Высокоскоростные перевозки

Высокоскоростные перевозки

Все более широкую популярность в мире получает принципиально новое направление в развитии традиционных железных дорог - высокоскоростной Железнодорожный транспорт.

Это направление предусматривает строительство новых железнодорожных линий и создание высокоскоростного подвижного состава по специальным техническим условиям.

Благодаря созданию высокоскоростных сообщений железные дороги многих стран получили второе дыхание, и после некоторого спада железнодорожный транспорт вновь переживает бурный подъем.

Услуги, предоставляемые пассажирам на железнодорожном транспорте, окупаются при высокоскоростных перевозках со скоростью более 200 км/ч на расстояния до 800 км для дневных и 2000 км для ночных поездок. Естественно, что для создания высокоскоростных линий выбираются направления с наиболее интенсивными транспортными потоками (объемом около 10 млн. пассажиров в год). В 1999 г. в странах Европейского союза (ЕС) пассажирооборот, приходящийся на долю высокоскоростных сообщений на девяти ведущих железных дорогах, достиг 52,7 млрд. пассажиро-километров, что составило почти 20 % общего пассажирооборота на железнодорожном транспорте стран ЕС (292 млрд пас-км). В июне 2001 г. протяженность новых высокоскоростных линий в Европе увеличилась до 3000 км, а к 2010 г. планируется довести ее до 6000 км.

История создания современного высокоскоростного подвижного состава ведет свой отсчет с 50-60-х годов XX ст., когда вначале в Японии, затем во Франции, а еще позже в Германии, Италии, Испании и Швеции начали эксплуатироваться высокоскоростные поезда, рассчитанные на коммерческую скорость более 200 км/ч. Коммерческая эксплуатация высокоскоростных железных дорог Европы началась в 1981 г. во Франции, где на участке Париж-Лион Максимальная скорость поездов достигала 270 км/ч.

Идея использования высокоскоростного движения получила развитие и в других странах Европы, Азии, Америки. В СССР первый скоростной поезд ЭР-200 был построен в конце 70-х годов. С 1984 года поезд находится в коммерческой эксплуатации на линии Санкт-Петербург-Москва. В 1997-1998 гг. был изготовлен опытный состав нового скоростного российского поезда "Сокол" (его скорость достигает 200 км/ч).

В условиях ужесточения конкуренции со стороны внутренних авиалиний и автомобильного транспорта железные дороги Японии, чтобы укрепить свои позиции на рынке транспортных услуг, стремятся постоянно совершенствовать конструкции своих высокоскоростных поездов. Результатом продолжительных исследований и конструкторских разработок в Японии стало создание нового высокоскоростного электропоезда серии 500. К концу 1999 г. эксплуатировались уже девять таких поездов. маршрут Осака — Хаката протяженностью 554 км поезд преодолевает за 2 ч 15 мин. Сочетание высокой скорости и частоты движения поездов способствовало росту объема перевозок на 10 %, последовавшему благодаря введению в эксплуатацию в марте 2000 г. поездов Hikari Rail Star (максимальная скорость 285 км/ч). Это свидетельствует о том, что японская компания JR West нашла эффективный способ конкуренции с воздушным транспортом. Электропоезда Hikari Rail Star (рис. 1-24), состоящие из восьми вагонов, покрывают расстояние 644 км за 2 ч 45 мин со средней скоростью 234 км/ч.


Кузова этих вагонов изготовлены из двухслойного алюминиевого сплава со звукопоглощающим наполнителем для изоляции пассажирских помещений от внешнего шума. Специально разработанные тележки, не имеющие надрессорной балки, снабжены демпферами полуактивного типа и дополнительными гасителями продольных и поперечных колебаний между кузовами вагонов, что уменьшает вибрации и повышает плавность хода поезда.

В основу конструктивной концепции скоростных поездов, созданных в различных странах, заложены следующие требования:

- высокая эксплуатационная скорость;

- комфортабельные условия поездки для пассажиров;

- соблюдение экологических требований;

- высокий уровень эксплуатационной готовности, безопасности, надежности, ремонтопригодности.

Для выполнения первого из указанных требований были сконструированы, с учетом использования последних достижений в области преобразовательной техники, тяговые приводы, обеспечивающие достаточную мощность тяги. Максимально облегчена металлоконструкция вагонов, уменьшено их аэродинамическое сопротивление движению.

Учитывая, что для высокоскоростного поезда первостепенное значение имеет показатель массы, в качестве конструкционного материала при постройке вагонов использовались алюминиевые сплавы.

Так, кузова вагонов поезда серии 500,700 (Япония) представляют собой сварные сотовые конструкции, состоящие из крупногабаритных экструдированных элементов из алюминиевого сплава.

Кузова вагонов поезда ICE3 (Германия) изготовляются из крупноразмерных модулей из алюминиевого сплава без применения элементов жесткости и дуг крыши. Настил пола выполнен из полых экструдированных профилей, уложенных на продольные балки. С нижней стороны настила имеются направляющие, к которым крепятся блоки оборудования, размещаемого под кузовом. Боковые стенки с вертикальными стойками оконных проемов изготовляются в виде сотовых конструкций с усиливающими элементами, заключенных между слоями наружной и внутренней обшивки, крыша - из полых конструкций со встроенными проемами для воздуховодов системы кондиционирования воздуха. В конструкциях торцевых стенок, в местах, где крепятся межвагонные переходы, используются элементы из алюминиевого сплава и стали.

Цельный несущей конструкции кузов вагона российского поезда "Сокол" сварен из панелей и профилей, изготовленных также из алюминиевых сплавов. Кузов разделен на две равные части: пассажирский салон и подвагонный отсек для оборудования.

Установлено, что при повышении скорости поезда до 350 км/ч значительно увеличивается аэродинамическое сопротивление движению, что означает увеличение примерно на 60% затрат энергии на тягу и на 6 дБ уровня шума от проходящего поезда.

Для снижения аэродинамического сопротивления высокоскоростного поезда серии 700 японские исследователи уменьшили до 10,2 м2 площади поперечного сечения вагонов поезда; изменили конфигурацию лобовой части головного и хвостового вагонов, придав ей более обтекаемые очертания (рис. 1-25); сгладили боковые стенки кузова и конструктивные элементы ходовой части; установили специальные экраны на оборудовании, размещенном под кузовом.

Дальнейшее снижение сопротивления движению стало возможным после проработки конструкций экранирующих тележки. Оказалось, что наилучшими из них являются экранирующие фартуки-обтекатели, вписывающиеся в наружный контур поезда. Экранирование тележек обеспечило также снижение уровня шума.


В поездах ICE3 (рис. 1-26) сочетание хороших аэродинамических характеристик, привлекательного внешнего вида с высокой технологичностью в изготовлении лобовых частей вагонов указанной серии было обеспечено благодаря использованию материалов и технологий, применяемых в аэрокосмической промышленности. При проектировании конструкций скоростных поездов возникла проблема обеспечения повышенной безопасности при различных столкновениях. При столкновении необходимо в области соударения поглотить максимальное количество энергии в условиях ограниченного пространства и, в то же время, защитить основную конструкцию от перегрузок. По мнению специалистов корпорации Hexel (США), решением проблемы может стать использование специальных разрушаемых элементов, изготовленных в виде сотовых алюминиевых конструкций, которые отличаются хорошей способностью поглощать кинетическую энергию. Их разрушение происходит всегда единообразно, что позволяет рассчитать параметры этого процесса и предотвратить повреждение несущей конструкции; к тому же деформация происходит без отдачи. Сочетание малой массы с возможностью придания любой формы делает сотовый алюминий одним из наиболее надежных, эффективных и практичных энергопоглощающих материалов.


Для повышения безопасности пассажиров в каждой концевой части кузова в районе тамбура смонтированы сотовые алюминиевые конструкции, которые используются в виде заведомо разрушаемых элементов, так называемых "жертвенных частей". Крыша, пол и стенки в этих участках кузова имеют специально пониженную прочность на продольное сжатие. При аварийном соударении в "жертвенных частях" кузова начинается деформация металла, и таким образом гасится большая часть энергии удара, а пассажирский салон сохраняет свои геометрические размеры, повышая безопасность пассажиров.

Admin добавил 16.07.2012 в 15:41
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор