История создания электровоза
Ввиду возросшей необходимости перевода скоростного движения линии Ленинград — Москва на электрическую тягу с мощными и скоростными локомотивами, а впоследствии и обновления локомотивного парка на линии Ленинград — Москва, Правительством СССР совместно с МПС было принято решение о заказе в Чехословакии на народном предприятии Škoda в городе Пльзень нового мощного скоростного электровоза постоянного тока, способного развивать скорость 200 км/ч, мощностью двигателей 1050 кВт в часовом режиме, и 1000 кВт в длительном режиме. В 1969 году началась разработка и проектирование нового скоростного электровоза с условным обозначением ЧС200 (что означало: чехословацкий, с расчётной скоростью при эксплуатации 200 км/ч) и индексом разработки 66E0, что означало: серия электровоза постоянного тока 66, испытательный (прототип). Руководителем проекта был назначен ведущий инженер завода Франтишек Палик. Основой проекта стал уже эксплуатирующийся и прекрасно зарекомендовавший себя на железных дорогах СССР электровоз постоянного тока ЧС2. Однако, в проект ЧС200 было внесено немало значительных изменений. Исходя из расчета тяги, разгона, а также поддержания скорости стало ясно, что электровоз будет двухсекционным и не похожим ни на одного из своих предшественников.
Мощность электровоза была определена из условий движения поезда, состоящего из 12—14 четырехосных пассажирских вагонов с установившейся скоростью 200 км/ч, с учётом замедлений и разгона такого поезда в местах ограничения скорости. Последнее требовало увеличения мощности тяговых электродвигателей примерно на 40 % по сравнению с мощностью, необходимой для ведения поезда с установившейся скоростью. Так как необходимая мощность электровоза должна быть порядка 8000 кВт, а мощность одного электродвигателя составляла около 1000 кВт, то количество тяговых электродвигателей определялось как восемь. Это, в свою очередь, определило, что локомотив должен быть восьмиосным. Такое решение позволило также одновременно получить приемлемую для высоких скоростей нагрузку от колёсных пар на рельсы.
Немаловажным в достижении скорости является и то, что в процессе разработки и проектирования форма кузова и кабин электровоза менялась четырежды. Вначале основой проектирования стал кузов электровоза ЧС2 в двухсекционном восьмиосном исполнении, позднее разрабатываемый параллельно кузов электровоза ЧС2Т серии 63E, но испытания макетов этих кузовов в аэродинамической трубе на скорость потока воздуха 220 км/ч показали невысокие результаты, хотя электровоз ЧС2 и удавалось разогнать до 183 км/ч на Октябрьской железной дороге. Решение пришло неожиданно — во время испытаний на экспериментальном кольце Велим (ŽZO Velim), также известном, как полигон Церхенице (ŽZO Cerhenice), прототипа электровоза переменно-постоянного тока ES499.0 (заводской тип 55E0). Он был построен для Чехословацких железных дорог, и при испытаниях развил скорость 219 км/ч[1]. Вариант кузова и кабины этого электровоза и стал окончательным в постройке опытных ЧС200.
В начале 1974 года завод Škoda закончил строительство двух опытных электровозов ЧС200-001 (зав. № 6435) и ЧС200-002 (зав. № 6436). 24 июля 1974 года электровоз ЧС200-001, имеющий ширину колеи 1435 мм, на экспериментальном кольце Велим в Чехословакии развил скорость 210 км/ч. В конце 1974 года оба электровоза ЧС200 прибыли в локомотивное депо Ленинград-Пассажирский-Московский (ТЧЭ-8) Октябрьской железной дороги для прохождения скоростных испытаний. Впоследствии разработка и строительство именно этих двух электровозов стало основой в строительстве серийных электровозов ЧС200 (тип 66Е1), ЧС6 (серия 50Е) и ЧС7 (серия 82Е).
Конструкция
Электровоз ЧС200 представляет собой двухсекционный локомотив, каждая секция которого имеет кузов сварной конструкции с несущей рамой, опирающейся на две двухосные тележки с цельнокатанными колёсными парами, при помощи люлечного подвешивания. Секции электровоза соединены жесткой шарнирной сцепкой-балкой с использованием ударно-челюстного механизма. Первая причина такого решения — установка такой сцепки исключает возможность саморасцепа секций при болтанке, возникающей на высоких скоростях. Другой причиной является наличие только одного управляющего силовыми контакторами промежуточного барабанного контроллера (ПБК) типа 330, установленного в секции № 1, что исключает работу каждой секции по отдельности. Для плавности хода, гашения поперечных колебаний и предотвращения заваливания кузова в кривых, обе секции электровоза оборудованы гасителями колебаний западногерманской фирмы Boge и голландской фирмы Koni. Кабины машиниста оборудованы кондиционерами и приточной вентиляцией.
По электрической схеме ЧС200 — два электровоза с раздельными силовыми цепями, работающие по системе многих единиц, и поэтому не имеющие последовательного соединения всех восьми тяговых электродвигателей (ТЭД), что для электровозов постоянного тока с реостатным регулированием нетипично и порождает проблемы. Вместо обычного барабанного контроллера управления, как на других чешских электровозах, пульт управления ЧС200 оборудован клавишным контроллером (с переключателем реверсоров, клавишами набора и сброса позиций, ослабления поля и включения автоведения). Для удобства ведения маневровой работы кабины машиниста оборудованы маневровым контроллером, расположенным у бокового окна со стороны кресла машиниста, а со стороны помощника машиниста находится индикаторное табло, позволяющее контролировать локомотивной бригаде работу электрических цепей и агрегатов электровоза, не выходя из кабины.
Между лобовыми окнами из триплекса толщиной 3,5 см расположен локомотивный светофор АЛС-200, позволяющий вести поезд с заданной скоростью в автоматическом режиме, учитывая количество свободных блок-участков впереди. Измерение скорости электровоза производит электронный указатель скорости и автоматический регулятор скорости (АРС), вмонтированный в приборную панель пульта управления электровозом, «завязанный» с системами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) и автоведения и имеющий две шкалы измерения скорости до 220 км/ч. Первая — программируемая машинистом через блок АРС на пульте управления, а вторая показывает достигнутую скорость электровоза. Слияние их в единую линию позволяет поддерживать скорость. Управляется автоведение с пульта c кнопками выбора заданной скорости движения от 0, 15, 25, 40, 50 … 180, 200 км/ч и переключателями работы в тяговых режимах, ходе, выбеге, с АЛС или без неё. Нажатие соответствующей кнопки определяет необходимую скорость, поддерживаемую в автоматическом режиме.
Второй скоростемер, швейцарской фирмы Hasler — электромеханический, имеющий шкалу показания скорости до 240 км/ч, с бортовыми самописцами внутри. Электровозы ЧС200 имеют три вида тормоза: пневматический, электропневматический и электродинамический (реостатный) тормоз, который впоследствии лег в разработку и строительство электровоза ЧС2Т (серия 63Е) и последующих чехословацких электровозов. Электровоз оснащён дистанционной чехословацкой системой управления тормозами Dako.
Изменения в конструкции серийных ЧС200
C 1979 года по 1980 год заводом Škoda была изготовлена партия из 10 серийных электровозов ЧС200 (заводской тип 66Е1), в конструкции которых были внесены изменения и усовершенствования с учетом опыта испытаний электровозов ЧС200-001 и ЧС200-002, с испытанной скоростью 220 км/ч. На этих серийных ЧС200, получивших номера с 003 по 012, была изменена кабина машиниста и форма кузова, она стала более узкой и более обтекаемой; кузов был укорочен на 1080 мм. Также была изменена электрическая схема. Вместо асимметричных токоприемников AM18U французской фирмы Fevlei, установленных на прототипы, на серийных электровозах 66Е1 были установлены отечественные симметричные двухступенчатые токоприемники ТСп-6м разработки И. А. Беляева и В. А. Шияна, конструкция которых параллельно испытывалась на электропоезде ЭР200. Также была увеличена мощность двигателей электровозов, для вождения поездов с большим количеством вагонов.
Эксплуатация
Локомотивы поступили в депо ТЧЭ-8 Ленинград-Пассажирский-Московский Октябрьской железной дороги, для обслуживания пассажирских, скорых и скоростных поездов на линии Ленинград — Москва. Эксплуатируются ЧС200 и по сей день, в частности на линии Санкт-Петербург — Москва, Санкт-Петербург — Мурманск (до ст. Свирь), Москва — Волховстрой — Мурманск (до ст. Свирь), Санкт-Петербург — Вологда (до ст. Бабаево), Великий Новгород — Москва, Санкт-Петербург — Хельсинки и Москва — Дача Долгорукова (Санкт-Петербург-Ладожский) — Хельсинки (до ст. Выборг), и из Москвы и Санкт-Петербурга до ст. Торжок.