KnigaOmelyanenko

2.6. Поезда компании JR East

На станции Токио имеются лишь 2 пассажирские платформы, обслуживающие 4 высокоскоростные линии. Поэтому единственной приемлемой развязкой этого узкого места явилось увеличение вместимости в самих поездах — использование двухэтажных вагонов.

Кузова вагонов Е1 сварные из низколегированной стали. Масса тары — 53,7 т прицепных и 62 т моторных вагонов. Высота потолка на втором этаже 1955 мм, на первом — 1970 мм. Подъем на второй этаж в каждом конце вагонов по винтовым лестницам.

За прототип принята тележка поезда 400, но с колесной базой 2500 мм, диаметром колес 910 мм и передаточным числом редуктора 1:3,63. Кроме того, несущие элементы конструкции усилены в рас- чете на максимальную нагрузку на ось 19 т (ðèñ. 2.21).

Конфигурация схемы тягового электропривода поездов этой серии аналогична серии 500 с той лишь разницей, что выпрямительноинверторные блоки, выполненные на GTO-тиристорах, питают не по 4 асинхронных двигателя, а по 2 двигателя мощностью 410 кВт.

Однако 12-вагонные поезда серии Е1, снявшие напряженность в часы пик, в остальное время суток оказались малозагруженными. Для того чтобы обеспечить большую гибкость использования подвижного состава в разное время суток, был разработан 8-вагонный поезд серии Е4 (рис. 2.22 и 2.23). В часы пик эти поезда сцепляются по 2, а в остальное время суток курсируют по отдельности. Они также могут работать по системе многих единиц с поездами Е2, Е3 и 400.

Восьмивагонный двухэтажный поезд Е4 состоит из 2 секций по 4 вагона. В каждой секции имеется 1 концевой вагон с кабиной управления, 2 моторных и 1 прицепной.

Кузов вагона сварен из экструдированных алюминиевых профилей. Он рассчитан на продольные нагрузки до 1 МН и скачки давления до 8 кПа. Лобовая часть вагона выполнена обтекаемой в соответствии с последними достижениями аэродинамики. Ее длина 11,5 м, что на 2,1 м больше, чем у поезда серии Е1, имеющего обтекатель клинообразной формы.

Тележка такая же, как и у поезда Е1, с передаточным отношением 1:3,61. Элементы конструкции сварены из листовой стали толщиной 9 и 12 мм. В системе рессорного подвешивания использованы

41

Глава 2. Высокоскоростной транспорт Японии

Рис. 2.22. Схема поезда серии Е4

Рис. 2.23. Поезд серии Е4

42

2.7. Новое поколение

тарельчатые пружины, а в системе вторичного – пневморессоры. Масса моторной тележки – 8300 кг, поддерживающей – 7900 кг.

Каждая секция имеет автономный тяговый электропривод, аналогичный схеме поезда Е1. В качестве элементной базы для преобразователя использованы IGBT-транзисторы. В схеме применены транзисторно-диодные группы на 3300 В и 1200 А, 3300 В и 600 А, 2500 В и 1000 А. Напряжение на входе 1220 В, на промежуточном звене 2600 В, на выходе 2000 В. Если в поездах серии Е1 4-квадрантный преобразователь и инвертор монтировали в отдельных шкафах, то в поезде Е4 они образуют единый преобразовательный модуль.

Асинхронные двигатели при напряжении 2000 В, токе 150 А, ча- стоте питания 140 Гц, частоте вращения 4140 об/мин обеспечивают мощность 420 кВт при массе 530 кг.

Таким образом, поезда 3-го поколения по технико-экономи- ческим показателям существенно превосходят все, что было сделано в этой области не только в Японии, но и в других странах.

2.7. Новое поколение

JR Central и JR West пришли к совместному решению о начале с 2007 г. массового производства и постепенного ввода в эксплуатацию высокоскоростных электропоездов нового поколения серии N700 (рис.2.24). До 2009г. запланировано приобрести 54 поезда, из которых 42 ед. купит JR Central и 12 ед. JR West. Рассматривается вопрос о заказах дополнительных поездов в расчете на период после 2010 г.

Электропоезд N700 является дальнейшим развитием конструктивной концепции поезда серии 700 и предназначен для замены своего предшественника в самых скорых сообщениях на линиях Токайдо Синкансен и Санъ¸ Синкансен. Поезда 700, в свою оче- редь, сменят поезда серии 300 более старой постройки в сообщениях с меньшей маршрутной скоростью.

Поезд серии N700 формируется из 14 моторных и двух прицепных вагонов и имеет 1323 места для сидения, в том числе 200 мест первого класса. Суммарная мощность тягового привода, составля-

43

Глава 2. Высокоскоростной транспорт Японии

ющая 17 тыс. кВт, позволяет поезду развивать максимальную скорость 300 км/ч и ускорение 0,72 м/с2.

Основными отличиями поезда N700 от поезда 700 является наличие системы наклона кузовов вагонов, что позволяет повысить скорость движения в кривых радиусом 2500м и более до 270 км/ч; кроме того, благодаря выбору оптимальных очертаний лобовых ча- стей и тщательному «зализыванию» наружных поверхностей вагонов и межвагонных промежутков поезд имеет более совершенные аэродинамические характеристики и за счет этого на 19% меньшее удельное потребление электроэнергии.

Âто же время JR East (Япония) продолжает испытания высокоскоростных электропоездов нового поколения типа Fastech 360 (ðèñ. 2.25)

[21].Как полагают, после ввода в обращение такие поезда будут самыми быстрыми в мире в условиях регулярной эксплуатации.

Âнастоящее время JR East располагает двумя опытными электропоездами, построенными компаниями Hitachi и Kawasaki Heavy Industries: Fastech 360 S (фирменное обозначение E954) и Fastech 360 Z (E955). Поезд Fastech 360 S предназначен для эксплуатации только на высокоскоростных линиях сети Синкансен, поезд Fastech 360 Z – на линиях сети Синкансен с уменьшенной до 130 км/ч скоростью – ранее построенных и впоследствии реконструированных обычных линиях с иными параметрами инфраструктуры, путь которых перешивается на нормальную колею (это линии так называемой сети мини-Синкансен).

Поезд Fastech 360 S, созданный компанией в июне 2005 г., состоит из восьми вагонов, из которых моторными являются шесть промежуточных; колесные пары тележек концевых вагонов не обмоторены. Поезд Fastech 360 Z, созданный в марте 2006 г., состоит из шести вагонов, колесные пары всех его тележек обмоторены, за исключением крайних тележек концевых вагонов. Конструкционная скорость поездов равна 405 км/ч, расчетная максимальная эксплуатационная скорость – 360 км/ч.

Кузова вагонов поездов изготовлены с использованием двухслойных панелей из алюминиевого сплава. Поперечное сечение кузовов равно 10,8 м2 по сравнению с 11,2 м2 у вагонов поездов серии Е2.

44

2.7. Новое поколение

Рис. 2.24. Опытный поезд N700

Рис. 2.25. Поезд Fastech 360 c выдвинутыми тормозными щитками

45

Глава 2. Высокоскоростной транспорт Японии

Очертания сужающихся к торцу лобовых частей двух концевых вагонов поезда Fastech 360 S имеют длину 16 м, т. е. более половины общей длины этих вагонов, равной 27,3 м. Модули оборудования и аппаратуры разных бортовых систем интегрированы в основную конструкцию кузова и по большей части размещены в подкузовном пространстве. Фартуки, закрывающие тележки, выполнены из сотовых панелей для лучшего поглощения шума от ходовой части. Панели, закрывающие межвагонные промежутки, при движении в кривых заходят друг за друга, обеспечивая непрерывность общей наружной поверхности.

Бесшкворневые тележки вагонов поезда Fastech 360 S оснащены рессорным подвешиванием с пневматическими баллонами и активной системой подавления вибраций и наклона кузовов в кривых на угол до 2° для сохранения необходимого уровня комфорта пассажиров. На опытном поезде для сравнения установлены устройства наклона кузовов вагонов с электромагнитным приводом двух типов, поставленные компаниями Kawasaki Heavy Industries и Sumitomo. В тормозной системе наряду с электродинамическим применен усовершенствованный дисковый тормоз. Двухступенчатые одноры- чажные токоприемники новой конструкции с многосегментными подпружиненными контактными вставками обеспечивают надежный токосъем. В обычном режиме движения предусмотрено поднимать только один токоприемник из двух.

Поезд Fastech 360 Z при сходстве основных конструктивных решений отличается от поезда Fastech 360 S меньшими шириной кузовов вагонов (2904 против 3380 мм) и длиной суженных лобовых частей концевых вагонов (13 против 16м). При этом в поезде размещен практически тот же комплект оборудования.

Тяговое электрооборудование поездов Fastech 360, также в целях сравнения, выполнено в двух вариантах. На некоторых моторных вагонах установлены асинхронные тяговые двигатели номинальной мощностью 370 кВт, на других – синхронные с постоянным магнитом мощностью 355 кВт; суммарная мощность тягового привода поезда равна 7250 кВт. В редукторах тяговых передач вместо косозубых шестерен применены шевронные, что устранило осевое нагружение

46

2.7. Новое поколение

подшипников. Тяговые трансформаторы выполнены с охлаждением струей встречного воздуха, тяговые преобразователи – с водовоздушным охлаждением.

Также из соображений выбора оптимального варианта оснащение и оформление интерьеров вагонов было поручено нескольким дизайнерским компаниям. Так, смонтированы окна трех типов, установлены кресла еще большего числа разновидностей. Для изу- чения реакции пассажиров в разных вагонах принято разное цветовое оформление пассажирских салонов. Например, кресла в одном случае выполнены с обивкой клубничного цвета, в другом — черного. Шаг расстановки кресел варьируется от 980 до 1160мм в зависимости от планировки салонов. В конструкции пола, потолков, окон и т. п. интегрированы звукоизолирующие структуры.

Самым заметным внешним отличием поездов Fastech 360 от ныне эксплуатируемых является наличие выдвижных щитков для существенного увеличения аэродинамического сопротивления движению в случае экстренного торможения. Одновременно с выдвижением щитков включается подача керамического порошка под колеса в целях сохранения сцепления и предотвращения проскальзывания.

47

ГЛ А В А

3

ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ТРАНСПОРТ ЕВРОПЫ

3.1. Общая ситуация

Внедрение высокоскоростного электрического транспорта в сферу пассажирских перевозок в Европе отличается от этого процесса в Японии двумя обстоятельствами. Первое. В странах Европы электрические железные дороги были сформированы в первой половине прошлого столетия, когда речь еще не шла о скоростях более 200 км/ч. Характерно, что стремление в дальнейшем к повышению скорости поездов более 100 км/ч в 30-х годах прошлого столетия шло в направлении совершенствования только подвижного состава. Заложенная тогда тенденция привела к тому, что сейчас в Европе имеется по разным данным 3344…3750 км высокоскоростных магистралей (200…300 км/ч) и около 20000 км реконструированных под скоростное движение (160…200 км/ч). То есть только на 16% полигона, где эксплуатируются высокоскоростные поезда, они работают при полной реализации заложенных в них возможностей. В Японии этот показатель — 91%. Здесь уместно определиться с термином ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ магистраль. По нашему мнению, по аналогии с термином Синкансен, таковой следует считать магистраль, большую часть протяженности которой поезд в состоянии следовать со скоростью 200 км/ч. Схема высокоскоростных магистралей Европы приведена на ðèñ. 3.1. А остальные, где поезд следует со скоростью 160…200 км/ч, следует именовать СКОРОСТНЫМИ. Дело в том, что высокоскоростной электрический транспорт можно получить только как неразрывную совокупность нового пути, системы электроснабжения и подвижного состава. Поучителен в этом отношении опыт Италии, которая стремилась на протяжении более полувека прийти к высокоскоростному движению, совершенствуя только подвижной состав (4 поколения поездов с наклоняемыми кузовами Pendolino), но так и не превзошла уровня скоростного движения.

Второе обстоятельство связано с необходимостью в странах европейскогосоюзаразвиватьэксплуатационносовместимыевысокоскоростные транспортныесистемы[22].Деловтом,чторанеенаевропейскомконти-

48

3.1. Общая ситуация

ненте развитие железнодорожных сетей целиком и полностью определялось национальными приоритетами. Только в конце 1980-х годов ряд европейских железнодорожных администраций во главе с Национальным обществом железных дорог Франции (SNCF) и Государственными железными дорогами ФРГ (DB) подготовили предложения по развитию международной сети высокоскоростных сообщений, которые после доработки были представлены Европейской комиссии в декабре 1990 г.

Серьезные изменения политического климата в Европе дали новый толчок развитию идеи высокоскоростных железнодорожных сообщений. Предложение Европейской комиссии 1990 г. по высокоскоростной сети стало отправной точкой для процесса планирования развития сети дополненной коридорами перевозок в смешанных сообщениях и рядом дополнительных линий.

Влияние этих инициатив на железнодорожную систему Европы отражено в:

–директиве 96/48/ЕС по эксплуатационной совместимости на трансъевропейской сети высокоскоростных линий;

–директиве 2001/16/ЕС по эксплуатационной совместимости на

трансъевропейской сети обычных линий.

За директивами последовали разработка и принятие технических требований по технико-эксплуатационной совместимости (TSI) и новых европейских стандартов (EN).

Железные дороги предпринимали самостоятельные попытки по организации высокоскоростного движения с пересечением границ задолго до появления инициатив на высоком уровне. Первым стало сопоставительное исследование высокоскоростных систем в рамках франко-германского соглашения 1978 г. В аспекте подвижного состава в исследовании рассматривались поезда трех типов: TGV, ICE и Transrapid 07 (на магнитном подвесе), причем все три в то время находились в стадии разработки. В инфраструктурной части исследования рассматривалась гипотетическая линия Франкфурт – Париж, которая проектировалась только на бумаге и использовалась лишь для сравнения инженерных параметров французской и немецкой систем.

По итогам встречи министров транспорта Франции и Германии (Ла-Рошель, 22 мая 1992г.) направление новой линии было из-

49

Глава 3. Высокоскоростной транспорт Европы

Рис. 3.1. Высокоскоростные магистрали в Европе

Рис. 3.2. Европейские магистрали в перспективе

50