Вагоны метрополитена 81-553.3/554.3/555.3

Вагоны метрополитена 81-553.3/554.3/555.3 «Казань» — модернизация вагонов метрополитена 81-540.8/541.8, выпускавшаяся на заводе «Вагонмаш» для Казанского метрополитена в 2004—2005 годах.

История

Заказ на производство новых вагонов в количестве 40 штук поступил на завод «Вагонмаш» в 2004 году. Вагоны этой модели предназначались для нового Казанского метрополитена, открытие которого состоялось 27 августа 2005 года и было приурочено к 1000-летнему юбилею города.

Приёмка первого состава для Казани состоялась 24 февраля 2005 года на территории завода. После этого состав поступил на испытания в электродепо «Северное» Петербургского метрополитена. Позже к нему присоединились более новые составы, изготовленные на заводе.

Составность

Вагоны изготавливаются трёх типов:

головные моторные (Г, заводское обозначение 81-553.3) с кабиной управления, асинхронным тяговым приводом, винтовым компрессором и аккумуляторной батарей;
промежуточные моторные (М, заводское обозначение 81-554.3) с асинхронным тяговым приводом и аккумуляторной батареей;
промежуточные безмоторные (П, заводское обозначение 81-555.3) только с оборудованием электропневматического тормоза.

4-вагонный состав формируется по схеме Г-М-П-Г. Количество вагонов в составе может быть увеличено до 6 и 8 за счёт дополнительных промежуточных моторных и безмоторных вагонов.

Конструкция

В качестве асинхронного тягового привода на вагонах устанавливается современное оборудование Škoda Dopravni Technika (Пльзень, Чехия), зарекомендовавшее себя на поезде для Киевского метрополитена. Это оборудование должно взаимодействовать с поездной аппаратурой комплексной системы «Движение», разработанной НИИТМ (Санкт-Петербург).

Основные преимущества поезда с АТП по сравнению с серийными поездами с приводом постоянного тока:

снижение эксплуатационных расходов;
применение асинхронных тяговых двигателей, имеющих меньшие массогабаритные показатели при той же мощности, более надёжных в эксплуатации, чем двигатели постоянного тока;
тяговый электропривод выполнен на современной элементной базе, обеспечивает лучшие энергетические и динамические характеристики (более высокий КПД, быстродействие схемы, более плавный разгон и торможение);
в тормозном режиме предусмотрена возможность рекуперации электроэнергии в сеть;
микропроцессорная система управления и минимальное количество релейно-контактных элементов значительно повышают надёжность работы оборудования;
наличие встроенной системы диагностики оборудования позволяет машинисту и обслуживающему персоналу оперативно контролировать работоспособность аппаратуры.

Тяговый асинхронный привод Škoda одного моторного вагона включает в себя четыре асинхронных тяговых двигателя, управляемые каждый от своего тягового преобразователя (инвертора), выполненного на IGBT-транзисторах, компьютер и программное обеспечение.

Компьютер тягового привода обеспечивает:

связи между системой управления поездом (верхнего уровня) и тяговыми инверторами;
оптимальную эффективность работы (векторное управление) асинхронных тяговых двигателей;
высокие динамические показатели, защиту от юза и боксования;
возможность рекуперации энергии в контактную сеть или на тормозные резисторы.

Конструктивно весь привод, кроме тяговых двигателей, размещён в тяговом контейнере и включает:

четыре тяговых инвертора;
инверторы вспомогательных приводов для двигателей насоса, вентилятора, компрессора, зарядного устройства, аккумуляторной батареи;
первичный преобразователь напряжения 540 В постоянного тока с гальванической развязкой;
элементы фильтров инверторов;
коммутационные аппараты;
компьютер тягового привода;
адаптеры управления для инверторов;
датчики тока, напряжения, температуры;
тормозные резисторы.

Охлаждение тяговых преобразователей и дросселей тормозных резисторов — жидкостное и воздушное.

Габариты контейнера — 1800×4090×700 мм. Масса — 2 500 кг. Максимальный входной ток — 1 500 А.

На составе установлены два компрессора с улучшенной системой очистки и осушки сжатого воздуха. Применяется тахограф для регистрации режимов ведения поезда машинистом и работы оборудования состава, хранения соответствующей информации и последующего анализа в электродепо на автоматизированном рабочем месте.

На вагонах поезда устанавливается также следующее оборудование:

цифровая информационно-переговорная система разработки НЛП «Сармат» (Ростов-на-Дону), включающая систему информационного оповещения (световое табло), громкоговорящей связи и радиооповещения, и систему экстренной связи «пассажир-машинист»;
автоматическая система пожарной сигнализации разработки фирмы «ТИСС» (Санкт-Петербург) с размещением датчиков и огнетушителей в оборудовании тягового контейнера, аккумуляторной батареи и аппаратных отсеках;
система радиосвязи «Тетра»;
система видеообзора платформы из кабины машиниста;
система кондиционирования кабины машиниста.

Механическое оборудование поезда с АТП отличается от серийных вагонов наличием зубчатой муфты между тяговым двигателем и редуктором, а пневматическое оборудование — наличием крана машиниста OAKO B8E с электропневматическими вентилями и винтового высокопроизводительного компрессора Astoh.

Комплексная система управления, разрабатываемая и поставляемая НИИТМ, может функционировать в трёх режимах:

основной режим автоведения;
управление поезда машинистом под контролем системы с ограничением скорости до величины допустимой скорости движения;
управление поезда машинистом под контролем системы с ограничением скорости до 20 или 35 км/ч.

Комплексная система управления включает подсистему контроля и диагностики работы поездного оборудования.

Комплексная система управления отвечает следующим требованиям по безопасности:

устойчивость к двум последовательным отказам;
высокая аппаратная надёжность;
аппаратурная и программная защита от несанкционированных действий.

Технико-эстетические характеристики

Вагоны имеют современный оригинальный экстерьер и интерьер, выполненные в бело-синей цветовой гамме.

Головной вагон имеет увеличенную по длине на 400 мм кабину машиниста за счёт увеличения на этот размер длины кузова.
Для придания кузову вагона более динамичной зрительно формы применены накладные детали из стеклопластика (тюнинг), органично сливающиеся с объёмом кузова и создающие впечатление обтекаемости головной части поезда. Белые фары, установленные на лобовой стене, разделены на две группы: три в верхней (над окнами) части стены и две — встроены в фартуки, что позволяет равномерно освещать тоннель дальним и ближним светом.
В лобовой стене кабины машиниста (слева по ходу поезда) выполнена дверь, раскрывающаяся наружу, имеющая проём шириной 700 мм и обеспечивающая возможность эвакуации пассажиров в тоннель (в том числе и инвалидов в колясках) на случай экстремальной ситуации. Выход на пути через указанную дверь обеспечивается с помощью съёмного трапа, который хранится на задней стене кабины машиниста.
Крышевые воздухозаборники закрыты декоративными металлическими накладками.
Расположение оборудования в кабине машиниста отвечает эргономическим требованиям.
Для машиниста в кабине установлено рабочее кресло, имеющее несколько регулируемых положений, обеспечивающих выполнение эргономических требований и снабженное механизмом виброгашения.
В крыше над кабиной машиниста по оси вагона установлен кондиционер, обеспечивающий комфортный воздушно-температурный режим работы.
Зеркала заднего вида имеют стеклопластиковые обтекатели. Доступ к левому зеркалу осуществляется через боковую дверь кабины машиниста, к правому — через форточку переднего правого бокового окна.
В отделке интерьера пассажирского салона применены детали из стеклопластика, дающие возможность получить более лаконичное решение отделки, без алюминиевых раскладок и накладных наличников окон и дверей, что способствует уменьшению «визуального шума» и придаёт новизну восприятию интерьера в целом.
Диваны имеют сиденья, выполненные в антивандальном исполнении.
Щековины диванов — из стеклопластика, имеют плавную форму. Внутренние стенки щековин решены в цвете материала сидений, что создаёт зрительное впечатление целостности объёмов диванов.
Возле дверей по оси вагона установлены дополнительные вертикальные поручни.
Освещение салона (люминесцентное) решено в виде двух параллельных световых линий, установленных на средней части потолка. Светильники световых линий имеют «чистую» форму лицевых поверхностей, без значительно выступающих элементов объёмов и крепежа и, благодаря небольшим размерам в сечении (100×45 мм), не создают громоздкости формы.
В торцевой части салона вагона (на выступе потолка) установлено информационное электронное табло.
Для покрытия пола вагонов применён износоустойчивый линолеум с повышенной шероховатостью поверхности.

Перечисленные особенности головного вагона (за исключением относящихся к зоне кабины машиниста) характерны также для промежуточного и прицепного вагонов.

Модификации

81-553.4/554.4/555.4

Вагоны 81-553.4/554.4/555.4 («Казань-2») планировалось приобрести в связи с прекращением мелкосерийного производства на «Вагонмаше» вагонов «Казань» и в связи с отказом от планировавшегося в 2009 году заказа вагонов 81-740.1/741.1 «Русич» на заводе «Метровагонмаш» (ввиду его большой загрузки московскими заказами и неоднозначностью рациональности использования этих поездов в Казани по ряду причин). Новые вагоны стали бы более унифицированы с массово производящимися вагонами 81-540.2/541.2.

Вагоны отличаются от своих предшественников изменённым дизайном головного вагона (кабина машиниста уменьшенного размера, передняя пластиковая накладка, разнесённые по бокам пары косо расположенных фар встроены в нижнюю часть накладки, две одиночные разнесённые красные фары — под лобовым стеклом вверху).

Первую партию из 2 составов планировалось изготовить и поставить в начале 2010 года. Но производство новых вагонов на «Вагонмаше» так и не было запущено, поэтому в конце 2010 года Казань приняла решение закупить вагоны метрополитена 81-740.4/741.4 «Русич».