Системы высокоскоростного транспорта

Поезда - Супер поезда

системы высокоскоростного транспорта

В последние четыре десятилетия 20-го века интенсивно разрабатывались и развивались системы высокоскоростного междугородного пассажирского транспорта рельсового типа. Такие системы допускают скорости движения до 300 км/ч при средних скоростях до 160 км/ч.
Первая высокоскоростная линия в Японии (системы Синкансен) Токио — Осака была пущена в эксплуатацию в середине 1960-х годов. Линии Синкансен рассчитаны на скорость движения 210 км/ч; а на новых линиях, например Токио — Мориока и Токио — Ниигата (линии Тохоку и Дзёэцу системы Синкансен), пущенных в эксплуатацию в июне и ноябре 1982 г., скорость допускается 260 км/ч.
Синкансен является прототипом высокоскоростных транспортных систем нового типа. Они имеют специальный путепровод, отделяющий их от других видов наземного транспорта, в том числе и железнодорожного. Здесь используется моторвагонный электроподвижной состав. В настоящее время на линиях Синкансен эксплуатируется более 2 тыс. единиц подвижного состава. С 1964 г. по ним перевезено свыше 1 млрд. пассажиров. Предполагается, что в перспективе в Японии будет эксплуатироваться четыре типа железных дорог.
В середине 1980-х годов наиболее перспективной стала система высокоскоростного рельсового транспорта, примененная на линии Париж — Лион во Франции. Расстояние 450 км между городами поезд проходит за 2 ч 40 мин при скорости движения до 273 км/ч. Подобно системе Синкансен во Франции используется электроподвижной состав, моторные вагоны установлены с каждого конца поезда. Максимальная скорость движения поездов на линии Париж — Лион может достигать 290 км/ч, а при испытаниях она доходила до 380 км/ч. В обеих системах (Синкансен и французский) используется пантографный способ токосъема от контактного провода.
Для высокоскоростных поездов на линии Париж — Лион и на вновь проектируемых линиях такого типа изучалась возможность применения вентильного тягового привода. Проведенные исследования на опытном локомотиве ВВ15000 показали, что такой привод позволяет увеличить мощность одного тягового двигателя с 530 до 800 кВт без изменения компоновки колесно-моторного блока и конструкции тяговых редукторов.
Поэтому при той же мощности локомотива вместо шести обмоторенных осей в поезде потребуется только четыре, за счет чего увеличивается полезный объем пассажирских помещений. Если же оставить шесть обмоторенных осей, то поезд сможет преодолевать уклоны до 50 ‰, а скорость движения (средняя) увеличится до 300 км/ч. При сохранении скорости движения на уровне 270 км/ч возможно увеличение длины поезда или ширины салона.
В Великобритании, Канаде и Италии проводились исследования и разработки с целью увеличения скоростей движения подвижного состава по существующим железнодорожным путям, используя наклон кузова вагонов в кривых участках пути. Кузов наклоняется в сторону центра кривой на угол, пропорциональный скорости движения и обратно пропорциональный радиусу поворота, что позволяет иметь минимальное превышение наружного рельса в кривых участках пути для обеспечения безопасности движения.
Наиболее характерным примером подвижного состава, оборудованного системой наклона кузова, являются поезда типа LRC (Канада), развивающие скорость до 200 км/ч. При вождении составов используется электровозная тяга с двумя локомотивами по концам поезда.
Наклон кузова применен и на прототипных поездах АРТ в Великобритании, рассчитанных на скорость до 240 км/ч. Однако эти поезда до сих пор не вошли в серийную эксплуатацию. Сейчас в Великобритании эксплуатируются только скоростные поезда HST, рассчитанные на скорость 200 км/ч и не оборудованные системой наклона кузова. В них применена дизель-электрическая тяга.
В Италии также в 1980-х годах был построен прототипный поезд ЕТ-401 «Pendallino», оборудованный системой наклона кузова вагонов в кривых и рассчитанный на скорость 240 км/ч. В эксплуатации поезд ходил со скоростями не более 200 км/ч. Для внедрения таких поездов на пассажирских линиях, в Италии реконструируется верхнее строение путей.
В ФРГ испытывалась система, рассчитанная на скорости движения 320—345 км/ч. Применение в конструкции экипажной части стеклопластика, полностью подрессоренная система тягового электропривода, совершенная в аэродинамическом отношении форма вагонов стали отличительными особенностями испытанного подвижного состава.
В США прорабатывалмсь варианты использования высокоскоростных систем рельсового транспорта на 20 междугородных линиях, где планируется ввести одну из систем, уже зарекомендовавших себя в эксплуатации, т. е. систему Синкансен (Япония), французскую или западно-германскую.
В первую очередь, примерно в 1989 г., скоростное движение было открыто на линии Лос-Анджелес — Сан-Диего. На проектируемой линии максимальная скорость движения планировалась 257 км/ч. По конструкции основных строительных сооружений (виадукам, мостам, подпорным стенкам, насыпям, выемкам, тоннелям) и верхнему строению пути она идентична строениям системы Синкансен. Протяженность линии составит 211,6 км. На линии запланированы три тоннеля: от побережья до Лос-Анджелеса, в районе Сан-Хуан-Капистано — Сан-Клемент, между Делла-Мар и Ла-Джолли, Соледад и Роус-Каньон.
Здесь предполагается эксплуатировать восьмивагонные поезда, которые при средней скорости движения 182,5 км/ч будут проходить участок от Лос-Анджелеса до Сан-Диего менее чем за 1 ч, а от побережья до Лос-Анджелеса — за 15 мин. Всего в сутки по линии будет проходить 86 восьмивагонных поездов.
Поезда, по конструкции аналогичные используемым в системе Синкансен, будут иметь меньшую массу и время разгона до требуемой скорости. Линия электрифицируется по системе переменного тока 25 кВ, 60 Гц, а ее питание планируется осуществлять от промышленной сети ~230 кВ, 60 Гц через тяговые подстанции, размещаемые в Лос-Анджелесе, Ирвине, Ошенсайде и Сан-Диего.
Так же предусмотрена централизованная система управления движением поездов (ЦСУДП): в аппаратное обеспечение системы входят ЭВМ с дисплейным выводом времени прохождения поездов по участкам, предусмотрена и установка датчиков, фиксирующих землетрясения и оползни, по сигналу которых отключается энергопитание участков контактной сети и останавливается движение поездов. Основные модули ЦСУДП дублированы, и в целом система остается работоспособной даже при выходе из строя отдельных элементов.
Система связи поездных бригад, диспетчеров на станциях и центральной станции ЦСУДП будет осуществляться посредством световодов из стекловолокна. Использование телефонной и радиосвязи обеспечит безопасность движения поездов при отказе ЦСУДП. В эксплуатацию войдут 15 восьмивагонных поездов. Из них 12 будут заняты перевозкой, два — находиться в резерве, а один — в ремонте.
Другой способ тяги высокоскоростного транспорта — электромагнитный. Исследования в этом направлении проводились с конца 30-х годов в ФРГ, Японии, Англии, США и Канаде. Наиболее значительные результаты в этой области достигнуты в Японии и ФРГ.
Основные преимущества систем на магнитном подвешивании следующие: бесконтактная система подвешивания (отсутствие пары колесо — рельс); стабилизация экипажа в движении без механического взаимодействия с путепроводом; электромагнитная система тяги и торможения; достижение скоростей 400 км/ч и выше; отсутствие изнашивающихся деталей; малая удельная масса экипажа; возможность преодоления уклонов до 100‰; меньший расход энергии по сравнению с рельсовым транспортом; отсутствие вибраций и шума; ликвидация загрязнения местности вдоль полосы отвода; отсутствие ограничений по мощности линейного двигателя; конструктивная невозможность схода экипажа с путепровода.
В США компанией Budd разработан проект применения системы на магнитном подвешивании для междугородной линии Лас-Вегас — муниципальный район Лос-Анджелеса. Такая система требует меньших эксплуатационных расходов, имеет большую перевозочную способность, и, самое главное, гораздо меньший срок окупаемости, чем рельсовый транспорт.
Протяженность линии Лос-Анджелес — Лас-Вегас составит 370 км, из них 137 км будет смонтировано на путепроводе, приподнятом над землей в виде виадука (см. рисунок, а), а остальная часть — на путепроводе, проходящем близко к уровню земли (см. рисунок, б). На линии предусмотрены два обгонных путепровода для пропуска встречных поездов.
Для сохранения скоростей движения на линии не менее 200 км/ч минимальный радиус кривых в горизонтальной плоскости составляет 1500 м с наклоном путепровода 12°. Величина уклонов на линии составит 20—30‰, а на отдельных участках до 60‰.
На первом этапе по линии планируется пропускать 22 четырехвагонных поезда (на 400 посадочных мест) в сутки в каждом направлении. Затем перейдут на шестивагонные секции с числом посадочных мест 600. Время следования поездов от Лос-Анджелеса до Лас-Вегаса и ставит 1 ч 10 мин.
Конструкция вагонов поезда для сверхскоростной линии будет создана на основе прототипной двухвагонной секции TR 06, сделанной в ФРГ и испытанной на путепроводе в Эмсланде. Масса одного вагона составит примерно 47,5 т. Каждый вагон имеет четыре тележки, на которых установлены магниты подвеса и стабилизации движения и обмотки линейного синхронного генератора. Между тележками и кузовом вагона установлены пневморессоры и гидравлические гасители колебаний. Кузов вагона полумонококового типа, выполнен из алюминиевого сплава и по конструкции близок к самолетному.
Кузов имеет оптимальную аэродинамическую форму, а тележки закрыты специальными обтекателями. Внутри вагонов установлены сиденья самолетного типа по пять в ряд (см. рисунок, а и б). В двухвагонной секции один вагон оборудуется баром, а другой — туалетом. Все вагоны снабжены системой кондиционирования воздуха и могут эксплуатироваться как в летних, так и в зимних условиях.
В целом сумма капитальных затрат на реализацию проекта составляет 1865 млн. дол. Более половины стоимости приходится на верхнее строение пути (путепровод) и систему энергоснабжения. Стоимость подвижного состава из 40 вагонов составит 124 млн. дол. Предполагаемая стоимость проезда по линии будет от 65 до 100 дол. Суммарный пассажиропоток между городами к 1990 г. достигнет 7,1—8,2 млн. чел. в год, а к 2000 — 8,6— 9,9 млн. чел. для всех видов транспорта. При этом на долю сверхскоростной линии придется 1,9—3,2 млн. чел. к 1990 г. и 2,4—3,8 млн. чел. к 2000 г. .и
Одновременно с проектом линии Лос-Анджелес — Лас-Вегас компанией Budd прорабатывается аналогичный проект для линии Милуоки-Чикагский — международный аэропорт О'Хара. Время движения между вокзалами составит 26 мин плюс 32 мин на стоянки поезда. Перевозочная способность линии при 24 поездах четырехвагонной модификации в каждом направлении составит 3,5 млн. пассажиров в год и 5,25 млн. — при шестивагонной.
Самым целесообразным применение сверхскоростного транспорта будет на междугородных маршрутах, а также для связи городских центров с аэропортами, т. е. там, где поезда делают мало промежуточных остановок. На расстояниях примерно до 800—1000 км такой транспорт может заменить авиационный. Для перспективных линий сверхскоростного транспорта скорость движения как максимальная так и средняя может превышать 400 км/ч. Однако это накладывает ограничения на величину минимальных радиусов кривых в горизонтальной плоскости и переходных кривых в вертикальной плоскости.
Таким образом, на высокоскоростном пассажирском транспорте в последнем десятилетии обозначились следующие тенденции. На существующих железнодорожных линиях за счет применения облегченного подвижного состава (с наклоном кузова вагонов в кривых участках пути) скорости движения могут быть увеличены до 200 км/ч без существенной реконструкции верхнего строения пути. При этом скоростной транспорт может работать на тех же участках, что и обыкновенный подвижной состав. Сейчас такие линии эксплуатируются в Великобритании, Канаде, Италии, США.
На линиях с огороженной полосой отвода и специальным верхним строением пути усиленного типа со сплошным бетонным основанием скорость движения может составлять 260—300 км/ч и достигать на отдельных участках 350 км/ч. Опыт эксплуатации таких линий накоплен в Японии и во Франции.
Для увеличения скоростей движения свыше 350 км/ч необходима постройка специальных путепроводов, на которых поезда с магнитным подвешиванием приводятся в движение электромагнитной системой тяги. При этом питание собственных нужд экипажа, так же как и тяга, осуществляется посредством линейных электрических машин синхронного или асинхронного типа.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Как работает дорога:

News image

Управление тепловозом

Перед пуском дизеля локомотивная бригада должна проверить уровень масла в картере, в редукторах, компрессоре и регуляторе числа оборотов, уровень во...

News image

Первые грузовые двухосные вагоны

На Варшаво-Венской дороге, сооружавшейся одновременно с Петербург-Московской и открытой для движения в 1848 г., стали применять двухосные вагоны, за...

News image

РЕЛЬСЫ И СТРЕЛОЧНЫЕ ПЕРЕВОДЫ

3.13. Рельсы и стрелочные переводы на главных и станционных путях по мощности и состоянию должны соответствовать условиям эксплуатации (грузонапряже...

Пассажирские перевозки:

News image

Почему 30% автолюбителей предпочитают Nissan?

Всем известны характерные черты техники того или иного народа. Немцы отличаются точностью, австрийцы надежностью, а японцы высокими технологическими...

News image

Аппаратура системы Экспресс

Терминал системы Экспресс-2 предназначается для работы билетного кассира, агента справочного бюро, работников пассажирской и финансовых служб. Вс...

Карта дорог:

News image

Турксиб

Туркестано-Сибирская магистраль является железной дорогой, которая была построена в 1926-м году, и именно она соединила Среднюю Азию с Сибирью. Следуе...

News image

РЖД: Кинотеатры могут появиться на 40 российских вокзал

Кинотеатры могут появиться на 40 российских вокзалах. Об этом сообщил журналистам начальник Дирекции железнодорожных вокзалов (филиал ОАО "Российски...

Каталог производителей:

News image

American Locomotive Company

American Locomotive Company (сокращённо ALCo, ALco, иногда ALCO, в русском языке устоялось написание АЛКО) — американская локомотивостроительная ком...

News image

Холдинговая компания «Лугансктепловоз»

3 мая 1896 года - официальная дата начала истории впоследствии широко известного Луганского паровозостроительного завода, основателем которого был н...

News image

Производственная фирма КМТ

Производственная фирма КМТ (КМТ) работает на рынке комплектующих для подвижного состава. Предприятие специализируется на проектировании и производст...

Железные дороги мира:

News image

Северомуйский обход

Обход Северомуйского тоннеля является наверняка самым красивым участком, который есть на БАМе. Чтобы не превысить допустимый уклон во время подъема на...

News image

ПОЛЬСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ

ПОЛЬСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ (Pol-skie Koleje Panstwowe - РКР SA) - Государственные железные дороги, ПКП. Протяженность линий (2001 г.) 21 272 км, в т.ч

News image

Октябрьская железная дорога принимает меры для снижения

В 2012 году Октябрьской железной дорогой совместно с Балтийским государственным техническим университетом «Военмех» была разработана и предложена дл...

История РЖД:

Цифры и факты военного времени

News image

Доля железнодорожного транспорта в грузообороте в военные годы: в 1941 году – 93%; в 1942 году – 52%; в 1943 году – 58%; в 1944 году – 68%; в 1945 г...

Приволжская железная дорога

News image

В XIX веке отсутствие современных путей сообщения и плохое состояние грунтовых дорог тормозило экономическое развитие России и затрудняло связь межд...

1942 - построена Волжская рокада, которая снабжала всем

News image

Благодаря мужеству и стойкости тружеников Сталинградской и Рязано-Уральской железных дорог (ныне – Приволжской), рокада стала основной артерией, пит...