Ким
я могу что надо, то и могу
Ты дурак, если не восходил на Фудзияму. Но если ты был на ней дважды, ты дурак вдвойне (японская пословица)
Ким Александров
Все записи
текст

ЛокоМОТИВ

"ММ" №05/92 2013, с. 22
Одни сравнивали жизнь с театром, по большей части заполненным статистами. Другие – с рингом, обильно политым потом и кровью. Древние же римляне говорили, что Via est Vita: «Дорога – это жизнь». Вот и железные дороги – не просто механический ломовой извозчик. Что такое все эти ультрасовременные «маглевы» и допотопные локомобильчики-мотовозы, облепленные босоногими пассажирами, в пакистанской глубинке, серебряные стрелы «синкансэнов» на фоне священной горы Фудзи и роскошные восточные экспрессы, увековеченные талантом Агаты Кристи? А это, если хотите, самый оптимальный и эффективный способ реализации права на свободу передвижения.

Многие специалисты не без оснований считают, что объективней всего оценить экономический уровень страны можно по густоте сети железных дорог. Ведь это не просто рельсы и много-много шпал, а сложная и разветвленная инфраструктура, органично вписанная в промышленно-экономическую систему. Подтверждением может служить региональное распределение мировой железнодорожной сети по протяженности линий: на страны зоны свободной торговли NAFTA (США, Канада, Мексика) приходится 23%, на страны-члены ЕС – 15, на страны экономической зоны Mercosur (Южная и часть Центральной Америки) – 8, на быстро развивающиеся Индию и Китай – по 6.
Общий объем мировых инвестиций в железнодорожный транспорт оценивается примерно в 75 млрд долларов в год, из которых треть приходится на подвижной состав. Назначение этих гигантских сумм – только поддержание статус-кво. Развитие же стоит совсем других денег и усилий! В начале XXI века во многих странах были начаты долгосрочные программы развития инфраструктуры железных дорог, общая стоимость которых приближается к половине триллиона долларов.
Львиная доля этих затрат брошена на алтарь бога скорости. Современный скоростной локомотив – создание чрезвычайно «нежное», чувствительное к дисбалансу между потребностями нового тысячелетия и дорогами, сооруженными где-то в царствование Александра III. Но только он, недешевый и требующий квалифицированной и аккуратной эксплуатации, способен сделать железнодорожный транспорт таким же быстрым, как и его главный конкурент – автомобиль.

***
Быстрее ветра
TGV Duplex

TGV Duplex – первый высокоскоростной двухэтажный поезд в мире. Ежедневно 115 таких поездов, которые ходят раз в четыре минуты, перевозят около 230 тысяч пассажиров по всей Франции.
Грузоподъемность: 422 тонны.
Дополнительный этаж позволяет TGV Duplex перевозить на 40% больше пассажиров, чем более старые «однопалубные» модели. Кроме того, конструкторы заменили сталь на более легкий алюминий, в связи с чем грузоподъемность состава значительно увеличилась.
Максимальная скорость: 575 км/ч.
Эксплуатационная скорость: 320 км/ч.
Этот поезд едет в два раза быстрее, чем автомобили Формулы 1! Постоянная поддержка столь высокой скорости подвергает большой нагрузке каждую деталь состава. Поэтому о безопасности пассажиров круглосуточно заботятся 1200 инженеров, которые осматривают по 100 поездов в день с целью обнаружения мельчайших поломок.
Максимальная дистанция: 1278 км.
Количество пассажиров: 1020.
Двухэтажные вагоны почти удвоили количество перевозимых пассажиров по сравнению с предыдущими моделями.
Более 70% скоростных поездов всего мира основано на TGV.


Железные дороги могут стать равноправной частью транспортной триады, наряду с авто и самолетами, но только если они в состоянии решить простую арифметическую задачку: преодолеть 1000 км не более чем за 3 часа. При этом условии общее время поездки с учетом длительных процедур отправления и прибытия будет сравнимо с авиаперелетом. Но для того, чтоб «сказку сделать былью», нужен состав, способный ехать со скоростью не менее 360 км/ч. Скоростной поезд, кроме того, в разы превосходит любой современный (и перспективный) аэробус по экономичности и экологической безопасности.
Взять канадские Bombardier Zefiro – семейство высокоскоростных пассажирских поездов с эксплуатационной скоростью от 250 км/ч, они представляют собой синтез многолетнего опыта инженеров-конструкторов и грамотной работы футурологов и аналитиков. Разработчики во главу угла поставили экономичность – минимальное потребление энергии в расчете на пассажира, максимальная скорость движения при наименьшей необходимой для этого тяговой мощности. К счастью, компания Bombardier – по совместительству еще и один из крупнейших мировых производителей гражданской авиатехники. Итог весьма впечатляет: коэффициент аэродинамического сопротивления у электропоезда Zefiro 380 на 20% меньше, чем у его предшественника, высокоскоростного электропоезда ICE 3, а по потреблению энергии он выигрывает примерно 10% у современных электропоездов в реальных условиях эксплуатации при скорости 350 км/ч.

***
N700 Bullet
В тесноте, да не в обиде

Грузоподъемность: 715 тонн.
Этот поезд часто сравнивают с борцом сумо: распределяя нагрузку равномерно по всей длине, он может везти больше вагонов, чем другие модели.
Максимальная скорость: 332 км/ч.
Эксплуатационная скорость: 270 км/ч.
Bullet настолько быстро въезжает в тоннель, что у пассажиров закладывает уши. Чтобы избежать этого эффекта, в вагонах поддерживается собственное давление.
Эксплуатационная система локомотива настолько совершенна, что им почти не нужно управлять. Скорость поезда контролирует компьютер, он же включает автоматическую систему торможения, если машинист не среагировал на стоп-сигнал.
Максимальная дистанция: 1069 км.
Первые такие поезда появились в Японии уже в 1964 году и с тех пор успели проехать столько, что могли бы обогнуть Землю 30 тысяч раз.
Количество пассажиров: 1323.
Обычно люди неохотно селятся неподалеку от железной дороги из-за шума, который производят проносящиеся по ней поезда. Согласно статистике, население вдоль путей следования N700 Bullet увеличилось на 30%.



Однако в Европе у Zefiro появился конкурент – французский поезд Alstom AGV (Automotrice Grande Vitesse – «высокоскоростной самодвижущийся вагон»), который призван заменить легендарные TGV (Trains Grande Vitesse). Новичок представляет собой продукт глубокой модернизации, основанной на принципах, никогда ранее не применявшихся в высокоскоростных поездах одновременно, – сочлененности и распределенной тяге.
Первый принцип предполагает, что вагоны лишились собственных колесных тележек. Теперь они общие и работают на смежные вагоны, а поезд представляет собой разделенную на сегменты-вагоны «трубу» с низким аэродинамическим сопротивлением. Такая компоновка существенно снижает механические нагрузки на межвагонные сочленения. Опыт эксплуатации предшественника AGV показал, что сход поезда с рельсов даже на высокой скорости сравнительно мягок: узлы сцепки не ломаются (их просто нет), переворачивая вагоны, а многозвенная «труба» останавливается в нормальном положении, погасив инерцию движения о грунт. Рачительные французы также подсчитали, что AGV будет как минимум на 15% дешевле конкурентов традиционной компоновки в техническом обслуживании и ремонте, ведь тележек-то меньше (16 – у обычного 200-метрового поезда из шести пассажирских вагонов и двух моторных вагонов на концах, 13 – у 8-вагонного сочлененного TGV/AGV).

***
Физика в действии
Maglev

Поезд будущего на магнитной подушке от китайских ученых – очень необычный и очень дорогой.
Грузоподъемность: 265 тонн.
Maglev сделан из легкого и высокопрочного алюминиевого сплава и не нуждается ни в тяжелом двигателе, ни в колесах, так как парит в магнитном поле.
Максимальная скорость: 500 км/ч.
Эксплуатационная скорость: 431 км/ч.
Путь поезда составляет всего 30 км, но даже на столь коротком расстоянии он развивает головокружительную скорость. Летя над рельсами на нулевой высоте, состав ежедневно доставляет пассажиров в аэропорт Шанхая.
431 км/ч – это больше, чем взлетная скорость сверхзвукового пассажирского самолета Concorde. Возможность развить такую скорость предоставляют сверхмощные магниты, через которые подается электрический ток на подъемные механизмы по обе стороны путей. Появившееся в результате сильнейшее магнитное поле поднимает 265-тонный поезд на 12 мм. Это магнитное поле поддерживают аккумуляторы, а для того, чтобы поезд не сошел с рельсов, компьютеры проверяют расстояние между поездом и рельсами 100 тысяч раз в секунду.
Максимальная дистанция: 30 км.
Расстояние, которое преодолевает поезд на магнитной подушке, составляет всего 30 км, но каждый из них стоит около 46 млн долларов. Кроме того, почти 1,5 млрд долларов были потрачены властями для постройки короткой ветки, по которой поезд ходит в аэропорт Удун и обратно. Не удивительно, что шанхайский Maglev – единственный в мире.
Количество пассажиров: 562.
Невероятно, но факт: магнит этого поезда потребляет столько же электроэнергии, как обычный кондиционер.



Принцип распределенной тяги нашел в AGV свое высшее воплощение. Все его вагоны – моторные, архаика с тяговыми локомотивами отброшена. Каждые три вагона образуют группу: два концевых и промежуточный, под кузовом которого размещен тяговый трансформатор. Моторные и поддерживающие тележки чередуются. Такое решение улучшает динамику поезда даже при сравнительно небольшой удельной мощности 22 кВт/т. Показательно, что AGV потребляет электроэнергии на 15% меньше, чем аналогичные по вместимости и технико-эксплуатационным параметрам поезда предыдущего поколения, да и легче он на добрую сотню тонн за счет применения современных композитных материалов. Распределенная тяга увеличила общую площадь пола в поезде на 1/5. Появилось дополнительное пространство для большего числа кресел и зон специального назначения: например, для проезда лиц на инвалидных колясках, конференц-залов или отделений для пассажиров, едущих группами или семьями.
Новшества сильно повлияли на силовую электронику. Для питания тяговых двигателей применяются электронные преобразователи на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором (типа IGBT), имеющие лучшие характеристики по сравнению с ранее применявшимися запираемыми GTO-тиристорами, а сами двигатели стали синхронными с возбуждением от постоянных магнитов. Именно с ними на испытательном 170-километровом участке между станциями Лоррен и Шампань-Арденны 3 апреля 2007 года прототип AGV (на деле – специальный 4-вагонный модернизированный TGV с увеличенными колесами) установил абсолютный мировой рекорд скорости на железных дорогах – 574,8 км/ч.

На этом фоне проект фирмы Siemens – Velaro, созданный на базе поезда InterCity Express (ICE), эксплуатируемого на немецких железных дорогах Deutsche Bahn, смотрится не так эффектно, но, тем не менее, вполне конкурентоспособен. Все современные тенденции (принцип распределенной тяги и синхронные тяговые двигатели) присутствуют, а инженерная мощь Siemens, одного из ведущих мировых производителей силового оборудования, способна обеспечить достаточный ресурс развития на годы вперед. Насколько хорош и современен Velaro, могут оценить многие читатели: ведь «Сапсаны», курсирующие между Москвой, Петербургом и Нижним Новгородом, – не что иное, как его русифицированная версия, обошедшаяся государству почти в 300 миллионов евро (и еще в 350 миллионов за 30-летнее сервисное обслуживание).

***
Царь горы
Qingzang

Этот китайский поезд – настоящий покоритель горных вершин: путь его лежит из города Синин в самое сердце Тибета по самой высокогорной железной дороге в мире.
Грузоподъемность: 138 тонн, включая вес состава, горючего и всего того, что есть на борту. Но этот поезд и не должен быть тяжелым ввиду того, что ему то и дело приходится взбираться в гору.
Максимальная скорость: 120 км/ч.
Эксплуатационная скорость: 100 км/ч.
Скорость поезда невелика: на его пути встречаются два горных хребта и участки обледеневшей почвы.
Максимальная дистанция: 1972 км.
Больше четверти этой железной дороги пролегает через вечную мерзлоту – опасную зону, состоящую из смерзшейся грязи и льда. 40 лет понадобилось инженерам для того, чтобы придумать систему вентиляции почвы, которая не позволяла земле оттаивать круглый год. Как только температура земли стабилизировалась, в почве укрепили железные штыри, фиксирующие рельсы, вбив их на глубину 33 метра. Работа заняла 5 лет и стоила почти 4,5 млрд долларов.
Количество пассажиров: 900.
Цинхай-Тибетская железная дорога – пожалуй, самая экстремальная в мире. В связи с этим пассажиры, отправляющиеся в высокогорное путешествие, подписывают отказ от претензий в отношении здоровья. А так как 12-часовая поездка может привести к развитию высотной болезни, в каждом вагоне есть врач, а каждое место оснащено кислородной маской.
Температура на высоте 4000 км может достигать –30 °С, поэтому воду в уборных приходится нагревать, дабы избежать ее замерзания. Qingzang – единственный поезд в мире, где используется подобная система.



Впервые Velaro появились в середине 2005 года на линии Мадрид–Барселона, и болельщики вечно соперничающих «Реала» и «Барсы» смогли покрыть 600 км за 2,5 часа. Всего через год темпераментный испанский Velaro на перегоне Гвадалахара–Калатаюд установил рекорд скорости для немодифицированных коммерческих поездов – 403,7 км/ч, продержавшийся до 2010 года. Да и будущее Velaro выглядит вполне благополучно, ведь в числе заказчиков – крупные европейские перевозчики Deutsche Bahn, Thalys и Eurostar, способные загрузить концерн работой на многие годы вперед.
Испанская компания Talgo занялась высокоскоростными электропоездами сравнительно недавно – первый Talgo 350 появился только в 2007 году. Этот поезд, прозванный «pato» (исп. «утка») за его выдающийся «нос», построен по классической локомотивной схеме. Ничего особенного он собой не представлял бы, если бы не одно «но» – механизм, позволяющий поезду автоматически, без остановок, изменять ширину колеи! Но даже уникальные технологии не могут обеспечить конкурентоспособность в сравнении с тем же Velaro или TGV. Весьма ограниченные серии традиционных (не скоростных) Talgo в настоящее время эксплуатируются в Испании, а также в США, Германии, Финляндии и Казахстане. На рынок высокоскоростных поездов испанцы надеются прорваться с моделью Avril, еще не вышедшей из стадии разработки. Что ж, поживем – увидим.

***
Медленно, но верно
QNSL

Это тяжелейший товарный поезд Северной Америки, который возит руду через самые негостеприимные и опасные участки Северной Канады.
Грузоподъемность: 33 000 тонн.
Тяжелый, длинный, с огромным снегоочистителем спереди – один лишь двигатель этого «чудовища» весит 20 тонн! Он специально спроектирован для езды в экстремальных условиях: 4400 лошадиных сил способны тянуть до 8000 тонн в 240 вагонах в дождь и снег. Максимальная длина QNSL составляет 2,5 км – это больше 35 самолетов Boing-747, поставленных в ряд.
Для любого другого состава нагрузка, которую испытывает QNSL, перевозя тысячи тонн железной руды, обернулась бы катастрофой. Но этот поезд снабжен специальной ходовой частью, которая позволяет составу вписываться в повороты и предотвращает аварии.
Максимальная скорость: даже без груза – не выше 65 км/ч.
Эксплуатационная скорость: 56 км/ч.
Машинисту необходимо следить за тем, чтобы скорость локомотива не превышала установленные 56 км/ч, – в противном случае тормозной путь поезда составит не меньше 1 км, несмотря на три тормозные системы, которыми он оснащен.
Максимальная дистанция: 418 км.
Количество пассажиров: 0 (1 машинист).
Легко уснуть, находясь в кабине в одиночестве. Поэтому сигнальная система QNSL всегда предупреждает машиниста о встречных поездах, а в случае отсутствия отклика срабатывает автоматическое торможение.



Если человек хочет что-то успеть, ему крайне необходимо принимать быстрые и верные решения и так же быстро воплощать их в жизнь. А для этого надо осуществлять свое право на движение настолько стремительно, насколько это позволяют финансы и технические возможности. Высокоскоростные поезда демонстрируют, что у железных дорог эти возможности есть, и дорожная романтика – не единственное, что они могут предложить нашему динамичному современнику.

***
ЗЕЛЕНЫЙ ВАГОН
Поезд AGV с учетом выбросов, связанных с производством электроэнергии, производит 2,2 г углекислого газа в расчете на пассажиро-километр.
Для сравнения: автобус – не менее 30 г, легковой автомобиль среднего класса – 115 г, а самолет – более 150 г.

Читать эту статью в электронной версии журнала "ММ": 

Всего 1 комментарий
Открыть Свернуть Комментировать
Комментарии
OK OK OK OK OK OK OK
Яндекс.Метрика