kiểm soát áp suất được thiết kế để xử lý thay đổi áp suất không khí nhanh, giảm cảm giác khó chịu ở tai và hạn chế sóng áp suất nhỏ tại lối ra đường hầm.

Ở tốc độ cao như vậy, tư thế và độ ổn định khi ngồi rất quan trọng. Lưng ghế cố định ở góc 15 độ giúp giữ đầu và thân người ở vị trí ổn định trong lúc tăng tốc và phanh, nhờ đó hành khách ít phải điều chỉnh ghế. Với hành trình khoảng 40 phút, JR Central tin rằng hành khách sẽ chấp nhận sự đánh đổi này: giữ tư thế cố định để có thêm không gian và đơn giản hóa việc bảo trì, sau khi trải nghiệm tốc độ và độ êm tổng thể.

So sánh với Shinkansen và máy bay

Tàu Tokaido Shinkansen hiện chạy giữa Tokyo và Nagoya có ghế ngả, một tính năng mà nhiều hành khách mong đợi trên các chuyến đi dài. Kế hoạch khai thác tàu đệm từ lại khác. Hành trình được rút ngắn thành chuyến đi liên tỉnh ngắn, với khoang tàu được thiết kế để lên tàu nhanh, có chỗ để chân thông thoáng và cất đồ đơn giản. Sàn khoang không có các cơ cấu cồng kềnh và lưng ghế dày giúp việc vệ sinh, kiểm tra giữa các chuyến dễ dàng hơn, hỗ trợ dịch vụ có tần suất khởi hành cao.

Các hãng hàng không cũng cân nhắc tương tự trên những chuyến bay ngắn, nơi khả năng ngả ghế bị hạn chế hoặc đôi khi bị loại bỏ để ưu tiên chỗ để chân và tốc độ phục vụ. Tàu đệm từ áp dụng logic đó cho vận tải mặt đất, đồng thời có thêm lợi thế là các nhà ga ở trung tâm thành phố và thời gian hành trình ổn định, không bị ảnh hưởng bởi không lưu hay thời tiết theo cách tương tự.

Chi phí, bảo trì và tính bền vững

Ghế không ngả có ít bộ phận chuyển động hơn, giảm nguy cơ hỏng hóc khiến một ghế hoặc cả hàng ghế phải ngừng sử dụng. Khung ghế đơn giản hơn cũng thường nhẹ hơn. Trên một đoàn tàu tốc độ cao, số cân nặng tiết kiệm được sẽ cộng dồn qua hàng trăm ghế. Trọng lượng thấp hơn có thể giảm tiêu thụ năng lượng và cải thiện biên độ vận hành. Đội ngũ bảo trì được lợi từ các linh kiện tiêu chuẩn hóa và việc tiếp cận dễ dàng hơn khi kiểm tra, giúp tàu sẵn sàng phục vụ.

Về cơ sở hạ tầng, hệ thống đệm từ không gặp tình trạng mòn ray và bánh xe bị bẹt, hai hạng mục tốn kém của đường sắt cao tốc thông thường. Ở tốc độ rất cao, năng lượng tiêu thụ chủ yếu do lực cản không khí chứ không phải ma sát với đường ray; vì vậy, hiệu quả tăng lên phần lớn nhờ giảm tổn thất cơ học và cho phép lựa chọn lộ trình, độ dốc tối ưu. Tàu cũng yên tĩnh hơn theo cách có ý nghĩa với các cộng đồng sống gần tuyến, vì tiếng ồn lăn được thay bằng tiếng khí động học có thể kiểm soát bằng hàng rào chắn và việc căn chỉnh tuyến cẩn thận.

Phương án này cũng có những đánh đổi. Tàu đệm từ cần đường dẫn chuyên dụng, không thể dùng chung đường ray hiện có, còn nam châm siêu dẫn và các hệ thống hỗ trợ rất đắt đỏ. Công trình phải đáp ứng những tiêu chuẩn nghiêm ngặt về căn chỉnh và che chắn. JR Central đặt cược rằng lợi ích dài hạn trong vận hành và bảo trì, cùng giá trị của những chuyến đi rất nhanh có thể thu hút hành khách từ đường bộ và các chuyến bay ngắn, sẽ bù đắp chi phí đầu tư ban đầu.

Hành khách có thể kỳ vọng điều gì

Các nhà ga tàu đệm từ sẽ phục vụ những trung tâm đô thị đông đúc, với các khu vực kiểm soát vé, phòng chờ và cửa hàng bán lẻ như thường thấy. Trên tàu, hành khách có thể kỳ vọng được bố trí chỗ ngồi với góc ghế đồng nhất và khoảng trống thoáng quanh chân. Chỗ để chân rộng hơn giúp hành khách dễ để vali nhỏ bên cạnh, qua đó giảm thời gian tìm chỗ trên các giá để đồ. Phương án nội thất ưu tiên việc ổn định chỗ ngồi nhanh chóng, di chuyển dễ dàng trong lối đi và tầm nhìn thông thoáng.

Với nhiều hành khách, điểm đáng chú ý nhất sẽ là thời gian tiết kiệm được. Hành trình Tokyo-Nagoya 40 phút làm thay đổi cán cân thời gian đi lại từ cửa đến cửa so với máy bay. Thủ tục an ninh và lên tàu thường đơn giản hơn so với đi máy bay, còn việc đến thẳng trung tâm thành phố giúp loại bỏ chặng trung chuyển dài từ sân bay. Ghế không ngả là một phần trong thiết kế lấy tốc độ, độ tin cậy và sử dụng không gian hiệu quả làm trọng tâm cho toàn bộ trải nghiệm.

Điểm chính

• JR Central sẽ trang bị ghế không ngả, cố định ở góc 15 độ cho tàu đệm từ Tokyo-Nagoya.
• Quyết định này nhằm tăng chỗ để chân và không gian để hành lý dưới chân hành khách, nhờ lưng ghế mỏng hơn.
• Đệm ghế sẽ mềm hơn ghế trên Tokaido Shinkansen để phân bổ trọng lượng cơ thể đều hơn.
• Toa thử nghiệm M10 mới nhất đã có ghế lưng cố định, thay cho ghế ngả trên các nguyên mẫu trước đó.
• Tốc độ tối đa dự kiến khoảng 500 km/giờ, rút ngắn hành trình Tokyo-Nagoya xuống còn khoảng 40 phút.
• JR Central đã hoãn ngày khai trương; dịch vụ hiện dự kiến bắt đầu vào năm 2034 hoặc muộn hơn do tranh chấp xây dựng.
• Kế hoạch là kéo dài tuyến đến Osaka, với thời gian đi Tokyo-Osaka trong tương lai được dự báo khoảng 67 phút.
• Tàu đệm từ Nhật Bản sử dụng hệ thống treo điện động lực học với nam châm siêu dẫn, giúp tàu bay lơ lửng khi chạy ở tốc độ cao.
• Ghế đơn giản hơn giúp giảm trọng lượng và nhu cầu bảo trì, hỗ trợ quay vòng nhanh và vận hành đáng tin cậy.
• Thiết kế ưu tiên hành trình êm ái, lên tàu nhanh và sử dụng không gian khoang hiệu quả thay vì ngả ghế sâu.