Первые опыты по использованию электрической тяги для скоростного и высокоскоростного железнодорожного движения

[Admin]

Первые опыты по использованию электрической тяги для скоростного и высокоскоростного железнодорожного движения

В середине 90-х годов XIX века две крупнейшие немецкие электротехнические компании Сименс и Галъске и АЕГ при поддержке военного ведомства Пруссии образовали консорциум под названием Исследовательская группа электрических высокоскоростных железных дорог, который электрифицировал по трехфазной системе с тремя боковыми контактными проводами опытную военную железную дорогу Мариенфельд-Цоссен длиной 23,3 км в пригороде Берлина.

К 1901 году каждая из компаний, входивших в консорциум, изготовила по одному скоростному электровагону. 23 октября 1903 года электровагон фирмы Сименс и Галъске развил скорость 206,8 км/ч, а электровагон компании АЕГ 27 октября показал рекордную скорость, равную 210 км/ч.

Эксперименты в Цоссене, в ходе которых был установлен мировой рекорд скорости движения для экипажа на рельсовом ходу, подтвердили принципиальную возможность использования электрической тяги для осуществления высокоскоростного движения.

Однако электровагоны с асинхронными двигателями и вся система электроснабжения, опробованные в 1901-1903 гг. на полигоне Мариенфельд-Цоссен, были, по сути, большой опытно-лабораторной установкой и оказались непригодными для коммерческой эксплуатации.

Применение двигателей внутреннего сгорания для скоростного движения на железных дорогах

В 20-30-е годы в Германии проводились эксперименты по созданию скоростного подвижного состава с пропеллерной тягой и авиационными двигателями.

21 июня 1931 года аэровагон, спроектированный доктором Ф.Крюкенбергом, прозванный журналистами "Цеппелин на рельсах" за внешнее сходство с дирижаблями Ф.Цеппелина, во время опытной поездки между Гамбургом и Берлином установил рекорд скорости 230 км/ч. Аэровагон представлял собой двухосный железнодорожный экипаж, кузов которого был изготовлен из легких сплавов и имел обтекаемую форму. Четырехлопастный толкающий воздушный винт, установленный в задней части машины, приводился во вращение 12-цилиндровым бензиновым двигателем мощностью 441 кВт. В коммерческой эксплуатации аэровагон не использовался.

В 1933 году на маршруте Берлин-Гамбург были введены экспрессы, получившие позже фирменное наименование "Летучий Гамбуржец". Движение осуществлялось дизельными мотрисами18 серии SVT 877, состоявшими из двух сочлененных вагонов на промежуточной тележке. Технической изюминкой проекта являлся экономичный дизель "Майбах" мощностью 301 кВт, который был установлен в каждом из вагонов и через электрическую передачу приводил во вращение движущие оси.

Уже в первой поездке 15 мая 1933 года автомотриса SVT 877 превысила стомильный рубеж скорости, достигнув 165 км/ч, и в движении по расписанию перекрыла рекорд британского экспресса "Летучий шотландец", что и послужило поводом для присвоения поезду названия "Летучий гамбуржец".

23 июня 1939 года немецкий трехвагонный дизель-поезд, построенный Ф.Крюкенбергом, в опытной поездке на маршруте Гамбург-Берлин развил максимальную скорость 215 км/ч.

Одной из первых и весьма успешных попыток применения двигателя внутреннего сгорания для скоростного движения в США стал дизель-поезд "Пионер Зефир"19 на линии Бурлингтон, которая связывает Чикаго с городами-близнецами - Сент-Пол и Миннеаполис.

Дизель-поезд "Пионер Зефир" был изготовлен фирмой Бадд в 1934 году. Поезд состоял из трех сочлененных вагонов на промежуточных тележках. Успех проекту во многом обеспечило применение легкого и мощного дизеля серии 201А компании Дженерал Моторз.

В начале апреля 1934 года на испытаниях поезд "Пионер Зефир" развил скорость 167,3 км/ч. 26 мая 1934 года "Пионер Зефир" прошел путь между городами Денвер и Чикаго, равный 1690 км, за 13 часов со средней скоростью 130 км/ч. В то время лучший поезд с паровой тягой проходил этот маршрут по расписанию за 26 часов 45 мин.

В октябре того ж^ года железнодорожная компания Юнион Пасифик продемонстрировала в поездке "от океана до океана" свой новый скоростной дизель-поезд серии Ml 0001, рассчитанный на максимальную скорость 192 км/ч. Он имел 6 вагонов, в головном располагалась дизель-генераторная установка мощностью 883 кВт, питавшая электроэнергией два тяговых двигателя первой тележки.

22 октября поезд Ml0001, преодолев за 57 часов расстояние 5216 км, прибыл в Нью-Йорк, показав среднюю техническую скорость 91,5 км/ч-самую высокую в мире для такой большой дистанции.

Во Франции в 1937 году был построен скоростной тепловоз серии 262BD1, имевший суммарную мощность в двух секциях 2944 кВт, предназначенный для обслуживания со скоростями до 130 км/ч экспрессов Париж-Ривьера.

Хорошие результаты были достигнуты во Франции в скоростном движении на линии Париж-Лион и Средиземноморье автомотрисами "Бугатти Рояль". Они имели по четыре двигателя "Рояль" (147 кВт каждый), которые работали на смеси бензола и спирта. Технической новинкой автомотрисы были уникальные четырехосные тележки, две на вагон, колеса которых имели резиновые вкладыши между центрами и бандажами. Мотрисы "Бугатти Рояль" развивали скорость свыше 170 км/ч, но в силу законодательного ограничения эксплуатировались с максимальными скоростями до 120 км/ч.

После второй мировой войны значительные результаты в использовании тепловозной тяги в скоростном движении были достигнуты в Великобритании с помощью тепловозов «Делтик», а затем дизель-поездов Интерсити 125 , которые развивали максимальную скорость 125 миль/ч (201,1 км/ч) и отмечены в Книге рекордов Гиннесса как самые быстрые дизель-поезда.

В России 5 октября 1993 года был установлен рекорд скорости для одиночного тепловоза. На перегоне Шлюз-Дорошиха линии Петербург-Москва тепловоз ТЭП80 в испытательном заезде развил скорость 271 км/ч. Эта скорость является также национальным рекордом для железных дорог России.

Использование электрической тяги для скоростного и высокоскоростного движения

В 1933-1943 гт. во Франции было изготовлено 48 скоростных электровозов, которые после войны получили серию 9100. Локомотив был способен водить экспрессы со скоростью до 140 км/ч.

Одним из самых мощных скоростных пассажирских электровозов, построенных в предвоенный период, был советский опытный локомотив ПБ 21-01 (имени Политбюро ЦК ВКП(б)).

Во время испытаний 5 января 1935 года этот электровоз с поездом массой 713 т, состоявшим из 17 четырехосных вагонов, развил скорость 98 км/ч, а во время рейса с одним динамометрическим вагоном - 127 км/ч.

В 1940 году в Соединенных Штатах Америки по заказу железнодорожной компании Чикаго, Норе Шо и Милуоки был создан скоростной электропоезд "Электролайнер", состоявший из четырех сочлененных вагонов небольшой длины (11,8 м), опиравшихся на промежуточные тележки, что позволяло составу проходить кривые малого радиуса в центре Чикаго по эстакадной городской железной дороге. По прибрежной магистральной линии поезда "Электролайнер" двигались со скоростью до 140 км/ч.

Поезд был рассчитан на работу на электрифицированных линиях постоянного тока напряжением 600 В с питанием от контактного провода или третьего контактного рельса в пределах городской эстакадной железной дороги Чикаго, Поезд имел 8 тяговых двигателей общей мощностью 1600 кВт.

Два состава "Электролайнер" эксплуатировались до 1963 г.

В 30-е годы в Италии был создан скоростной электропоезд ETR 200, предназначенный для работы на электрифицированных линиях постоянного тока напряжением 3 кВ. Поезд состоял из 3 вагонов общей массой 110 т и имел суммарную мощность тяговых электродвигателей, равную 1100 кВт.

20 июля 1939 года состоялась демонстрационная поездка этого электропоезда из Флоренции в Милан. Весь маршрут длиной 314 км поезд прошел за 1 час 55 мин со средней скоростью 164 км/ч, развив кратковременно скорость 202,8 км/ч. До начала эксплуатации ВСМ в Японии в 1964 г. это был самый высокий результат.

В 1955 году во Франции электровозы серий СС 7100 и ВВ 9000, работающие на постоянном токе, каждый с составом из трех вагонов общей массой 1И т, превысили 300-километровую скоростную отметку.

Эксперименты проводились на специально подготовленном участке длиной 66 км линии Париж-Орлеан. Локомотивы, предназначенные для скоростных поездок, прошли модернизацию. Тяговые двигатели, редукторы, буксовые узлы и колесные пары были проверены на испытательном стенде на скорость вращения, эквивалентную линейной скорости движения локомотива 450 км/ч.

29 марта 1955 года электровоз серии ВВ 9000 с составом из трех вагонов установил рекорд скорости - 331 км/ч. Накануне, 28 марта, электровоз серии СС 7100 с тем же составом достиг скорости 326 км/ч.

1 октября 1964 года в Японии произошло событие, которое ознаменовало начало нового этапа в истории железнодорожного транспорта, - появление специализированных высокоскоростных железнодорожных магистралей (ВСМ). В этот день началась постоянная эксплуатация ВСМ Токио-Осака протяженностью 515,4 км, предназначенной для движения поездов нового поколения, получивших позже серийное наименование 0 ("ноль"), со скоростью до 210 км/ч. Реализация этого комплексного проекта, включавшего создание новых устройств пути, искусственных сооружений, систем энергоснабжения и обеспечения безопасности движения поездов, других элементов инфраструктуры, а также специализированного подвижного состава, позволила впервые в мире организовать массовые железнодорожные пассажирские перевозки со скоростью более 200 км/ч.

Все дальнейшие достижения в области освоения высоких скоростей на рельсах были связаны с использованием специализированных высокоскоростных магистралей.

В 1981 году во Франции в результате выполнения программы, которая осуществлялась более 20 лет, была открыта для движения поездов первая в Европе высокоскоростная магистраль Париж-Лион. Для эксплуатации на этой магистрали был создан поезд нового поколения TGV.

26 февраля 1981 г. электропоездом TGV PSE21 (состав № 16) в экспериментальной поездке по этой магистрали был установлен новый рекорд скорости - 380,4 км/ч.

В 1985 году в ФРГ в результате выполнения многолетнего плана по организации высокоскоростного движения на железнодорожном транспорте был изготовлен пятивагонный состав опытного электропоезда, получившего наименование ICE-V .

1 мая 1988 года между 285 и 295 километром высокоскоростной магистрали Фульда-Вюрцбург поезд ICE-V развил скорость более 400 км/ч. Расшифровка записи на ленте скоростемера показала, что в момент выхода из тоннеля Синнберч скорость поезда была равна 406,9 км/ч. Этот новый мировой рекорд на время выдвинул вперед западногерманских производителей высокоскоростного подвижного состава.

С ноября 1988 года во Франции была развернута широкая программа испытаний высокоскоростного поезда" второго поколения - TGV А23. Экспериментальный участок пути д линою 280 км только что построенной ВСМ Атлантик был определен между 135 и 179 километром. Практически прямая трасса имела несколько кривых с радиусом 15 км.

В качестве опытного поезда для скоростных испытаний был выбран серийный состав TGV А № 325, на котором были произведены некоторые доработки и изменения. 3 декабря 1989 г. этот поезд, состоящий из двух локомотивов и четырех вагонов, установил рекорд скорости - 482,4 км/ч.

На протяжении нескольких месяцев шли работы по дальнейшему совершенствованию поезда, состав которого был уменьшен на один прицепной вагон.

9 мая 1990 г. скорость поезда превысила отметку 500 км/ч, ее пиковое значение составило 510,6 км/ч.

18 мая 1990 года состоялась очередная экспериментальная поездка, которая завершилась тем, что был установлен мировой рекорд скорости, который удерживается и до сего времени. В 10 часов 6 минут на скоростемере электропоезда появилась цифра 515,3 км/ч.