27 ноября 2021 23:55

Требование стремительности

При разработке высокоскоростных поездов конструкторам предстоит рассмотреть сложные задачи

ВНИИЖТ обеспечит научное сопровождение проектирования и производства высокоскоростного состава.
Опыт строительства и эксплуатации высокоскоростных магистралей в других странах свидетельствует: чем выше скорость на них, тем больше доходы и меньше риск невозврата инвестиций.

Напомним, что по проекту ВСМ-2 на линии Москва – Казань планируется достичь такой высокой скорости, с какой подвижной состав не эксплуатирует пока ни один оператор в мире, – до 400 км/ч. Другое дело, что, как показал IV Международный железнодорожный салон техники и технологий EXPO-1520 в Щербинке, поездов, способных работать с такой максимальной скоростью, пока не создано. И даже зарубежные фирмы, имеющие немалый опыт производства подвижного состава для высокоскоростных магистралей, пока не достигли намеченной в амбициозном российском проекте планки.

Французский Alstom, создавший экспериментальный поезд TGV V150, который в 2007 году установил мировой рекорд скорости для рельсовых поездов – 574,8 км/ч, для регулярных рейсов на маршруте Москва – Казань предлагает поезд AGV, развивающий в Италии максимум 360 км/ч.

Канадский Bombardier видит здесь экспресс из нового семейства поездов Zefiro, который в конце года начнёт эксплуатироваться в Китае с максимальной скоростью 380 км/ч.

И только немецкий Siemens заявил о намерении создать поезд, способный развивать на этом маршруте 400 км/ч. Но для этого надо будет заметно доработать «Сапсан», который сейчас может эксплуатироваться со скоростью 330 км/ч. В частности, сделать его более обтекаемым.

Тем не менее для создания нового поколения поездов улучшением одной лишь аэродинамики существующих экспрессов не обойтись – конструкторам предстоит решить ещё много других принципиально важных проблем. Так, во всех трёх поездах предусмотрена схема расстановки кресел 2+2. Но сотрудники ВНИИЖТа считают, что для будущих высокоскоростных поездов России больше подходит расстановка 3+2, что позволяет заметно улучшить удельные параметры электропоезда. По мнению заместителя генерального директора ВНИИЖТа Олега Назарова, чтобы реализовать такую схему, нужен более широкий кузов.
«Скорость 400 км/ч требует серьёзных энергоресурсов. Причём как внешних, так и самого поезда. Эта мощность примерно в 2–2,5 раза больше той, что сегодня на «Сапсане», – считает Олег Назаров.

Проанализировав варианты, учёные ВНИИЖТа пришли к выводу: для ВСМ-2 нужен поезд, длина базовой модели которого – 300 м, а средняя нагрузка на ось – не более 15 тонн.

Как сообщил генеральный директор ВНИИЖТа Борис Лапидус, в институте уже начата работа по выбору оптимальных параметров высокоскоростных поездов, на которые будут ориентироваться участники будущих тендеров.

Чтобы конкурирующие машиностроительные корпорации работали над поездами для России более целенаправленно, им нужно иметь требования к ней в полном объёме. Поэтому в начале 2014 года начнётся разработка технических требований на высокоскоростной электропоезд.

Надежды на успех весьма обоснованны: у ВНИИЖТа большой опыт успешного сотрудничества с зарубежными коллегами при испытаниях российской и европейской техники. В 2005–2008 годах они оценивали взаимодействие токоприёмника Siemens с вариантами высокоскоростных контактных подвесок на линии Москва – Санкт-Петербург. Тогда на участке Лихославль – Калашниково испытывались варианты контактной подвески и токоприёмники различных типов при скоростях опытного электровоза от 160 до 262 км/ч. В итоге была выбрана оптимальная конструкция контактной подвески и токоприёмников для «Сапсана».

Уже несколько лет они не подводят российских железнодорожников при 250 км/ч, тогда как нигде в Европе поезда не ездят на постоянном токе свыше 220 км/ч. Теперь будут продолжены экспериментальные исследования по обеспечению токосъёма при скоростях до 400 км/ч.

Ускорить разработку решений, необходимых для ВСМ-2, поможет исследование взаимодействия пути и подвижного состава, в том числе выбор оптимального зазора в колее, весовой нормы высокоскоростного поезда и увязки величины продольного уклона с параметрами тяги.

Во ВНИИЖТе изучат и тяговые токи с учётом их частотного состава, электромагнитное влияние тяговой сети на рельсовые цепи и другие проблемы электромагнитной совместимости с системами электроснабжения, радиосвязи и СЦБ. По итогам исследований для высокоскоростных магистралей будут созданы новые системы СЦБ и требования к подвижному составу.

Учёные считают: одновременно с началом разработки технических требований на высокоскоростной электропоезд надо также начать строительство специализированного испытательного полигона, на котором можно было бы проверять эффективность новых решений и исследовать процессы, которые возникают при высоких скоростях. Это имеет ключевое значение ещё и потому, что в жизненном цикле подвижного состава компетенции ВНИИЖТа не ограничиваются созданием технических требований. На стадии технического проектирования в институте должны обеспечить также экспертизу технической документации на подвижной состав, его системы и узлы, а на стадии создания конструкторской документации – разработку и испытание узлов. На полигоне можно было бы проводить приёмочные и сертификационные испытания, а когда начнётся серийное производство – эксплуатационные испытания поездов, определение их эффективности и надёжности.

Тщательная проверка надёжности узлов и систем скороходов на спецполигоне нужна и потому, что все участники конкурса собираются перенести производство высокоскоростного подвижного состава в Россию. В то же время качество компонентов для него, которые сейчас производят российские предприятия, ещё не всегда соответствует требованиям зарубежных партнёров.

Как говорит директор подразделения «Локомотивы и компоненты» Siemens в России и Центральной Азии Рольф Эпштайн, его надежды, что в России металлообработка находится на более высоком уровне, чем производство электроники, не оправдались. Немцы встретились с большими трудностями при локализации в России производства достаточно простых металлоконструкций, точность изготовления и качество сварки которых у нас невысоки.

Конечно, есть у российских производителей и сильные стороны. Когда в скоростных поездах «Сапсан» хулиганы стали бить стёкла, их начали заменять стёклами местных стекольных заводов, которые ни в чём не уступают немецким. Но сказать так обо всех компонентах пока нельзя, тогда как секрет успеха немецкой техники, подметил Рольф Эпштайн, как раз в многочисленных деталях.

Об этом убедительно говорит опыт эксплуатации в России первой партии скоростных электропоездов «Ласточка», выпущенных в Германии. Время простоя на техобслуживание и ремонты по сравнению с поездами существующих серий у них меньше в шесть раз. Для сервисного обслуживания «Ласточке» достаточно четырёх дней в году, а остальные 360 дней она может находиться в круглосуточной эксплуатации.

Такое же качество своей продукции предстоит обеспечить и российским машиностроителям, когда в следующем году в нашей стране будут произведены 16 таких поездов. К 2017 году их локализация в России составит не менее 80%, в поставке компонентов для них будут участвовать более 150 предприятий российской промышленности.

Но совместному предприятию Группы «Синара» и концерна Siemens – «Уральские локомотивы», где сейчас завершаются строительно-монтажные работы, необходимые для развёртывания производства «Ласточек», предстоит ещё более серьёзный экзамен.

В Верхней Пышме, скорее всего, будет сосредоточено и производство высокоскоростных «Сапсанов». Такой вывод можно сделать из выступления президента Siemens в России и Центральной Азии, вице-президента Siemens AG Дитриха Мёллера. По его словам, при локализации поезда «Ласточка» на «Уральских локомотивах» создано совершенно новое, современное производство, которое уже располагает всеми технологиями, необходимыми для локализации производства «Сапсанов».
«Технологическая база для производства высокоскоростного подвижного состава в России есть. Вопрос теперь скорее в экономике проекта, поскольку при определённом объёме заказа Siemens будет готов локализовать вместе с партнёром «Синара» производство «Сапсанов» в России», – заявил Дитрих Мёллер.

Об этом говорит и председатель Совета директоров Группы «Синара» Дмитрий Пумпянский. По его словам, «Уральские локомотивы» имеют единственную на сегодня в России площадку для производства современных высокоскоростных электропоездов, готовую начать их проектирование и выпуск немедленно после получения технического задания.

О готовности совместно со своим стратегическим партнёром – компанией «Трансмашхолдинг» – локализовать производство в нашей стране подвижного состава для высокоскоростных поездов заявил и директор по развитию бизнеса концерна Alstom в России Ян Хардер. Он подчеркнул, что, поскольку производство высокоскоростных поездов напрямую связано с безопасностью движения, локализовать можно производство не всех комплектующих, чтобы не нанести ущерб качеству.

По его мнению, «Трансмашхолдинг» может изготавливать каркас поезда, но основные системы подвижного состава должны быть спроектированы и произведены во Франции. Во всяком случае таким, по словам Яна Хардера, должен быть начальный этап локализации.

Осторожен в оценке перспектив локализации и cтарший директор по развитию нового бизнеса Bombardier Transportation Флавио Канетти. Соглашение о сотрудничестве Bombardier Transportation и «Уралвагонзавода» было подписано немногим более года назад. Возможно, поэтому он считает, что на разработку и производство высокоскоростного поезда в России понадобится пара лет, а глубина локализации может составить 50–60% в зависимости от доступности компонентов.

Как видно, ведущие компании рано или поздно готовы начать производство высокоскоростных поездов в нашей стране. Теперь слово за российскими специалистами и учёными, которым надо сформировать технические требования к сверхскоростному подвижному составу и обеспечить контроль его надёжности.

Алексей Торба

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30