Высокоскоростной поезд TGV
Высокоскоростной поезд TGV
В последнее время во многих странах мира наблюдается ренессанс развития железнодорожного транспорта. Связан он с резким повышением скоростей пассажирских перевозок. В результате повышения скоростей движения и сокращения времени поездки удалось вернуть на железнодорожный транспорт значительное количество пассажиров.
Повышение скорости движения поездов всегда было одной из главных задач железнодорожного транспорта. В 1829 году поезд, ведомый паровозом Rocket, развил скорость 85 километров в час. В 1890 году во Франции паровоз Crampton провел поезд весом в 157 тонн уже со скоростью 144 километра в час. Скоростной рубеж 200 километров в час в 1903 году превысил немецкий электропоезд, развив на участке Цоссен – Маренфельд скорость 210 километров в час. Рекорд скорости, установленный во Франции в 1955 году составом с локомотивной тягой – 331 километр в час – был улучшен уже в 1981 году, когда поезд TGV достиг скорости 380 километров в час.
На зарубежных железнодорожных магистралях скоростным считается движение пассажирских поездов с максимальной скоростью не менее 200 километров в час. При этом в его организации преобладают две тенденции – модернизация существующих линий с реализацией максимальных скоростей движения около 200 километров в час и строительство специальных скоростных пассажирских линий с допустимыми скоростями 250—270 километров в час.
Примером специализированных высокоскоростных магистралей являются линии TGV – Юго-Восток и Атлантик во Франции. На европейском континенте Франция явилась пионером в организации скоростного движения. К началу строительства скоростных магистралей французские специалисты имели довольно солидный опыт: на линиях большой протяженности поезда с локомотивной тягой развивали скорость до 200 километров в час. Некоторые эти составы под названием «Капитоль», «Коралл», «Мистраль» и сегодня включены в систему трансевропейских экспрессов. Попытка увеличить их скорости движения не увенчалась успехом. Тогда на линии Париж – Шербур попытались реализовать скорости 250—300 километров в час на турбопоездах, но из-за производимого шума пришлось отказаться от этих экспериментов. Долгожданный успех пришел только с постройкой скоростных магистралей на электротяге.
TGV – первые европейские высокоскоростные поезда. В 1983 году во Франции они вышли на новую линию Париж – Юго-Восток. Это десятивагонные составы, включающие два головных моторных вагона и восемь прицепных, помещенных между ними. В поезде из тринадцати тележек – шесть моторных, включая концевые двухосные тележки сочлененной части прицепных вагонов. Такая конструкция позволяет легко отцеплять моторный вагон от состава. В сочлененной части поезда оси шкворневых узлов располагаются по концам кузовов сочленяемых вагонов.
«Первые варианты поезда TGV, – пишет в своей книге В.И. Волков, – были предназначены для массового перемещения пассажиров. Поэтому в составе почти 72 процента мест 2-го класса. Места 1-го класса по три в ряду предусмотрены лишь в трех прицепных вагонах. В одном из пяти вагонов 2-го класса расположен бар. Кроме того, в поезде предусмотрены устройства для подачи пищи и напитков к местам 1-го и 2-го классов.
У поезда TGV уменьшена площадь поперечного сечения по сравнению с обычным подвижным составом. Снижена и высота кузова от уровня головок рельсов более чем на полметра. Это позволило значительно сократить лобовое сопротивление состава и улучшить доступ в вагоны с низких платформ.
Для того чтобы электропоезда TGV могли работать за пределами новой линии в юго-восточных районах Франции, они выполнены на две системы тока – переменного 25 кВ, 50 Гц и постоянного 1,5 кВ. В качестве тяговых двигателей использованы электрические машины постоянного тока с последовательным возбуждением, закрепленные на кузове вагона.
Электрооборудование поезда включает главный трансформатор, импульсный преобразователь для работы на постоянном токе и смешанный выпрямитель для работы на переменном токе, а также другое оборудование. Поезда TGV могут работать в сдвоенном режиме.
Исследования, проведенные Международным союзом железных дорог в 1974 году на магистрали Париж – Лион, показали, что наиболее экономична здесь скорость 270 километров в час, поскольку при меньшей скорости она не была бы достаточно конкурентоспособной по сравнению с воздушным транспортом, а при более высокой скорости резко возрастут расходы на установленную мощность и потребляемую энергию. Опыт эксплуатации таких экспрессов показал их высокую эффективность».
Договор на поставку первых 87 поездов TGV был подписан еще в 1976 году. Предполагалось, что расходы, связанные с реализацией этого договора, составляют 5400 миллионов франков. К 1977 году расходы превысили сумму договора на четыре процента.
Ввод в эксплуатацию поездов TGV позволил сэкономить классический подвижной состав на сумму 3139 миллионов франков, что немного меньше половины затрат на изготовление всего подвижного состава для линии TGV-Юго-Восток.
Для линий TGV-Атлантик был создан новый высокоскоростной электропоезд – TGV-A, обладающий более совершенными техническими, технологическими и коммерческими характеристиками. Он более обтекаемой формы. Его внешний облик хорошо сочетается с улучшенной внутренней отделкой помещений.
Эти поезда отличает и своеобразная окраска – серебристо-белая и голубая. Двери вагонов окрашены в яркие и разнообразные цвета, подчеркивая различное назначение помещений, предлагаемых пассажирам. Объем внутренних помещений увеличен за счет расширения вагонов.
Поезд TGV-A состоит из двух головных и 10 прицепных вагонов. Три вагона 1-го класса (116 сидячих мест), один вагон-бар и шесть вагонов 2-го класса (369 сидячих мест), всего 485 мест. Поезда могут формироваться сдвоенными. В этом случае получается тысяча сидячих мест. Для удобства передвижения пассажиров внутри поезда ликвидированы двери. Система кондиционирования воздуха практически бесшумна и действует в двух режимах в зависимости от внешних климатических условий.
Два из трех вагонов 1-го класса с каждой стороны от центрального прохода имеют шесть салонов в виде четырехместных полукупе с креслами, которые размещены с обеих сторон стола. Напротив каждого полукупе два сидячих места со столиками между ними. В третьем вагоне 1-го класса есть восьмиместный салон для курящих. Вагоны 2-го класса рассчитаны для семейных и молодых пассажиров. С этой целью увеличено количество мест, расположенных напротив друг друга.
«В поездах TGV-A остался неизменный принцип их составности, сохранена конструкция тележек, без изменения остались система токосъема и подвески тяговых двигателей, – пишет В.И. Волков. – Сохранены все системы обеспечения безопасности движения. Более того, они дополнены микропроцессорами, которые гарантируют постоянный контроль за всеми системами. Максимальная скорость TGV-A на высокоскоростных линиях достигает 300 километров в час против 270 километров в час поездов первого поколения. Применение синхронного тягового двигателя позволяет на этом поезде обойтись четырьмя, а не шестью моторными осями.
TGV-A оборудован электрическим тормозом, независящим от контактной сети, ведь синхронный тяговый двигатель в генераторном режиме возбуждается от батареи, а тормозная мощность гасится на сопротивлениях. Для вагонов этого состава разработаны дисковые тормоза, обеспечивающие тормозное усилие, на семьдесят процентов превышающее достигнутое на TGV.
Так как пассажироемкость поезда TGV-A выше, чем TGV, на нем получено значительное снижение расхода энергии на пассажиро-километр. Эта экономия во многом достигнута благодаря улучшению аэродинамики. Расчеты показывают, что издержки на содержание поездов TGV-A из расчета на один пассажиро-километр также меньше на двадцать процентов».
На первом этапе Национальное общество французских железных дорог (НОФЖД) построило линию TGV-Юго-Восток, в которую вошли магистраль Париж – Лион и примыкающие к ней участки Юго-Восточного региона. При создании этой линии проектировщики и строители придерживались двух принципов. С одной стороны, скоростная линия должна органически сливаться с существующими железными дорогами, то есть их подвижной состав и скоростные экспрессы могут беспрепятственно переходить со скоростной магистрали на примыкающие участки и обратно. С другой – предусмотрена строгая специализация скоростных линий на перевозку пассажиров.
Естественно, при движении экспрессов по обычным линиям скорость их ограничивается техническими обустройствами этих магистралей. Такое решение позволило в полной мере использовать существующие станционные сооружения, вокзалы и не создавать для скоростных линий новую инфраструктуру. Кроме того, способность скоростных поездов продолжать движение по обычным стальным транспортным артериям позволяет обеспечить беспересадочную доставку пассажиров на многочисленные станции, расположенные на ответвлениях высокоскоростных линий.
Разделение грузового и пассажирского движения повышает эффективность перевозок за счет увеличения частоты следования поездов на специализированных участках. Это наиболее оптимальный вариант с точки зрения обеспечения безопасности движения. К тому же при строительстве линий, специализированных только на скоростное пассажирское движение, можно наиболее полно и экономично решить проблемы реализации высоких скоростей.
Французский опыт показывает, что скоростные линии довольно эффективно можно использовать и для продвижения скоростных почтовых, а также рефрижераторных составов.
Высокоскоростная линия TGV-Юго-Восток проектировалась для скорости движения до 300 километров в час – с резервом на будущее. К 1990-м годам пассажирские поезда курсировали здесь с максимальной скоростью 270 километров в час, а коммерческая скорость в сообщении Париж – Лион достигла 213 километров в час, что позволило сократить время хода экспрессов в среднем на 1 час 50 минут. Опыт эксплуатации магистрали связывающей Париж с регионом, где проживает около сорока процентов населения страны, показал ее эффективность.
Надежной оказалась и линия TGV: на миллион километров пробега всего 1,7 остановок поездов из-за неисправности оборудования. Столь высокие показатели работоспособности подвижного состава обеспечиваются четко действующей службой профилактического ремонта. Высокоскоростные поезда регулярно проходят технический осмотр.
В 1989 году началась эксплуатация западной ветви TGV Атлантической линии высокоскоростной железной дороги Париж – Ле-Ман. На год позже было открыто движение высокоскоростных поездов на юго-западной ветви этой линии до города Тур.
В Париже большая часть линии проложена в крытых галереях. Это позволило повысить безопасность. Вдоль магистрали устроены пешеходные и велосипедные дорожки, разбиты цветники и газоны. В густонаселенной местности для снижения уровня шума и вибрации вдоль линии устанавливаются защитные барьеры и экраны. Для прохода через линию диких животных устроено десять специальных переходов, засеянных травой.
В рамках дальнейшего развития сети западноевропейских скоростных железных дорог во Франции был построен TGV-Север для связи с Лондоном, через тоннель под проливом Ла-Манш, с Бельгией, Нидерландами и ФРГ. Кроме того, были соединены все три линии TGV.
Высокоскоростные поезда создали Германия, Италия, Япония, США, Австралия. В России же подобный поезд «Сокол» (ВСМ250) находится лишь в стадии опытной эксплуатации.
Предполагается, что его масса составит 712 тонн. «Сокол» будет состоять из четырех моторных вагонов, вагонов с преобразователями, прицепных и концевых – всего 12. Общее число пассажиров – 712. Конструкционная скорость – 250 километров час.