ОБГОНЯЯ САМОЛЕТЫ: САМЫЙ БЫСТРЫЙ КОЛЕСНО-РЕЛЬСОВЫЙ ПОЕЗД В МИРЕ |
|
«Популярная механика» побывала на испытаниях пассажирского поезда AGV, который вскоре станет самым быстрым пассажирским колесно-рельсовым поездом в мире
 |
|
 |
Технические характеристики AGV
Модульная конструкция: 7-14 вагонов (130-250 м) // Число посадочных мест: 250-650 // Масса: 270-510 т // Потребляемая мощность: 6-12 МВт
// Питание: 25/15/3/1,5 кВ // Управление питанием: преобразователи на основе биполярных транзисторов с изолированным затвором, с водяным охлаждением // Тяга: синхронные двигатели с постоянными магнитами на основе самариево-кобальтовых сплавов
|
|
|
С тихим шелестом двери закрываются, и поезд почти бесшумно начинает разгон. Я стою за спиной у машиниста и смотрю, как бегут цифры на прилепленном над приборной панелью цифровом спидометре - 100, 120, 140… 200 км/ч, и вновь 180, 160... Поезд входит в поворот, вновь разгоняется, но пассажиры не чувствуют дискомфорта: два десятка инженеров компании ALSTOM, увлеченно уткнувшись в ноутбуки, изучают сигналы, поступающие от более чем 2000 датчиков, которыми оснащена эта железнодорожная лаборатория.
Длина пути чешского испытательного железнодорожного кольца в Велиме, недалеко от Праги, - всего 13 км, так что разогнать поезд до полной крейсерской скорости просто не хватит места. Но такой задачи в данный момент и не стоит - это лишь один из этапов испытаний высоко-скоростного поезда AGV (Automotrice á Grande Vitesse), который вскоре станет самым быстрым колесно-рельсовым пассажирским поездом в мире: его максимальная скорость в повседневной коммерческой эксплуатации будет достигать 360 км/ч.
Рождение TGV
Идея французских скоростных поездов родилась в 1960-х годах. В то время колесно-рельсовые поезда казались тупиковым путем, и разработчики наперебой предлагали экзотические проекты поездов на магнитной или воздушной подушке, таких как Aerotrain Жана Бертэна. Французский железнодорожный оператор SNCF (Société Nationale des Chemins de fer franсais - Французские национальные железные дороги) пошел более консервативным путем - попытался повысить скорость традиционных поездов, для чего были разработаны газотурбинные локомотивы.
В 1964 году в Японии запустили скоростной поезд «Шинкансен», развивавший скорость 210 км/ч, и это послужило стимулом для инженеров SNCF. В 1967 году начались активные исследования в области высокоскоростных поездов, было построено несколько прототипов, развивавших скорость до 250 км/ч. В 1972 году появился экспериментальный поезд TGV 001, состоявший из двух газотурбинно-электрических локомотивов и трех вагонов с распределенной тягой между ними, а в декабре этого же года поезд поставил рекорд скорости для неэлектрических поездов - 318 км/ч (этот рекорд до сих пор не побит). На TGV 001 было отработано множество решений: системы тяги, торможения, аэродинамика, сигнализация, - которые в дальнейшем очень пригодились инженерам при разработке следующих моделей скоростных поездов SNCF. Этот экспериментальный поезд также дал последующим поколениям свое имя - TGV, что означает Train á Grande Vitesse. Это словосочетание переводится с французского как «высокоскоростной поезд».
Первое поколение
Нефтяной кризис 1973 года резко повысил цены на топливо, и в SNCF сделали выбор в пользу электрической тяги. После обкатки прототипов на различных скоростях в 1978 году, наконец, были выпущены два предсерийных поезда TGV - для испытаний и доводки. Первый серийный поезд появился в 1980 году, а 22 сентября 1981 года был торжественно сдан в эксплуатацию первый участок высокоскоростной линии Sud-Est (Юго-Восток), которая через пять дней открылась для публики и соединила Париж и Лион. Поезда на этой линии стали на тот момент самыми быстрыми в мире - они развивали 260 км/ч, обгоняя и японский «Шинкансен» (210 км/ч), и британский Intercity 125 (200 км/ч). Причем это была именно коммерческая скорость, возможности поезда позволяли много больше: в феврале 1981 года, незадолго до запуска в эксплуатацию первой пассажирской линии, один из поездов поставил рекорд в 380,4 км/ч.
Как рассказал «Популярной механике» старший вице-президент и технический директор компании ALSTOM Франсуа Лакот, который возглавлял в SNCF проект высокоскоростных поездов с 1983 года, основными задачами, которые ставили перед собой разработчики при создании первого поколения поездов (TGV Sud-Est), были обеспечение надежности, безопасности и экономических показателей перевозок. В компании ALSTOM, занимающейся разработкой и производством высокоскоростных поездов, куда он перешел из SNCF в 2000 году, его называют «отцом TGV». Сам Франсуа Лакот с улыбкой возражает: «Отец принимает слишком непродолжительное участие в создании ребенка. Поэтому будет точнее называть меня не отцом, а матерью TGV».
Второе поколение
Во время торжественного открытия линии Париж-Лион президент Франции Франсуа Миттеран в своей речи призвал SNCF рассмотреть возможность высокоскоростного сообщения между Парижем и Атлантическим побережьем страны. В SNCF прислушались, и в результате в 1988 году появились поезда TGV Atlantique. «Хотя поезда второго поколения развивали уже 300 км/ч, увеличение скорости не было основной целью, - говорит Франсуа Лакот. - TGV SE показали техническую и экономическую осуществимость проекта, но потребительские качества поездов первого поколения были далеки от совершенства. В TGV Atlantique серьезное внимание было уделено комфорту пассажиров - уменьшению вибраций, кондиционированию воздуха, была улучшена эргономика кресел, увеличено расстояние между ними. Дизайнеры предусмотрели различные конфигурации («клубные», «семейные») расстановки кресел в вагонах. Была также усовершенствована аэродинамика поезда».
Технически поезд второго поколения мог развивать гораздо бóльшую скорость - в декабре 1989 года был достигнут показатель в 482,4 км/ч. На таких скоростях основным ограничивающим эффектом стала конструкция пантографа-токосъемника: при разгоне провод контактной сети начинал колебаться, порождая бегущие волны, из-за чего нарушался контакт с токосъемником. Инженеры доработали конструкцию пантографа и увеличили натяжение провода, и в результате уже в мае 1990 года был установлен мировой рекорд в 515,3 км/ч. Увеличение же скорости поездов в коммерческой эксплуатации было неоправданным экономически, ведь с возрастанием скорости должна расти мощность тяговых двигателей.
Второе поколение TGV оказалось очень удачным, и у него появилось множество «братьев и сестер» - улучшенные TGV Réseau, курсирующие также под маркой Thalys PBA (Paris-Brussels-Amsterdam) в Бельгии, Голландии и Германии; испанский вариант TGV Atlantique на линии Мадрид-Севилья; а также корейский вариант, из-за несовпадения колеи потребовавший внесения некоторых изменений в конструкцию. Еще один вариант TGV - Eurostar - был разработан для сообщения между континентальной Европой и Великобританией. Во Франции этот поезд развивает скорость 300 км/ч, в туннеле под Ла-Маншем - 160 км/ч (планировалась скорость в 200 км/ч, но по экономическим причинам ее снизили). В Великобритании же из-за особенностей электропитания на некоторых старых линиях (третий рельс и 750 В постоянного тока) едва удавалось разгонять поезд до 160 км/ч (сейчас эти линии модернизированы, и скорость удалось поднять).
Третье поколение
Отличия следующего поколения видны с первого взгляда и из названия: TGV Duplex, появившийся в 1995 году, представляет собой двухэтажный высокоскоростной поезд. Широкое использование легких сплавов позволило избежать значительного повышения массы поезда и повысить его скорость до 320 км/ч. Дизайнеры вновь поработали над комфортом пассажиров, увеличив расстояния между креслами. «С экономической точки зрения поезд оказался очень удачным, - поясняет Франсуа Лакот, - затраты на его эксплуатацию практически такие же, как и у поездов второго поколения, но при этом TGV Duplex берет на борт почти на 40% больше пассажиров».
Три поколения TGV разрабатывались конструкторами SNCF, однако начиная с 1998 года компания ALSTOM, основной производитель подвижного состава, начала разработку собственного высокоскоростного поезда четвертого поколения. Этот поезд, официально представленный публике в 2008 году, предназначен для независимых европейских операторов. Первым станет итальянская частная компания NTV (Nuovo Trasporto Viaggiatori), которая планирует начать эксплуатацию этих поездов в 2011 году.
Электричка четвертого поколения
Поезд, получивший название AGV (Automotrice á Grande Vitesse, высокоскоростной электропоезд), значительно отличается от предыдущих трех поколений. Все TGV построены по классической схеме с головным и оконечным моторными вагонами, что сильно ограничивает максимальную нагрузку на ось (в Европе она составляет 17 т). AGV представляет собой электропоезд с распределенной тягой - моторные тележки, обеспечивающие тягу, распределены вдоль поезда под полом вагонов. Это стало возможным благодаря появлению достаточно мощных, но компактных синхронных электродвигателей с постоянными магнитами.
Как и поезда TGV предыдущих поколений, AGV имеет сочлененную конструкцию - то есть колесные тележки расположены не под вагонами, а между ними. Это позволяет уменьшить количество тележек, улучшить акустический и вибрационный комфорт, а также повысить безопасность, поскольку при сходе с рельс поезд остается единым целым и не «складывается» (поезда TGV за время эксплуатации трижды сходили с рельс на скоростях от 250 до 300 км/ч, при этом лишь несколько пассажиров получили легкие травмы).
Многие элементы AGV прошли проверку практикой - в частности, синхронные электродвигатели с постоянными магнитами и моторные тележки были установлены на модифицированном TGV Duplex, который 3 апреля 2007 года на высокоскоростной линии Est (Восток, Париж-Страсбург) достиг рекордной скорости 574,8 км/ч. Для установки рекорда на поезде были установлены бóльшие колеса, на участке линии увеличено натяжение проводов контактной сети и поднято напряжение питания (с 25 до 30 кВ). Как пояснил «Популярной механике» руководитель группы испытаний AGV Тьерри Йоннэ, это был совместный проект ALSTOM, SNCF и RFF (Réseau Ferré de France, компания, занимающаяся французской железнодорожной инфраструктурой). Целью был не только сам рекорд, но и проверка различных систем - тяговой, токосъемной, тормозной. Некоторые из них, например моторные тележки с синхронными двигателями, используются сейчас в конструкции AGV. Были также получены ценные данные по аэродинамике, акустике и вибрации, что позволило улучшить комфорт пассажиров AGV.
«За скоростным железнодорожным транспортом будущее, - считает руководитель отдела товарной политики компании ALSTOM Янник Легэ. - Когда в SNCF начали разрабатывать высокоскоростные поезда, кто мог подумать, что наступит время, когда на расстояния 600-800 км будет быстрее и безопаснее путешествовать поездом, чем самолетом?»
Видео к статье: ссылка
Сентябрь 2009
Автор: Дмитрий Мамонтов
|
|
|
|
 |
AGV - самый просторный из скоростных поездов
|
 |
Носовые и боковые обтекатели призваны снизить сопротивление воздуха и аэродинамические шумы. Машинист на своем рабочем месте получает всю необходимую информацию от систем централизованного управления движением ERTMS / ETCS
|
|
|
Вопросы дизайна
Внешний вид AGV продиктован в основном соображениями аэродинамики, которая играет важную роль в экономичности поезда на скорости 360 км/ч
«Профиль носовой части оптимизирован с точки зрения сопротивления воздуха, а чтобы еще больше подчеркнуть высокие скорости, мы изобразили лобовую часть в виде фонаря реактивного истребителя, - поясняет руководитель отдела дизайна компании ALSTOM Ксавье Аллар. - Длинный носовой обтекатель скрывает систему пассивной безопасности - деформируемую зону, способную поглотить 4,5 МДж энергии при столкновении с препятствием. Широкие «плечи», прикрывающие первую моторную тележку, помогают бороться с аэродинамическим шумом, а с рабочего места машиниста можно контролировать более ста функций и показателей».
|
|
|
|
|
|
|
Высокоскоростной конструктор
AGV построен по модульному принципу. Каждый модуль состоит из трех вагонов, оснащенных двумя моторными тележками и двумя обычными, тяговой системой и трансформатором, расположенными под полом.
Головной и оконечный моторные вагоны также оснащаются моторными тележками. В состав поезда входит вагон, под полом которого располагается дополнительное оборудование. Сочлененная конструкция поезда, то есть расположение тележек между вагонами, по сравнению с классической конструкцией позволяет уменьшить количество тележек, что упрощает техническое обслуживание, повышает акустический и вибрационный комфорт. Все это увеличивает жесткость поезда в продольном направлении и повышает безопасность пассажиров.
Вилка для любой розетки
Поезда AGV рассчитаны на популярные напряжения питания, используемые в Европе. 25 кВ (50 Гц) - самая распространенная европейская система для современных высокоскоростных поездов. Но для обеспечения совместимости предусмотрено питание от 15 кВ, стандартизованное в Германии, Швейцарии, Австрии, Норвегии и Швеции, а также 1,5 и 3 кВ постоянного тока (на старых линиях).
|
|
|
|
|
|
Безопасность
За почти 30 лет эксплуатации количество серьезных инцидентов можно пересчитать по пальцам.
На высокоскоростных линиях несколько раз по тем или иным причинам происходил сход с рельс. Во всех случаях благодаря сочлененной конструкции поезд не «складывался» и не заваливался набок, оставаясь единым целым. В результате на скоростных линиях не погиб ни один человек. Наиболее показателен случай 21 декабря 1993 года, когда головной моторный вагон и четыре следующих сошли с рельс на скорости в 300 км/ч на линии Nord (Париж-Лилль) из-за просадки грунта под рельсами, при этом лишь один пассажир получил легкие травмы.
На обычных линиях, где встречались открытые железнодорожные переезды, основные инциденты были связаны именно с ними. Самая страшная авария такого рода произошла 23 сентября 1988 года под Вуароном, когда на скорости 110 км/ч один из составов первого поколения столкнулся на переезде с грузовиком, перевозившим электрический трансформатор массой более 80 т. Машинист и один пассажир погибли, более 60 человек были ранены, а поезд пришлось списать. После этой катастрофы конструкторы стали серьезнее подходить к пассивной безопасности, предусматривая деформируемые зоны для поглощения энергии при столкновениях.
|
|
Зарегистрируйтесь сейчас и получите 100 баллов себе на счет!
А разместив ссылку на этот материал Вы получите дополнительные баллы за каждый переход по ней.
Подробнее об условиях акции читайте в правилах.
|
|
| ЧИТАЙТЕ ПО ТЕМЕ |
СПЕКТРОФОН
Будущим смартфонам
Миниатюрные спектрометры могут интегрироваться в смартфоны и открыть новую сферу полезных ...
21/05/12  9
|
|
БЕЛКИ ЖИРОВ
Управляемые растения
Ученые обнаружили и исследовали три белка, контролирующие вид и количество масел, синтезир...
21/05/12 4
|
|
ПО СВЕЖИМ СЛЕДАМ
Новый метод в арсенале следователей
Новая технология позволит судмедэкспертам обнаруживать следы выстрела на стрелке прямо на ...
18/05/12 9
|
|
НОВОСТИ КОСМОНАВТИКИ
4-17 мая 2012 г.
С Байконура к МКС отправился новый экипаж. Успешные старты в США, Китае и Французской Гвиа...
18/05/12 5
|
|
|
ReadMe
|
|
|
|
МАГАЗИН ПМ
4
