Коротко про метротрам
Про метротрам, гибрид метрополитена и трамвая, я писал ранее в нескольких статьях. Их можно посмотреть по следующим ссылкам:
Метротрам как высшая стадия развития трамвая. Почти как метрополитен, но в три раза дешевле
Как выглядит метротрамвай здорового человека. Едем по Ганноверу
Метрополитен НЕ решит транспортные проблемы вашего города. Он их скорее усугубит
Две из трёх линий харьковского метрополитена - лишние
Кратко опишу, почему я считаю метротрам идеальным магистральным транспортом для городов до 1-1,5 миллионов жителей:
1) Метротрам универсален и гибок. Один и тот же подвижной состав может работать как в метротоннелях, так и на традиционных трамвайных путях
2) Поезда метротрама могут достигать в длину 80-100 метров и, таким образом, обеспечивать провозную способность на уровне метрополитена (до 30 тысяч пассажиров в час в одном направлении).
3) Универсальность и гибкость метротрама позволяют создать систему линий, которые охватят весь город (а не только полосу вдоль линии метро). При этом как правило только 10-20% путей нужно построить в тоннелях, по метростандартам. Остальная часть пути - выделенная трамвайная сеть, проложенная на поверхности. Отсюда следует, что система метротрама, обслуживающая весь город, по затратам обойдётся на круг дешевле и в строительстве и в эксплуатации, чем одна (или две) линия метро.
За исключением двух крупнейших городов (Мск и Спб) ВСЕ метрополитены в бывшем СССР строились в расчёте на пятивагонные поезда. Под эти размеры закладывались длины станций - 102 метра. Такая длина поезда при технически минимально возможном интервале (90-120 секунд) обеспечивает перевозку до 26-35 тыс. человек в час. При этом из всех городов, осчастливленных метрополитенами, только в Киеве и Минске этот потенциал используется на 95-100%. Все остальные метрополитены работают максимум на 60% (Харьков), многие гоняют поезда из четырёх вагонов (Новосибирск, Екатеринбург), с интервалами вплоть до 10-15 минут. Другими словами, большинство метрополитенов в бывшем Советском Союзе являются по факту воздуховозами и не отбивают вложенных в них колоссальных средств.
Эксплуатация этих горе-метрополитенов также висят гирей на городских бюджетах, что отнимает деньги от других видов общественного транспорта. Метрополитен убивает трамвай и троллейбус!
Всех этих проблем можно было бы избежать, если бы в 1970-х и 1980-х была осознана пагубность и ненужность метрополитена для городов до полутора миллионов. Для тех систем метро, которые были введены в строй до 1970 года (Москва, Ленинград, Киев, Баку и Тбилиси), можно было сделать исключение и продолжать развивать там метрополитен. За исключением Тбилиси - там метро вообще было не нужно, там можно и нужно было использовать железную дорогу для городской электрички. Но все системы, строительство которых началось после 1970 года, могли и должны были быть построены как системы метротрама, включая Минск, Харьков и Ташкент. Почему именно после 1970? Потому что уже в конце 1960-х-начале 1970-х в мире, в частности в Западной Германии, появились реальные линии метротрама (Stadtbahn), с соответствующим подвижным составом.
Именно специальный подвижной состав превратил заурядный трамвай, пусть даже в сцепке из двух или трёх вагонов, в почти-метрополитен. В ФРГ это были вагоны Siemens-Duewag U2 (1968 год) и TW 6000 (1974 год).
Собственно, что представлял этот подвижной состав?
1) вагоны трамвайного габарита, с узлом сочленения, длиной 24-28 метров, с пантографами и питанием 600-750 вольт. (Для справки - трамваи в СССР использовали напряжение 600 В)
2) высокопольные, с механическими ступенями, так что вагоны могли использоваться как с высокими платформами как в метро, вровень с уровнем пола, так и с низкими платформами, и вообще прямо с земли (уровень головки рельса - УГР)
3) вагоны могли соединяться в поезда до 6 вагонов (150 метров) длиной, с помощью сцепки Шарфенберга. Практически, правда, такие поезда нигде, насколько я знаю, не эксплуатировались, максимум, что ездило в реале - 100 метров (Ганновер, Эдмонтон, Солт-Лейк-Сити)
В ФРГ первоначально метротрам, линии которого сочетали тоннели а-ля-метро, выделенные пути а-ля-скоростной трамвай, совмещенные пути а-ля-классический трамвай и даже однопутные участки, рассматривался как некая промежуточная стадия перед конвертацией системы в полноценный метрополитен, "когда появятся деньги". Но через несколько лет реальной эксплуатации стало понятно, что и в таком, гибридном, виде система прекрасно справляется с задачей перевозок больших масс народа. Идея конвертации в тру-метрополитен была напрочь забыта.
Надо сказать, что западногерманская концепция была замечена и в СССР, и с начала 1970-х годов идея строительства метротрама (прозванного "скоростным трамваем") получила своё воплощение как минимум в трёх проектах. Примерно в одно время, в 1975 году, началось строительство трёх пилотных систем - в Кривом Роге, Киеве и Волгограде. СТ также рассматривался как один из вариантов для Харькова. Ереванский метрополитен (кстати, воздуховоз в чистом виде) изначально также строился как СТ.
Вагон СТ - какой он должен быть
Практика и теория скоростного трамвая были подробнейшим образом разобраны в изданной в 1975 году монографии Владимира Хиценко, ленинградского специалиста в области транспорта. Там на 170+ страницах исключительно дотошно и всесторонне раскрываются все аспекты постройки и эксплуатации скоростного трамвая, с учётом актуального на тот момент зарубежного опыта.
Но, как часто водится, хорошая идея не смогла полностью реализоваться. Основной причиной стало отсутствие подходящего подвижного состава. На всех трёх вышеперечисленных системах СТ в итоге задействовали старые добрые чешские Татра Т3, трамвай образца 1930-х и внешнего вида 1950-х годов, который не подходил для функции СТ от слова совсем. Ни по уровню шума в тоннелях, ни по геометрии кузова (расположенные под углом крайние двери создавали гигантскую щель между вагоном и краем платформы). Наконец, одностороннее расположение дверей не позволяло организовать разворот как в метро, с тупиками. Хотя у чехов и были модификации Татры с дверями на обе стороны (эта модель шла в Будапешт). Максимальная длина поезда была 3 вагона, или примерно 50 метров. Разумеется, при таком раскладе ни о каких 100 метрах или высоких метро-платформах и речи не шло.
Попытки эксплуатировать длинные сочленённые модели (Татра Т4 и единичные образцы ЛВС-66) особым успехом не увенчались. СССР (как и РФ сейчас) не производил собственных узлов сочленения приемлемого качества. Обслуживание этих узлов (на сочленённых Татрах) давалось непросто: в депо не хватало соответствующих специалистов.
Теперь, после реальной истории, погрузимся в альтернативщину. Представим, что в СССР в начале 70-х, после анализа западно-германского опыта, сложилось понимание того, как должен выглядеть трамвай и метротрам и какой для этого нужен подвижной состав.
Требования в этому подвижному составу:
- может работать как на наземных участках, так и под землей
- соответственно, важен низкий уровень шума в салоне
- отсюда требование - окна должны быть закрыты, вентиляция - принудительная, как в вагонах метро, с опцией кондиционирования для южных городов. Отопление (калориферное) также можно совместить с общей системой вентиляции
- возможность работы в системе многих единиц (СМЕ). Идеально, вплоть до 100 метров (эквивалент 5 вагонного поезда метро или 7-ми вагонного поезда из одиночных трамвайных вагонов)
- кабины с двух сторон поезда. Для разворотных тупиков (вместо колец) и для оперативного изменения маршрута (в случае аварии или длительного ремонта)
- двери с двух сторон - так чтобы платформы могли быть с любой стороны
- возможность работы на существующих трамвайных путях. Радиусы поворотом - не более 20 метров, питание - 600 вольт. База между тележками - 7.5 м, свес - до 3.9-4 метров, ширина вагона - не более 2.65 м (в габарите)
- возможность использовать как высокие платформы, вровень с дверями (как в метро), так и низкие, включая посадку "с земли".
Отсюда - специальная конструкция дверей и ступеней
- количество пантографов, кабин водителей и другого оборудования - не избыточное. Так чтобы уменьшить стоимость вагона. Также, меньше кабин означает больше места для пассажиров
- желательно, так как поезда получаются длинными, чтобы часть тележек была безмоторной. Меньше редукторов и моторов - меньше стоимость вагона.
- максимальная общая простота конструкции. Учтём, что в стране не производится качественный узел сочленения. Импортные мало того, что стоят дорого, так и обслуживание их требует наличия в штате специально обученных людей. Кстати, узлы сочленения для современных трамваев (Витязь) также импортные - германской фирмы Хюбнер. И как будет решаться эта проблема сейчас - не ясно.
Для нашего альтернативного вагона будем использовать самый массовый в истории, 100% отечественный вагон КТМ-5.
Мне лично, как пассажиру, КТМ-5 нравятся больше, чем Татры Т3. Ничего не могу сказать с точки зрения ремонта или вождения, но как конечному потребителю мне кажется, что КТМы были просторнее, у них удобнее сиденья, выше окна, в них больше света. Прикольные двери на цепном приводе. Дизайн Татр какой-то архаичный, 1930-х годов. Хотя технически они, возможно, более совершенны. Тут спорить не буду.
Варианты могут быть следующие:
Первый, самый простой, очевидный и... неоптимальный.
Модернизировать вагон, усилить раму, так чтобы 7 вагонов можно было сцеплять в поезд до 100+ метров длиной. Сделать двери с двух сторон. Сделать новую систему управления таким особо длинным поездом. На поезд полной длины получится 7 кабин, 7 пантографов, 14 моторных тележек (каждый вагон 4 х 45 кВт). Полная мощность поезда 7 х 4 х 45 = 1260
Второй, более продвинутый
Одиночный вагон в двух вариантах. "Головной", с кабиной, пантографом, тележки - обе моторные (4 х 60 кВт минимум). "Промежуточный", без кабины, без пантографа, одна из тележек безмоторная. Тогда классическая сцепка из одного головного и одного промежуточного вагона - 6 х 60 = 360 кВт, как у обычных двух вагонов. Для максимально длинного поезда из 7 вагонов (3 "головных", а не два, так как для поезда такой длины нужно минимум три пантографа, плюс 4 промежуточных) - (3 х 4 + 4 х 2) х 60 = 1200 кВт. 10 моторных тележек, 4 безмоторных. Экономим на кабинах, моторах-редукторах, кабинах. Немного лучше.
Третий, оптимальный
Сдвоенный вагон из двух отдельных секций. Три тележки, средняя безмоторная. На ней устанавливаются две шкворневые балки, на расстоянии примерно 1.2 метра друг от друга. Это так называемая тележка Якобса - когда две секции или два вагона опираются отдельными шкворневыми балками на одну тележку. Схема простая, дешевая, проверенная. Широко используется на грузовых вагонах.
Две отдельные секции, без перехода между ними. Каждая - 11.9 на 2.6 метров. Пример - трэш-трамвай в индийской Калькутте или трамваи в Будапеште (GANZ).
Не обращайте внимание на оборванца на переднем плане - в контексте данной статьи нас интересует расписная шайтан-арба за ним, а не её пассажир.
Примечательно, что В. Хиценко в 1975 году был в курсе про существование "калькуттской шайтан-арбы" и включил эту компоновку в список возможных:
Размер каждой секции не такой уж маленький. Это, по сути, полноразмерный автобус или троллейбус 12 метров длиной. Такую длину имеют вагоны метро в Ванкувере, и некоторых линий метро в Нью-Йорке и Чикаго.
Общая длина вагона - 24.2 м, по сцепке - 25.4 м.
Вместимость - 200 (95 человек в первой секции, и 105 во второй).
Средняя тележка безмоторная. Экономим на моторах и редукторах.
Вес пустого - 31-32 тонны (КТМ-5 - 18 тонн). Моторы - 4 x 75 или 4 x 80. Скорость - 75-80 км в час.
Полный поезд из 4-х вагонов - 100 метров длиной, 12 тележек всего, 8 моторных, 4 безмоторных. 4 пантографа, 4 кабины.
Мощность - 4 х 4 х 75/80 = 1200-1280 кВт.
Преимущества:
- единая модель вагона. Может работать в составе из 1-2-3-4 вагонов, от 25 до 100 метров длиной.
- 1 двухсекционный вагон = 200 пассажиров. Для сравнения - двухвагонная сцепка КТМ-5 вмещает 250 человек, Татра Т3 - 230.
- даже в минимальной конфигурации - одном вагоне - показывает реальное преимущество трамвая - высокую провозную способность. Один вагон по сути заменяет 2 стандартных троллейбуса или автобуса.
- рациональное количество кабин, пантографов, моторных тележек.
- из отдельных секций можно прямо в депо перекомпоновать и сделать вагон из двух головных секций, получится маленький "тяни-толкай"
- возможны варианты: двери с одной или с двух сторон, 2 или 3 двери на одну сторону (в каждой секции)
Ступени
Теперь, как быть с требованием посадки-высадки как на высокие, так и на низкие платформы?
Сумрачный западно-германский гений решил эту проблему с помощью механических ступеней. Во время движения они всегда подняты вровень с полом. Если платформа высокая - просто открываются двери и платформа оказывается в одном уровне с полом вагона.
Если платформа низкая, то перед открытием дверей пол складывается и образует две ступени. Аналогично, после закрытия дверей, ступени поднимаются и поезд трогается.
Зная нравы публики и степень заполненности транспорта в 1970-1980-х, могу ответственно заявить, что в СССР подобное устройство ступеней привело бы к многочисленным травмам. Так что идея переменного пола сама по себе неплоха, но нуждается в ином воплощении.
В книге В. Хиценко также приводятся примеры механических ступеней в системах Сан-Франциско и Бостона.
Кроме того, он предлагает к рассмотрению некий специфический, колхозный вариант того, как можно решить вопрос м поддержкой как высоких, так и низких платформ.
Хиценко предлагает сделать двери с двух сторон, так чтобы с левой (по ходу движения) стороне выход был на высокую платформу, как в метро, а по правой - традиционные трамвайные ступени. При таком варианте высокие метро-платформы могут быть только островными, с левой стороны. Разворотные тупики также исключены, могут применяться только привычные кольца.
Наш вариант ступеней
Теперь опишем наш вариант механических ступеней, технически несложный, надежный и травмобезопасный.
Самые нижние ступени - откидные. В поднятом состоянии они образуют вертикальную плоскость и являются как бы нижним продолжением дверей. Одновременно они образуют небольшой выступ, уменьшающий щель между вагоном и высокой платформой. А в опущенном состоянии получается полноценная нижняя ступенька, немного за габаритами вагона. Движение ступени не меняет уровень пола и естественным образом "закрывает" нижний просвет в дверном проёме.
Процесс опускания ступени регулируется с помощью откидной (вручную) крышки, типа такой, которые используются на железной дороге для высоких и низких платформ. Если крышка опущена, то ступенька не откидывается, и все платформы на линии по данной стороне должны быть высокими. Если крышка поднята, на её поднятой стороне становится доступным поручень, ступенька будет опускаться перед открытием дверей и подниматься после закрытия. Естественно, что все платформы по этой стороне вагона должны быть низкими.
Возможны следующие типы линий
Почти метро или метро-минус. Площадки опущены по обеим сторонам вагона. Все платформы высокие, как в метро. Разворот как в тупиках, так и в кольцах. Перестановка площадок не требуется. Линия может быть полностью изолированной, тогда скорость и провозная способность будут метрополитеновскими.
Трамвай-плюс. Площадки опущены по левой стороне. Часть станций (пересадочные, подземные или просто с большим пассажиропотоком) имеют высокие островные платформы (двери слева), остальные станции - низкие платформы (вход справа). Как правило, используются разворотные кольца, и в этом случае площадки переставлять не надо. В случае оборотных тупиков на конечных станциях водитель (или другой персонал) должен будет поменять положение площадок перед началом рейса. Несколько минут пройти по поезду (2 или 3 вагона - 12-18 дверей).
Возможен вариант с полностью механическими ступенями (как в эскалаторе). Это даст максимальную гибкость.
Если условия позволяют, возможно устройство высоких тумб в самом начале платформы. Как в Денвере, например. Возможен вариант когда только одна дверь (водительская, справа) оснащена механическими ступенями (для линий частично оснащенных "инвалидными" тумбами). При использовании механических ступеней такие тумбы могут быть устроены выборочно, по обстоятельствам.
Нормальная практика - окна закрыты. Вентиляция (вместе с охлаждением и обогревом) - принудительная.
Блоки вентиляции нужно ставить на крышу, как в метро, так чтобы свежий воздух брался сверху, а не от земли. Конструкция пантографа рассчитана на езду в тоннелях.
В заключение повторюсь - после того, как в ФРГ в конце 1960-х-начале 1970-х появился Stadtbahn и была практически доказана возможность такого гибридного транспорта, строительство классического метро, со станциями 100 метров длиной, в городах экс-СССР (кроме Москвы и Ленинграда) оказалось фактически не эффективным. Метротрам с верхним токосъёмом справился бы с пассажиропотоками в городах-миллионерах не хуже метрополитена. Строительство полностью изолированных путей в виде тоннелей нужно было только в некоторых случаях (Киев, Минск, одна линия в Харькове). Лишь отсутствие адекватного подвижного состава (который, как видим, был вполне возможен технически) помешало тому, чтобы место классического тяжёлого метрополитена занял его более гибкий младший брат - метротрам. К счастью, понимание того, что в типичном городе-миллионнике метрополитен не нужен и даже вреден постепенно проникает в массы.
Спасибо, что дочитали до конца!
Если статья вам понравилась - поставьте лайк!
Если не хотите пропустить другие мои статьи - подпишитесь!
Выскажите своё мнение в комментариях. Буду признателен!
