Высокоскоростные железные дороги (книга, часть 2)
Реализованные и перспективные проекты организации скоростного и высокоскоростного железнодорожного движения в разных странах
Россия
Железнодорожная магистраль, соединившая в 1851 году Санкт-Петербург и Москву, для своего времени представляла в инженерно-техническом отношении одну из лучших железных дорог мира. Её трасса проложена по прямой, первоначальная протяжённость (до сооружения Веребьинского обхода) составляла 644,3 км, что всего на 6,4 км (1 % длины) больше геометрической прямой. Линия между двумя столицами стала полигоном для внедрения скоростного движения в России.
В 1853 году по дороге прошёл первый скоростной поезд со средней технической скоростью 60 км/ч, что было одним из лучших показателей в мире для середины XIX века.
В 1913 году дневной экспресс с паровой тягой покрывал расстояние между конечными пунктами за 7 часов 59 мин, развивая максимальную скорость до 120 км/ч.
В начале века, перед первой мировой войной, выдвигались проекты сооружения между двумя столицами высокоскоростной магистрали для движения поездов со скоростями до 200 … 250 км/ч (Г. Д. Дубелир, К. Н. Кашкин, И. В. Романов).
В 30-е годы в СССР проводились обширные исследования в области повышения скорости движения поездов, были созданы опытные скоростные паровозы.
В 1957 году была принята программа по повышению скоростей движения на линиях: Москва — Ленинград; Москва — Киев; Москва — Крым и Кавказ; Москва — Минск.
С 1958 года на магистрали Ленинград — Москва введён в эксплуатацию новый пассажирский тепловоз ТЭ 7, что позволило после проведённой реконструкции путевого хозяйства, систем СЦБ и связи поднять максимальную скорость движения поездов на линии до 120 км/ч. В летний график 1960 года введён дневной экспресс Ленинград — Москва с временем хода между конечными пунктами 6 ч 20 мин и участковой скоростью 103 км/ч.
К 1962 году на значительной части линии был уложен бесстыковой путь из рельсов типа Р65, заменены стрелочные переводы. Завершение электрификации и использование электровозов серии ЧС2 дало возможность в 1965 году ввести в обращение дневной экспресс «Аврора» с маршрутной скоростью 130,4 км/ч, временем в пути 4 ч 59 мин, что поставило его в ряд лучших скоростных поездов в мире.
Для исследований взаимодействия пути и подвижного состава при высоких скоростях в 1970 г. Калининский вагоностроительный завод по проекту авиационного КБ А. С. Яковлева и ВНИИВ построил скоростной вагон-лабораторию (СВЛ). Для тяги вагона использовались два турбореактивных двигателя АИ-25 от самолёта Як-40, смонтированные на крыше. В 1972 году в испытательной поездке вагон развил скорость 249 км/ч.
В 1968—1974 гг. был разработан проект и по нему изготов¬лен первый советский скоростной поезд ЭР 200 (Электропоезд Рижский), рассчитанный на максимальную скорость 200 км/ч. В новом поезде были применены инженерные решения, которые ставили его в ряд лучших мировых аналогов того периода: вагоны с кузовами из лёгких сплавов, пневматическое рессорное подвешивание, пневматические дисковые тормоза, токоприёмники новой конструкции.
С 1984 года электропоезд ЭР 200 введён в постоянную эксплуатацию на линии Ленинград — Москва. В 1987 году время в пути этого поезда между конечными пунктами составляло 4 ч 30 мин, маршрутная скорость − 144,4 км/ч.
В тот же период, когда проектировался и изготавливался электропоезд ЭР 200, осуществлялся проект ещё одного скоростного поезда, получившего наименование «Русская тройка», рассчитанного на скорость до 200 км/ч для линии Ленинград — Москва. Поезд должен был представлять собой состав постоянного формирования из вагонов РТ200 Калининского завода и электровоза ЧС 200 производства завода «Шкода» (ЧССР). Было изготовлено 9 опытных вагонов, которые показали на испытаниях хорошие результаты, однако в коммерческой эксплуатации поезд «Русская тройка» не использовался.
В 90-х годах в России были намечены планы создания новых технических средств для обеспечения скоростного, а в перспективе и высокоскоростного движения, которые не были выполнены из-за сложной социально-экономической обстановки в стране после распада СССР.
С 1994 года в Российской Федерации осуществляется отраслевая программа развития скоростного движения, в соответствии с которой реализуются проекты по созданию специального подвижного состава, в частности, электровозов ЭП 10 на две системы питания, ЭП 200 переменного тока, ЭП 100 постоянного тока и пассажирских вагонов разного класса для скоростного движения.
Российским акционерным обществом «Высокоскоростные магистрали» совместно с МПС РФ при участии различных предприятий и организаций, в том числе оборонного комплекса, в 2000 году завершено создание электропоезда нового поколения «Сокол», рассчитанного на максимальную скорость движения 250 км/ч. «Сокол-250» предназначен для скоростного движения на реконструированных линиях, высокоскоростной «Сокол-350» в перспективе будет эксплуатироваться на ВСМ со скоростями до 350 км/ч.
Электропоезд «Сокол-250» представляет собой состав постоянного формирования с распределённой тягой для эксплуатации на электрифицированных линиях постоянного тока напряжением 3 кВ и переменного тока напряжением 25 кВ, частотой 50 Гц. Возможен выпуск электропоезда на один род тока. Базовый вариант представляет собой двенадцативагонный состав, сформированный из четырёх трёхвагонных секций. Поезд имеет вагоны с местами для сидения I и II класса, его общая вместимость — 684 пассажира, суммарная мощность поезда длительного режима — 10 800 кВт. Поезд оснащён современным преобразовательным тяговым оборудованием и асинхронными тяговыми двигателями. В 2001 году опытный шестивагонный поезд «Сокол-250» на испытаниях развил скорость 236 км/ч.
С 1995 по 2000 год для обеспечения движения со скоростью до 200 км/ч осуществлена комплексная реконструкция главного хода Октябрьской железной дороги (линия Санкт-Петербург — Москва).
Наиболее перспективными направлениями для организации скоростного движения в России и СНГ, помимо линии Москва — Санкт-Петербург, являются: Москва — Нижний Новгород; Москва — Красное — Минск — Брест; Москва — Брянск — Киев; Москва — Белгород — Харьков; Екатеринбург — Омск — Новосибирск — всего более 20 направлений общей протяжённостью около 19 тыс. км.
Концепция развития высокоскоростного движения в России и СНГ предусматривает строительство ВСМ с реализацией допускаемых скоростей 300 … 350 км/ч. Такие линии целесообразно сооружать параллельно наиболее загруженным направлениям на отдельном полотне и только для пассажирского движения. При этом должен соблюдаться основной принцип — совместимость с существующей железнодорожной сетью. Предполагается сохранить единую инфраструктуру сети с общей системой эксплуатации.
Для сооружения первой очереди ВСМ в России, по заключению авторитетных специалистов, выбрано направление от Санкт-Петербурга до Москвы. Подготовлено технико-экономическое обоснование магистрали, которое прошло все установленные законом экспертизы. Протяжённость линии составит 659,1 км; после строительства новой магистрали время, затрачиваемое на поездку из Москвы в Санкт-Петербург, сократится до 2,5—3 ч.
Строительство ВСМ Санкт-Петербург — Москва положит начало сети высокоскоростных линий страны, её развитие может осуществляться на наиболее загруженных пассажирскими перевозками направлениях, таких как Москва — Красное — (Минск — Брест); Москва — Нижний Новгород — Екатеринбург; Москва — Крым, Кавказ. Общая длина высокоскоростного полигона в перспективе составит около 10 тыс. км.
Япония
Линии и стационарные устройства
В настоящее время протяжённость высокоскоростных магистралей Японии составляет 1952,5 км.
Первый проект ВСМ был разработан в 30-х годах XX столетия. Предполагалось построить высокоскоростную линию нормальной колеи 1435 мм (общая сеть железных дорог страны имеет узкую колею 1067 мм) между городами Токио и Осака для обращения поездов «Данган Рзсся» со скоростями до 200 км/ч. Строительство, начатое в конце 1939 года, было прервано войной.
К идее вернулись в середине 50-х годов, когда резко обострилась транспортная ситуация в регионе Токио и вдоль восточного побережья острова Хонсю.
Администрация японских железных дорог, опираясь на предвоенные разработки и широко используя зарубежный опыт, в короткий срок (1956—1958 гг.) подготовила проект и в 1959—1964 гг. осуществила сооружение первой в мире ВСМ Токио — Осака протяжённостью 515,4 км, получившей название Токайдо. Уже первые годы эксплуатации этой линии принесли большой коммерческий успех, новые поезда стали чрезвычайно популярны у пассажиров. Авиаперевозчики вынуждены были отменить большинство рейсов самолётов между этими городами.
Если в первый финансовый год эксплуатации 1964/65 (а он был неполный, так как линия введена в эксплуатацию 1 октября 1964 года) было перевезено 11 млн пассажиров и выполнен объём работы в 3,9 млрд пасс.-км, то через два года — в 1966/67 финансовом году — объём перевозок удвоился (в пересчёте на полный год) и составил 43,8 млн пассажиров. Ещё через пять лет вновь произошло удвоение: в 1971/72 отчётном году было перевезено 85,4 млн пассажиров и выполнен объём работы в 26,8 млрд. пасс.-км. При этом доход от эксплуатации линии возрос с 16 млрд. иен в 1966/67 г. до 108 млрд. иен в 1971/72 году.
Успех эксплуатации Токайдо Синкансэн предопределил строительство в Японии в 1964—1998 гг. других ВСМ: Осака - Хаката - Санъё Синкансэн (553,7 км); Токио - Мориока - Тохоку Синкансэн (496,5 км); Омия - Ниигата - Дзёэцу Синкансэн (269,5 км); Такасака - Нагано - Хокурику Синкансэн (117,4 км), а также линий мини-Синкансэн: Ямагата - 87 км (Фукусима - Ямагата) и Акита - 127 км ( Мориока - Акита).
В 1970 году парламент страны принял закон "О создании общенациональной сети Синкансэн", в соответствии с которым под ВСМ понимаются линии для движения поездов со скоростями более 200 км/ч традиционной системы колесо—рельс и в перспективе - на магнитном подвешивании (магнито-левитирущие). Последние в Японии находятся в стадии экспериментов, в коммерческую эксплуатацию не введены.
Существующие ВСМ имеют колею 1435 мм, на них эксплуатируется моторвагонный подвижной состав, работающий на переменном токе напряжением 25 кВ частотой 50 или 60 Гц (разные линии). Первоначально максимальная скорость движения составляла 210 км/ч. Использование нового подвижного состава позволило поднять её до 260 ... 300 км/ч: на линии Токайдо - до 270 км/ч (с марта 1992 г.), на линии Санъё - 300 км/ч (с марта 1997 г.), на линии Тохоку - 275 км/ч (с марта 1997 г.), на линии Хокурику - 260 км/ч (с октября 1997 г.).
Подвижной состав
До второй мировой войны в Японии самую высокую скорость - 100 км/ч - имел экспресс "Цубами" с паровой тягой. В послевоенные годы на узкоколейной (1067 мм) линии Токио - Осака с максимальной скоростью 120 км/ч эксплуатировался скоростной поезд, состоявший из электросекций серии 151, имевший фирменное наименование "Кодама".