Концепция высокоскоростных электропоездов «Сапсан» (Velaro RUS) базируется на платформе Velaro компании «Сименс АГ», являющейся усовершенствованной модификацией поездов ICE 3 железных дорог Германии. Существуют следующие модификации: Velaro Е (RENFE AVE S 103 для линии Мадрид—Барселона, оператор RENFE); Velaro CRH ЗА для линии Пекин—Тяньцзинь; Velaro CRH ЗС — собирается в Китае по лицензии и при участии концерна «Сименс АГ»; Velaro D.
Преимущество платформы Velaro для электропоездов состоит в технологии, позволяющей разместить все тяговое оборудование (включая главные трансформаторы и преобразователи на IGВТ-транзиcторах с жидкостным охлаждением) в подвагонном пространстве поезда, что без удлинения поезда позволяет увеличить на 20 % количество мест для сидения. Вес состава равномерно распределен по всей его длине — это улучшает сцепление колес с рельсами и продлевает срок их эксплуатации. Такие поезда быстрее разгоняются и могут преодолевать более крутые подъемы по сравнению с традиционными поездами с локомотивами и пассажирскими вагонами. Система сбережения энергии позволяет возмещать электрическую энергию, выделяемую при торможении. Поезд построен по схеме с распределенной тягой и формируется из четырех моторных и шести немоторных вагонов, объединённых в два базовых модуля по пять вагонов. Поезда выполнены в двух модификациях: одно- и двух- системные. Односистемные поезда рассчитаны на работу только под контактной сетью постоянного тока напряжением 3 кВ. двухсистемные — на системы тягового электроснабжения постоянного тока напряжением 3 кВ и переменного тока напряжением 25 кВ частотой 50 Гц.
Суммарная тяговая мощность достигает 8000 кВт. Кузова вагонов — сварные, из экструдированных длинномерных профилей алюминиевого сплава, применяемого также и на самолетах.
В настоящее время «Сименс АГ» имеет самый обширный опыт создания и эксплуатации высокоскоростных поездов с распределенной тягой. Поезда «Сапсан» приспособлены к условиям эксплуатации в России, а их конструкция учитывает все требования российских стандартов. Наряду с адаптацией под ширину колеи 1520 мм потребовалось создание соответствующих систем вентиляции и охлаждения, а также использование многочисленных специальных материалов. На поезде «Сапсан», в отличие от ICE 3, установлен ряд дополнительных систем: внутреннего и наружного видеонаблюдения, аудиосистемы, а некоторые существующие системы, например обеспечения безопасности движения, были усовершенствованы.
Высокоскоростные электропоезда «Сапсан» с распределенной тягой разработаны для использования на уже существующих линиях Москва—Санкт-Петербург протяженностью 650 км и Москва—Нижний Новгород протяженностью 442 км.
Одним из важнейших условий возможности эксплуатации высокоскоростных электропоездов в России является их надежность при возможной температуре окружающей среды от —40 до +40 °С. Для этого при производстве применялись специальные материалы, пригодные для эксплуатации в данных температурных диапазонах, что позволяет обходиться без дополнительного обогрева. Речь идет о материалах, используемых при изготовлении элементов крепления, резиновых уплотнений, пластмассовых деталей. Была разработана специальная конструкция для забора воздуха: для зашиты компонентов тягового привода от атмосферных осадков забор охлаждающего воздуха при эксплуатации поезда в зимнее время осуществляется через воздушные каналы крыши; далее воздух подается в защитный поддон.
Подвагонное оборудование дополнительно защищено от попадания снега и обледенения. Токоприемники оборудованы пневматическим цилиндром особой конструкции (с коротким ходом), с помощью которого можно поднять даже примерзший токоприемник. По электромагнитной совместимости (ЭМС) к высокоскоростным электропоездам предъявляются особо жесткие требования. Для их выполнения приняты многочисленные меры: установка фильтров ЭМС, экранирование и т. д.
В России согласно инструкции машинист, управляющий поездом более трех часов, должен иметь возможность некоторое время поработать стоя. В поездах компании «Сименс АГ», предшествовавших Velaro RUS, предусматривалось управление только сидя, при этом высота потолка кабины машиниста в зоне его кресла составляла 1450 мм. Форму головных частей Velaro RUS пришлось изменить таким образом, чтобы поездом мог стоя управлять машинист ростом I м 90 см. Дополнительно в кабине были созданы условия для одновременного присутствия и работы двух человек, как это принято в России.
В лобовых частях поезда потребовалось установить существенно более мощные сигнальные огни и прожекторы для освещения пути. По причине отличия ширины российской рельсовой колеи от западной и с учетом условий, касающихся состояния пути, тележки поезда Velaro подверглись усовершенствованию, был использован профиль колеса, пригодный для высокой скорости в российских условиях. В поезд интегрированы усовершенствованные российские системы обеспечения безопасности движения КЛУБ-У. Для технологической радиосвязи машиниста и помощника машиниста применена трехдиапазонная система, которая использует традиционные российские частоты 2 и 160 МГц, а также частоту 460 МГц. В купе начальника поезда установлена двухдиапазонная система радиосвязи, работающая на частотах 160 и 460 МГц. В головном вагоне системы КЛУБ-У и поездной радиосвязи с целью обеспечения возможности диагностики подключены к системе управления поездом через специальный интерфейс.
В лобовых частях поезда установлена используемая на железных дорогах России автосцепка СА-3. Учтены требования российских норм к величине сопротивления кузова и сцепки ударной нагрузке. Высокоскоростной электропоезд оборудован системой видеонаблюдения как внутри пассажирских салонов, так и снаружи поезда. В целях обязательного резервирования система отопления дополнительно доработана для использования на напряжение 3 кВ, чтобы н случае выхода из строя бортовой системы питания поезд мог отапливаться напрямую из контактной сети.
Длина высокоскоростного электропоезда составляет 250 м, ширина вагона — 3265 мм, длина кузова головного вагона — 25 535 мм, длина кузова промежуточного вагона равна 24175 мм. Кузов вагона выполнен из алюминиевых сплавов. Масса населенного односистемного поезда равна 662 тоннам, двухсистемного — 678 тоннам, максимально допустимая нагрузка на ось составляет соответственно 170 кН и 180 кН, номинальное напряжение — 3 кВ постоянного тока или 25 кВ переменного тока. Максимальная электрическая тяговая мощность на ободе в режимах тяги и торможения — 8 МВт, максимальная начальная сила тяги — 328 кН. ускорение при трогании и разгоне населенного поезда до скорости 60 км/ч — 0,43 м/с2 и 0.42 м/с2. Максимальная эксплуатационная скорость — 250 км/ч. Число мест для сидения — 604. Диапазон эксплуатационных температур: от —40 до +40 °С. Обслуживаемая высота платформ — от 1100 до 1300 мм. Срок эксплуатации — 30 лет.
При проектировании большое значение придавалось модульному исполнению вагонов. Благодаря этому односистемный электропоезд можно формировать из вагонов, на которых отсутствуют компоненты, имеющие отношение к двухсистемной схеме. В обшей сложности различают семь типов вагонов, обозначение которых связано с установленными на них основными компонентами тягового привода и бортовой сети. Благодаря размещению компонентов преобразования тяговой и вспомогательной эксплуатационной мощности в подкузовном пространстве и на крыше вагонов внутренние объемы по всей длине поезда используются исключительно для размещения пассажиров и персонала. В случае необходимости машинист путем переключении может сделать стекло, отделяющее кабину машиниста от пассажирского салона, прозрачным или матовым. В промежуточных вагонах поезда имеются в обшей сложности 13 стандартных туалетов. Один из них, рассчитанный также на пассажиров с ограниченной подвижностью, располагается недалеко от отсека для лиц на инвалидных колясках, расположенного в середине поезда. В промеж 'точном вагоне, расположенном посередине поезда, имеются бистро и купе начальника поезда, в котором также находится рабочее место работников охраны.
Во всех пассажирских салонах применены плиты пола плавающей конструкции, снабженные ковровым покрытием, обеспечивающие хорошую шумоизоляцию. Внутренняя обшивка боковых стен изготовлена из ударопрочного, устойчивого к повреждениям стеклопластика. Все внутренние детали выполнены из материалов, не требующих особого ухода. Установки кондиционирования воздуха, расположенные на крыше в конце каждого вагона, снабжены системой забора наружного воздуха. Выход вытяжной вентиляции располагается в подкузовном пространстве. Благодаря оптимальной схеме подачи и распределения воздуха климатическая установка обеспечивает комфортное тепло зимой и прохладу летом. Это достигается за счет того, что в результате переключения воздушных каналов свежий воздух летом поступает в вагон со стороны потолка и пола, а зимой нагретый воздух подается со стороны боковых стен и попа. В диапазоне температур наружного воздуха от —40 до +27 °С в пассажирских салонах поезда поддерживается температура +22 °С. Для воздуха, поступающего в установки кондиционирования, предусмотрены очистка свежего и смешанного воздуха, а также его дезинфицирование. В каждой из кабин машиниста установлен отдельный кондиционер, а также оборудована система обогрева пола и ниши для ног.
Продолжение следует…
Поддержите канал-поставьте лайк.
