ЛокоМОТИВ

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

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.

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

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

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

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.