Admin

Высокие скорости на главном ходу

Д.В. НОВИКОВ, ведущий инженер отдела высокоскоростного моторвагонного подвижного состава Проектно-конструкторского бюро локомотивного хозяйства — филиала ОАО «РЖД»

Слова «Такую скорость техника взяла...» из известной песни приходят на память, когда в очередной раз отправляешься на высокоскоростном поезде в командировку с Ленинградского вокзала в Северную столицу и далее в депо, расположенное близ станции Металлострой. Пролетают мимо километры, не успеваешь читать названия станций, а в ненастную погоду капли дождя, как стая мелких рыбок, строго горизонтально скользят по стеклу. Вспоминается далекое и совсем недавнее прошлое...


Появлению высокоскоростных поездов предшествовала вся история развития железнодорожного сообщения между Москвой и Санкт-Петербургом, начавшаяся еще в XIX веке. Царскосельская железная дорога, являясь первой отечественной железной дорогой общественного пользования, открытая в октябре 1837 г. между Санкт-Петербургом, Царским Селом и Павловском, положила начало железнодорожному сообщению в России.

Последовавшее же вскоре строительство Петербурго-Московской железной дороги протяженностью 650 км ставило стратегическую цель — обеспечить главную коммуникацию между двумя столицами. В марте 1841 г. по приказу императора Николая I была учреждена комиссия для составления проекта железной дороги между Санкт-Петербургом и Москвой, в феврале 1842 г. подписан указ о ее сооружении, в мае 1843 г. началось строительство, а уже в августе 1851 г. открылось регулярное сообщение.

Первый российский поезд, установивший мировой рекорд скорости, отправился из Санкт-Петербурга в Москву 1 сентября 1853 г. Он проследовал с немыслимой для того времени скоростью 60 км/ч (обычно не более 25 км/ч) и находился в пути 12 ч, из которых 1 ч 20 мин приходилось на стоянки.

После смерти Николая I в 1855 г. Петербурго-Московская дорога была переименована в Николаевскую. По построенной главной магистрали ходили литерные императорские и курьерские поезда, по понятным причинам стремившиеся доставить своих высокопоставленных пассажиров или обеспечить доставку курьерской почты с максимальной скоростью. При этом прослеживается последовательное увеличение скоростей. Так, в 1901 г. по линии Санкт-Петербург — Москва курьерские поезда развивали максимальную скорость в 110 км/ч, а 6 декабря 1913 г. между двумя столицами был осуществлен пробег поездом, состоявшим из девяти вагонов с паровозом серии С, который преодолел путь за 7 ч 59 мин при средней скорости 81,4 км/ч и достигнув максимальной — 125 км/ч. В 1915 г. с паровозом серии Л максимальная скорость составляла 117 км/ч.


После революции Николаевская железная дорога в 1923 г. была переименована в Октябрьскую, но несмотря на происходившие в стране перемены, осталась самой скоростной и инновационной. По скорости и комфорту пассажирских поездов главный ход — именно так называли линию от Москвы до Ленинграда — оставался вне конкуренции.

Первые проекты по созданию скоростных паровозов в Советском Союзе начинаются в 30-е годы. В 1931 г. на магистрали открылось движение первого в стране фирменного поезда «Красная стрела» (рис. 1), состоявшего из 12 вагонов и паровоза серии Л, который преодолевал расстояние между главными городами за 10 ч.

В 1934 г. на Коломенском заводе были разработаны эскизные проекты скоростных пассажирских паровозов типа 2-3-1 с колосниковой решеткой площадью 5 м2, а также типов 1-3-2 и 2-3-2 с колосниковой решеткой площадью 6,5 м2. По одному из них было изготовлено два опытных паровоза 2-3-2К с нагрузкой на ось 20,5 тс (рис. 2).

Опытные и эксплуатационные поездки осуществлялись на железнодорожных путях с рельсами массой 43,6 кг/м. Так, 24 апреля 1938 г. при следовании одиночного паровоза была достигнута скорость 160 км/ч, а 29 июня на участке Лихославль — Калинин один из паровозов с поездом из четырёх вагонов достиг скорости 170 км/ч.

Оба локомотива были оставлены на Октябрьской дороге и после окончания испытаний работали на участке Москва — Бологое, обслуживая курьерские и скорые поезда, в том числе поезд «Красная стрела», вплоть до начала Великой Отечественной войны. Планировалась постройка еще 10 локомотивов этого типа для Октябрьской дороги, но война помешала осуществить эти планы.

В 1937 г. Ворошиловградский завод выпустил паровоз ИС20-16 с кожухом-обтекателем, который при испытаниях развил скорость 155 км/ч. В том же году специалистами завода под руководством инженера Д.В. Львова был спроектирован скоростной паровоз 2-3-2В №6998 (рис. 3). Его изготовление было завершено в апреле 1938 г., а уже в июле того же года его передали на Октябрьскую дорогу. Диаметр движущих колес составлял 2200 мм, а конструкционная скорость достигала 180 км/ч.

В победный 1945 г. состояние путей не позволяло паровозу водить поезда со скоростями выше 70 км/ч. Но в апреле 1957 г. на этом паровозе со специальным поездом был достигнут последний рекорд скорости для паровой тяги в СССР равный 175 км/ч.

После начала Великой Отечественной войны регулярные рейсы скоростных поездов были прерваны. Последняя «Красная стрела» прибыла на Московский вокзал 22 июня 1941 г. Один состав был эвакуирован в глубокий тыл, другой укрыт в несохранившемся до наших дней павильоне вблизи Обводного канала, где когда-то стоял царский поезд.

После снятия блокады Ленинграда «Красная стрела» практически сразу была возвращена на дорогу — из Ленинграда в Москву поезд отправился уже 20 марта 1944 г. Вереницу вагонов замыкала бронированная платформа с зенитными пулеметами.

В послевоенное время, в 1951 г. в рамках взаимодействия стран Совета Экономической Взаимопомощи (СЭВ) на Октябрьской магистрали начал эксплуатироваться дизельный шестивагонный скорый поезд венгерского производства ДП, ставший наиболее скоростным и комфортабельным на железных дорогах СССР. Расстояние между городами он преодолевал всего за 8 ч и использовался на маршруте Москва —Ленинград в качестве курьерского, а затем скорого до 1958 г., когда был передан на Литовскую железную дорогу.


В 1956 г. время в пути поезда «Красная стрела» с паровозом П36 (использовался в 1954 — 1958 гг.) было сокращено до 9 ч 30 мин. Первоначально вагоны поезда были синего цвета, но с 1962 г. и по настоящее время поезд получил окраску в соответствии с названием — темно-красную. Именно в состав этого фирменного поезда был впервые в отечественной истории включен спальный вагон — СВ. Официально начало развития скоростного движения на отечественных железных дорогах приходится на 1957 г. Тогда приказом Министерства путей сообщения от 29 мая 1957 г. «О подготовке линии Москва — Ленинград к движению пассажирских поездов с повышенными скоростями» была намечена программа действий и разработаны мероприятия, обеспечивающие решение поставленной задачи.

С 1958 по 1963 гг. на магистрали Москва — Ленинград скоростные поезда, в том числе поезд «Красная стрела», стали эксплуатироваться с заменившим паровозы тепловозом ТЭ7 (рис. 4), который развивал максимальную скорость на перегонах 140 км/ч (на станциях 120 км/ч). В мае 1960 г. «Красная стрела», хотя и осталась в эксплуатации, но уступила пальму скоростного первенства дневным экспрессам, которые преодолевали расстояние за 6 ч 20 мин.

Первые проекты скоростной магистрали Москва — Ленинград разрабатывались еще в 1930-х годах (К.Н. Кашкин, Г.Д. Дубилер, И.В. Романов). Однако реальные работы по организации железнодорожного движения с повышенными скоростями начались лишь в начале 1960-х годов.

Повышение скоростей движения тесно связано с улучшением состояния инфраструктуры. Вначале наиболее узким местом, тормозившим рост скоростей, были станции, где скорости движения по стрелочным переводам допускались лишь до 100 км/ч. В связи с этим было закрыто 18 малодеятельных станций и снято с главных путей более 100 ед. редко использовавшихся стрелочных переводов.

В 1960 г. путь был полностью уложен на щебеночное основание с рельсами типа Р50, удлинены кривые и уложены прямые вставки между ними, усилены искусственные сооружения, закрыта часть переездов. Стали использоваться стрелочные крепления с вкладыш-но-накладочным корневым креплением и более мощными крестовинами, что позволило довести максимальную скорость до 120 км/ч.

С 1961 г. началось использование усиленных стрелочных переводов типа Р65 — в результате поезда стали ходить со скоростями до 140 км/ч. В 1963 г. началась опытная укладка специализированных скоростных стрелочных переводов. Движение поездов ускорилось до 160 км/ч. В 1965 — 1966 гг. были определены основные характеристики скоростного подвижного состава отечественных железных дорог с конструкционными скоростями 200 — 250 км/ч.

В 1961 г. новый опытный тепловоз серии ТЭП60-0001 (рис. 5), получивший впоследствии широкое распространение на отечественных железных дорогах, прошел испытания по воздействию на путь в Щербинке на Экспериментальном кольце ЦНИИ МПС (ВНИИЖТ) и на линии Москва — Ленинград. По результатам испытаний был зафиксирован наибольший КПД тепловоза 29,2 % и установлен мировой на тот момент рекорд скорости 193 км/ч.

С 12 июня 1963 г. на линии открылось движение нового фирменного дневного экспресса «Аврора» с маршрутной скоростью 130,4 км/ч, с использованием нового электровоза чехословацкого производства ЧС2, развивавшем максимальную скорость 160 км/ч. Он сократил время поездки до 5 ч 27 мин, а с 1965 г. — до 4 ч 59 мин. На тот момент по маршрутной скорости это было 3-е место в мире после Японии (172 км/ч) и Франции (136,6 км/ч). Однако с 70-х годов, в связи с увеличением количества вагонов в поезде, время в пути снова увеличилось до 7 ч.

Обновление локомотивного парка скоростными электровозами ЧС6 вновь позволило сократить время в пути до 5 ч 30 мин. Электровоз ЧС6 развивал максимальную скорость до 160 км/ч, ведя состав из 15 вагонов (рис. 6). Следует отметить, что курсировала «Аврора» около полувека — последний поезд совершил свой рейс 4 апреля 2010 г.

Параллельно с этим в 1972 г. Калининским вагоностроительным заводом при участии ряда институтов, были спроектированы новые вагоны для скоростного поезда РТ200 «Русская тройка» (рис. 7). В отличие от обычных цельнометаллических вагонов, вагоны «Русской тройки» были выполнены из алюминиевых сплавов, а в поперечном сечении были несколько заужены в верхней части, что повышало их устойчивость. Тележки ТСК-1 имели пневморессоры и были оборудованы магниторельсовыми и дисковыми тормозами. В салоне применено люминесцентное освещение и установлены кондиционеры. Специально под эти вагоны в Чехословакии были заказаны скоростные электровозы ЧС200.

В том же году было изготовлено 8 вагонов и вагон-буфет, который вместе с вагоном-электростанцией образовывал десятивагонный состав. Испытания проводились в течение июня — августа 1973 г. на магистрали Ленинград — Москва, преимущественно на участке Ленинград — Чудово, где были осуществлены успешные динамические испытания поезда на скорости 210 км/ч с электровозами ЧС2, ЧС2Т и позже ЧС200.18 сентября 1973 г. «Русская тройка» совершила первый пробный рейс из Ленинграда в Москву.

В первый регулярный рейс с пассажирами поезд отправился 8 июля 1975 г. Поезд шел по графику «Авроры» с прибытием в Москву в 18 ч 43 мин. 26 июня 1976 г. «Русская тройка», ведомая электровозом ЧС200, проследовала участок Любань — Чудово со скоростью 220 км/ч.

К сожалению, вагоны имели проблемы с тормозами — тормозной путь поезда превышал допустимые нормы. Требовалась длительная доводка вагонов на Опытном кольце в Щербинке. Кроме того, возникла необходимость в разработке нового скоростного токоприемника для электровоза ЧС200. Регулярные рейсы «Русская тройка» совершала вплоть до 10 апреля 1980 г., когда состоялся ее последний рейс.

Однако подлинным инновационным достижением явился лучший в истории советских железных дорог скоростной электропоезд ЭР200 (рис. 8). Электропоезд производства Рижского вагоностроительного завода (РВЗ) на постоянном токе мог развивать максимальную скорость до 200 км/ч. В 1967 г. было утверждено техническое задание на 14-вагонный электропоезд постоянного тока типа ЭР200. В разработке и изготовлении электропоезда участвовали лучшие предприятия страны: более 50 научно-исследовательских институтов, проектно-конструкторских организаций и машиностроительных заводов. В декабре 1973 г. выпущенный Рижским вагоностроительным заводом 6-вагонный электропоезд начал опытную эксплуатацию.

1 марта 1984 г. электропоезд ЭР200 был введен в постоянную эксплуатацию. Первоначально время в пути нового электропоезда составляло 4 ч 50 мин, затем 4 ч 30 мин, при этом маршрутная скорость равнялась 144 км/ч. В дальнейшем, в связи с развитием инфраструктуры, время в пути удалось уменьшить. Так, в августе 2006 г., в честь Дня железнодорожника, электропоезд ЭР200 совершил поездку между Санкт-Петербургом и Москвой за 3 ч 55 мин.

Вместе с тем ежедневное сообщение электропоезда ЭР200 организовать не удалось. Срок службы электропоезда составлял 34 года и в конечные сроки эксплуатации ЭР200 требовал постоянного ремонта. Последний штатный рейс электропоезда был осуществлен 20 февраля 2009 г. Со времени начала эксплуатации было осуществлено около 3000 рейсов и перевезено 1,3 млн пассажиров.

Тем временем за рубежом стал активно развиваться высокоскоростной железнодорожный транспорт. В СССР, а потом и в России, отвечая на вызовы времени, также проводилась работа в этом направлении. Так, в конце 1988 г. была сформулирована программа «Высокоскоростной экологически чистый транспорт», а в сентябре 1991 г. было образовано Российское акционерное общество «Высокоскоростные магистрали» (РАО «ВСМ»). Военноконструкторское бюро — ЦКБ морской техники «Рубин» — занялось разработкой нового опытного отечественного высокоскоростного электропоезда ЭС250, получившего название «Сокол» (рис. 9). К работе над электропоездом было привлечено порядка 60 предприятий.

В 1993 г. РАО «ВСМ» разработало техническое задание на создание нового электропоезда, а в феврале 1998 г. началось его изготовление. К 2000 г. опытный образец электропоезда «Сокол» был готов. Электропоезд отличался комфортной плавностью хода и рядом других достоинств, но из-за конструктивных недоработок, а также отсутствия финансирования выпустить его на линию не удалось. В связи с этим было принято решение выбрать лучший из существующих в мире электропоездов и адаптировать его к российским условиям.


А между тем, в 1993 г. на главном ходу, на участке Санкт-Петербург — Москва тепловозом ТЭП80 (рис. 10) была достигнута рекордная в мире скорость для тепловозов — 271 км/ч. Однако суперскоростной тепловоз ТЭП80 оказался невостребованным.

Если в годы создания предыдущей опытной серии ТЭП75 еще существовали участки, где могли быть востребованы пассажирские тепловозы мощностью 6000 л.с., то ко времени постройки ТЭП80 все линии, где этот тепловоз мог найти применение, были электрифицированы. Кроме того, в связи с распадом СССР наладить выпуск серии этого тепловоза не успели. Коломенский завод выпустил только 2 тепловоза ТЭП80. Но, несмотря на это, ТЭП80 держит пальму первенства по скорости среди тепловозов и до сих пор является самым быстрым в мире.

В 1995 г. Коллегией Министерства путей сообщения Российской

Федерации было принято решение о комплексной реконструкции магистрали Москва — Санкт-Петербург с целью организации высокоскоростного движения. В 1996 — 2000 гг. была осуществлена комплексная реконструкция главного хода. Было налажено применение отечественной разрядно-импульсной технологии «лечения» земляного полотна, разработана и изготовлена отечественная контактная сеть КС-200, модернизированы устройства СЦБ и связи с применением нового типа автоблокировки с тональными рельсовыми цепями.

В ходе комплексной реконструкции магистрали было построено специальное депо по обслуживанию скоростных и высокоскоростных (свыше 200 км/ч) электропоездов близ станции Металлострой с территорией 44,3 га. Иными словами, была построена с учетом современных технологий новая железная дорога, по которой поезда могут достигать скоростей 200 — 250 км/ч.

11 июня 2001 г. между Москвой и Санкт-Петербургом был введен в эксплуатацию новый высокоскоростной пассажирский поезд «Невский экспресс» (рис. 11). Периодичность его курсирования: из Москвы — ежедневно, кроме субботы, из Санкт-Петербурга — ежедневно, кроме воскресенья. В отличие от электропоезда ЭР200, у которого все вагоны, кроме головных, были моторными, поезд «Невский экспресс» состоял из доработанного электровоза ЧС200, 11 пассажирских вагонов и вагона-ресторана. Вагоны созданы на том же заводе, что и для поезда «Русская тройка». Время в пути «Невского экспресса» составило 4 ч 05 мин. Конструкционная скорость движения поезда равнялось 220 км/ч. Позднее для ведения поезда стал также использоваться новый двухсистемный отечественный электровоз ЭП20 со скоростями до 200 км/ч.

В апреле 2008 г. было объявлено, что после запуска новых высокоскоростных электропоездов необходимость в поездах «Невский экспресс», наряду с ЭР200 и «Авророй» отпадет, и они будут выведены из расписания. Однако составивший реальную конкуренцию высокоскоростным электропоездам и после их введения «Невский экспресс» продолжил курсировать — б июня 2010 г. поезд был восстановлен в расписании.

Вместе с тем, в мае 2006 г. был заключен договор между ОАО «РЖД» и немецкой компанией «Siemens» о поставке высокоскоростных поездов типа Velaro RUS («Сапсан»), Составность поезда — 4 моторных и б прицепных вагонов, число тележек—20, из них 8 моторных. Питание может быть как двухсистемным от сети 3 кВ постоянного и 25 кВ, 50 Гц переменного тока, так и односистемным от сети 3 кВ постоянного тока. Номинальная мощность — 8800 кВт, максимальная скорость 250 км/ч.

В ноябре 2008 г. была организована переправа электропоезда «Сапсан» паромом по Балтийскому морю из Германии в Санкт-Петербург с остановкой в г. Калининград. 17 декабря 2009 г. электропоезд «Сапсан» (рис. 12) совершил первый рейс по маршруту Москва — Санкт-Петербург и с тех пор этот день является Днем высоких скоростей в России. В восьмую годовщину со дня введения в эксплуатацию «Сапсаном» перевезено более 27 млн пассажиров. В этом году высокоскоростному электропоезду исполняется 9 лет.

Появление высокоскоростного электропоезда «Сапсан» — это рождение новой эры в истории отечественных железных дорог. С этой даты официально стали осуществляться регулярные высокоскоростные перевозки в России, которые до 3 ч 45 мин сократили время в пути между Москвой и Санкт-Петербургом. Люди самых разных возрастов и профессий ощутили во время поездки, будь то деловая командировка или просто путешествие, насколько перед высокими скоростями отступили расстояния.

Доставляя ежесуточно свыше 15 тыс. пассажиров, «Сапсан» органично вписался в систему отечественных путей сообщения, изменив привычную жизнь людей, их мировоззрение и приблизил кажущиеся далекими прежде города.

Проектно-конструкторское бюро локомотивного хозяйства в последние годы в рамках «Реализации единой технической политики в области разработки, создания и эксплуатации перспективного высокоскоростного моторвагонного подвижного состава» проводило работы по мониторингу, анализу эксплуатации и технического обслуживания электропоездов «Сапсан». В 2017 — 2018 гг., в рамках Плана научно-технического развития ОАО «РЖД», ПКБ ЦТ явилось исполнителем работы по исследованию процесса образования ледовых масс на экипажной части высокоскоростных электропоездов «Сапсан». Проблема образования ледовой массы при осуществлении движения высокоскоростных поездов в зимнее время и поиск средств антиобледенения актуальны для многих стран мира.

...На следующий день вечером, возвращаясь из командировки в Москву, вспоминаешь, как, прослушав инструктаж по технике безопасности и облачившись в оранжевый жилет, делал снимки заснеженных тележек высокоскоростного электропоезда и уже несколько по-иному воспринимаешь летящий «Сапсан», которому по прибытии в депо ремонтная бригада будет производить очередное техническое обслуживание.

За последние 40 лет потребность в высокоскоростных железнодорожных перевозках значительно выросла. Высокоскоростные поезда превосходят другие виды транспорта по совокупности удобств: времени поездки, уровню комфорта и безопасности, щадящему воздействию на окружающую среду. Эти преимущества в ближайшем будущем усилятся благодаря появлению новых участков для движения с высокой скоростью, начало которым положил главный ход страны.