Обгоняя самолеты: Самый быстрый колесно-рельсовый поезд в мире

Длина пути чешского испытательного железнодорожного кольца в Велиме, недалеко от Праги, — всего 13 км, так что разогнать поезд до полной крейсерской скорости просто не хватит места. Но такой задачи в данный момент и не стоит — это лишь один из этапов испытаний высоко-скоростного поезда AGV (Automotrice á Grande Vitesse), который вскоре станет самым быстрым колесно-рельсовым пассажирским поездом в мире: его максимальная скорость в повседневной коммерческой эксплуатации будет достигать 360 км/ч.

Идея французских скоростных поездов родилась в 1960-х годах. В то время колесно-рельсовые поезда казались тупиковым путем, и разработчики наперебой предлагали экзотические проекты поездов на магнитной или воздушной подушке, таких как Aerotrain Жана Бертэна. Французский железнодорожный оператор SNCF (Société Nationale des Chemins de fer franсais — Французские национальные железные дороги) пошел более консервативным путем — попытался повысить скорость традиционных поездов, для чего были разработаны газотурбинные локомотивы.

В 1964 году в Японии запустили скоростной поезд «Шинкансен», развивавший скорость 210 км/ч, и это послужило стимулом для инженеров SNCF. В 1967 году начались активные исследования в области высокоскоростных поездов, было построено несколько прототипов, развивавших скорость до 250 км/ч. В 1972 году появился экспериментальный поезд TGV 001, состоявший из двух газотурбинно-электрических локомотивов и трех вагонов с распределенной тягой между ними, а в декабре этого же года поезд поставил рекорд скорости для неэлектрических поездов — 318 км/ч (этот рекорд до сих пор не побит). На TGV 001 было отработано множество решений: системы тяги, торможения, аэродинамика, сигнализация, — которые в дальнейшем очень пригодились инженерам при разработке следующих моделей скоростных поездов SNCF. Этот экспериментальный поезд также дал последующим поколениям свое имя — TGV, что означает Train á Grande Vitesse. Это словосочетание переводится с французского как «высокоскоростной поезд».

Нефтяной кризис 1973 года резко повысил цены на топливо, и в SNCF сделали выбор в пользу электрической тяги. После обкатки прототипов на различных скоростях в 1978 году, наконец, были выпущены два предсерийных поезда TGV — для испытаний и доводки. Первый серийный поезд появился в 1980 году, а 22 сентября 1981 года был торжественно сдан в эксплуатацию первый участок высокоскоростной линии Sud-Est (Юго-Восток), которая через пять дней открылась для публики и соединила Париж и Лион. Поезда на этой линии стали на тот момент самыми быстрыми в мире — они развивали 260 км/ч, обгоняя и японский «Шинкансен» (210 км/ч), и британский Intercity 125 (200 км/ч). Причем это была именно коммерческая скорость, возможности поезда позволяли много больше: в феврале 1981 года, незадолго до запуска в эксплуатацию первой пассажирской линии, один из поездов поставил рекорд в 380,4 км/ч.

Как рассказал «TechInsider» старший вице-президент и технический директор компании ALSTOM Франсуа Лакот, который возглавлял в SNCF проект высокоскоростных поездов с 1983 года, основными задачами, которые ставили перед собой разработчики при создании первого поколения поездов (TGV Sud-Est), были обеспечение надежности, безопасности и экономических показателей перевозок. В компании ALSTOM, занимающейся разработкой и производством высокоскоростных поездов, куда он перешел из SNCF в 2000 году, его называют «отцом TGV». Сам Франсуа Лакот с улыбкой возражает: «Отец принимает слишком непродолжительное участие в создании ребенка. Поэтому будет точнее называть меня не отцом, а матерью TGV».

Во время торжественного открытия линии Париж-Лион президент Франции Франсуа Миттеран в своей речи призвал SNCF рассмотреть возможность высокоскоростного сообщения между Парижем и Атлантическим побережьем страны. В SNCF прислушались, и в результате в 1988 году появились поезда TGV Atlantique. «Хотя поезда второго поколения развивали уже 300 км/ч, увеличение скорости не было основной целью, — говорит Франсуа Лакот. — TGV SE показали техническую и экономическую осуществимость проекта, но потребительские качества поездов первого поколения были далеки от совершенства. В TGV Atlantique серьезное внимание было уделено комфорту пассажиров — уменьшению вибраций, кондиционированию воздуха, была улучшена эргономика кресел, увеличено расстояние между ними. Дизайнеры предусмотрели различные конфигурации ("клубные", "семейные") расстановки кресел в вагонах. Была также усовершенствована аэродинамика поезда».

Технически поезд второго поколения мог развивать гораздо бóльшую скорость — в декабре 1989 года был достигнут показатель в 482,4 км/ч. На таких скоростях основным ограничивающим эффектом стала конструкция пантографа-токосъемника: при разгоне провод контактной сети начинал колебаться, порождая бегущие волны, из-за чего нарушался контакт с токосъемником. Инженеры доработали конструкцию пантографа и увеличили натяжение провода, и в результате уже в мае 1990 года был установлен мировой рекорд в 515,3 км/ч. Увеличение же скорости поездов в коммерческой эксплуатации было неоправданным экономически, ведь с возрастанием скорости должна расти мощность тяговых двигателей.

Второе поколение TGV оказалось очень удачным, и у него появилось множество «братьев и сестер» — улучшенные TGV Réseau, курсирующие также под маркой Thalys PBA (Paris-Brussels-Amsterdam) в Бельгии, Голландии и Германии; испанский вариант TGV Atlantique на линии Мадрид-Севилья; а также корейский вариант, из-за несовпадения колеи потребовавший внесения некоторых изменений в конструкцию. Еще один вариант TGV — Eurostar — был разработан для сообщения между континентальной Европой и Великобританией. Во Франции этот поезд развивает скорость 300 км/ч, в туннеле под Ла-Маншем — 160 км/ч (планировалась скорость в 200 км/ч, но по экономическим причинам ее снизили). В Великобритании же из-за особенностей электропитания на некоторых старых линиях (третий рельс и 750 В постоянного тока) едва удавалось разгонять поезд до 160 км/ч (сейчас эти линии модернизированы, и скорость удалось поднять).

Отличия следующего поколения видны с первого взгляда и из названия: TGV Duplex, появившийся в 1995 году, представляет собой двухэтажный высокоскоростной поезд. Широкое использование легких сплавов позволило избежать значительного повышения массы поезда и повысить его скорость до 320 км/ч. Дизайнеры вновь поработали над комфортом пассажиров, увеличив расстояния между креслами. «С экономической точки зрения поезд оказался очень удачным, — поясняет Франсуа Лакот, — затраты на его эксплуатацию практически такие же, как и у поездов второго поколения, но при этом TGV Duplex берет на борт почти на 40% больше пассажиров».

Три поколения TGV разрабатывались конструкторами SNCF, однако начиная с 1998 года компания ALSTOM, основной производитель подвижного состава, начала разработку собственного высокоскоростного поезда четвертого поколения. Этот поезд, официально представленный публике в 2008 году, предназначен для независимых европейских операторов. Первым станет итальянская частная компания NTV (Nuovo Trasporto Viaggiatori), которая планирует начать эксплуатацию этих поездов в 2011 году.

Поезд, получивший название AGV (Automotrice á Grande Vitesse, высокоскоростной электропоезд), значительно отличается от предыдущих трех поколений. Все TGV построены по классической схеме с головным и оконечным моторными вагонами, что сильно ограничивает максимальную нагрузку на ось (в Европе она составляет 17 т). AGV представляет собой электропоезд с распределенной тягой — моторные тележки, обеспечивающие тягу, распределены вдоль поезда под полом вагонов. Это стало возможным благодаря появлению достаточно мощных, но компактных синхронных электродвигателей с постоянными магнитами.

Как и поезда TGV предыдущих поколений, AGV имеет сочлененную конструкцию — то есть колесные тележки расположены не под вагонами, а между ними. Это позволяет уменьшить количество тележек, улучшить акустический и вибрационный комфорт, а также повысить безопасность, поскольку при сходе с рельс поезд остается единым целым и не «складывается» (поезда TGV за время эксплуатации трижды сходили с рельс на скоростях от 250 до 300 км/ч, при этом лишь несколько пассажиров получили легкие травмы).

Многие элементы AGV прошли проверку практикой — в частности, синхронные электродвигатели с постоянными магнитами и моторные тележки были установлены на модифицированном TGV Duplex, который 3 апреля 2007 года на высокоскоростной линии Est (Восток, Париж-Страсбург) достиг рекордной скорости 574,8 км/ч. Для установки рекорда на поезде были установлены бóльшие колеса, на участке линии увеличено натяжение проводов контактной сети и поднято напряжение питания (с 25 до 30 кВ). Как пояснил «TechInsider» руководитель группы испытаний AGV Тьерри Йоннэ, это был совместный проект ALSTOM, SNCF и RFF (Réseau Ferré de France, компания, занимающаяся французской железнодорожной инфраструктурой). Целью был не только сам рекорд, но и проверка различных систем — тяговой, токосъемной, тормозной. Некоторые из них, например моторные тележки с синхронными двигателями, используются сейчас в конструкции AGV. Были также получены ценные данные по аэродинамике, акустике и вибрации, что позволило улучшить комфорт пассажиров AGV.

«За скоростным железнодорожным транспортом будущее, — считает руководитель отдела товарной политики компании ALSTOM Янник Легэ. — Когда в SNCF начали разрабатывать высокоскоростные поезда, кто мог подумать, что наступит время, когда на расстояния 600−800 км будет быстрее и безопаснее путешествовать поездом, чем самолетом?»

Видео к статье: ссылка