Высокоскоростные поезда сети Российских железных дорог «Сапсан»

Даже спустя 12 лет после появления высокоскоростных поездов на сети Российских железных дорог «Сапсаны» еще могут удивлять.

В начале сентября в депо Металлострой прибыл первый из тринадцати новых «Сапсанов», составляющих третью партию высокоскоростных поездов. Договор на её поставку был заключён ОАО «РЖД» и Siemens в 2019 году. После дооборудования и окончательной настройки в депо новый поезд отправится на сертификационные испытания и выйдет на маршрут уже летом 2022 года.

Сегодня мы расскажем вам об уникальных особенностях этих поездов.

1. Родом из Германии

В основе «Сапсана» лежит платформа Velaro немецкого концерна Siemens AG, которая, в свою очередь, является усовершенствованным вариантом высокоскоростного электропоезда ICE 3. Эта платформа используется с 2001 года, и её модификации действуют в Европе, Китае и России. Главным преимуществом Velaro является моторвагонная схема с распределённой тягой и возможностью расположить всё необходимое оборудование в пространстве под вагонами поезда. Вагон собирается из отдельных панелей, которые свариваются между собой. Общая длина сварных швов в одном вагоне «Сапсана» — более километра. В конструкции поезда используются особые стеклопакеты с повышенной шумоизоляцией.

2. Инновации для России

При создании «Сапсана», получившего европейское название Velaro RUS, исходная платформа претерпела множество изменений и доработок. Начиная с того, что габариты поезда увеличились с учётом большей ширины колеи (1520 мм вместо 1435 мм), благодаря чему салон стал шире стандартного почти на 30 см, и заканчивая разработкой новых систем вентиляции и охлаждения. Также при усовершенствовании удалось сократить нагрузку на каждую колёсную пару, повысить коэффициент сцепления при ускорении и улучшить ходовые качества. В конструкции поезда используются многочисленные специальные материалы, лучше подходящие для суровых российских условий эксплуатации. В частности, они применяются в оптимизированной и более эффективной электросистеме, которая отличается сниженными потерями энергии за счёт меньшего числа этапов её преобразования. В каждом головном вагоне «Сапсана» устанавливается отечественная автоматическая сцепка са-3. В случае неисправности контактной линии поезд можно будет вытянуть любым тепловозом. В целом по результатам разработки «Сапсана» оформлено более 60 патентов, зарегистрированных в Европе, Казахстане, России и Украине. Например, запатентован даже специальный профиль поверхности железнодорожного колеса, снижающий контактное давление при взаимодействии с рельсом. Патентообладателями являются ОАО «Российские железные дороги» и Siemens AG.

3. Надёжность и морозостойкость

Умеренно-континентальный климат европейской части России предъявляет повышенные требования к характеристикам поезда. В числе прочего «Сапсан» должен без ограничений работать при температуре воздуха от -40 до +40 °C. Для выполнения этого условия при изготовлении элементов крепления, уплотнителей и пластиковых деталей используются особые материалы. А зимой воздух, охлаждающий компоненты тягового электропривода, забирается с помощью воздушных каналов крыши с защитным поддоном, сконструированных специально для Velaro RUS. Повышенная надёжность «Сапсана» также обеспечивается распределением тяговой системы по всем вагонам и размещением двух моторных установок в разных половинах поезда. Трёхфазные асинхронные электродвигатели мощностью 8 тыс. кВт требуют минимум техобслуживания. Для движения поезду достаточно работы трёх из четырёх блоков двигателей, чтобы в случае выхода из строя одного из них достичь пункта назначения с 75%-ной тягой. Электросистема переменного тока допускает разъединение цепи, при котором поезд сможет продолжить движение за счёт одной из двух частей системы, а при отказе одного токоприёмника постоянного тока можно использовать второй на том же вагоне. Материалы компонентов электросистемы позволяют ей работать при температуре воздуха -50 °C.

4. Продвинутая электроника

Система электронного управления поезда оценивает и контролирует состояние «Сапсана». В её работе задействована коммуникационная сеть, объединяющая в себе две отдельные подсистемы: общую для состава и многофункциональную вагонную. С их помощью реализован бесперебойный обмен данными между оборудованием. Также используются усовершенствованные отечественные разработки: обеспечивающее безопасность движения устройство КЛУБ-У и система технологической радиосвязи. При этом все технические модули распределены по составу равномерно и смонтированы в подвагонном пространстве. Третий по счету вагон от головного является трансформатором переменного тока для всего поезда, а четвертый — преобразователем напряжения. В пятом вагоне установлена мощная аккумуляторная батарея.

5. Экономичные тормоза

«Сапсан» оборудован системой рекуперативного торможения, снижающей энергозатраты и механический износ. Такое торможение позволяет возвращать в электросеть ток, вырабатываемый двигателями, работающими в режиме генераторов. Переключение тормоза с электродинамического на пневматический режим автоматизировано. Также все вагоны оснащены механическими стояночными тормозами с пружинными накопителями энергии. Каждый вагон оборудован емкостью с морским песком. Он высыпается прямо под колеса если сцепление с рельсами ослабевает, например в условиях гололеда на путях.

6. Работа в полный рост

Российский регламент требовал обеспечить машинисту возможность работать стоя, если время в пути превышает три часа, чего не предусматривали поезда Siemens до создания Velaro RUS. Поэтому кабину изменили, увеличив пространство так, чтобы составом мог управлять машинист ростом 190 см. Благодаря этому нововведению в ней также могут одновременно находиться два человека.

7. Первенство и новаторство

«Сапсан» стал передовым российским поездом не только в технической части, но также и во многих других областях, а его опыт затем распространялся на другие поезда. Именно в нём впервые стал действовать полный запрет курения. Он стал первым поездом, за опоздание которого можно получить компенсацию. В нём стоимость проезда начала регулироваться специальной Системой динамического управления тарифами и стимулирования спроса (ДУТИСС), отвечающей за ценообразование. Перед поездкой в нём впервые для российских поездов стало необходимым пройти предварительный бесконтактный досмотр, как перед посадкой на самолёт. На его борту появилась беспроводная локальная сеть Wi-Fi. Кроме того, «Сапсан» стал первым отечественным поездом, у которого есть собственные аккаунты в социальных сетях.

8. Рекордная длина

В 2014 году полукилометровый «Сапсан» попал в книгу рекордов Гиннеса как самый протяжённый высокоскоростной поезд в мире. Длина сдвоенного состава из 20 вагонов, курсирующего между Санкт-Петербургом и Москвой, составила 500 м 78 см. Рекорд был зафиксирован и нотариально заверен в присутствии членов независимой комиссии после замеров с помощью эталонной измерительной рулетки. Пассажировместимость 20-вагонного поезда достигает 1050 человек.

9. Обновления для пассажиров

В 2020 году «Сапсан» стал лауреатом XI ежегодной премии «Права потребителей и качество обслуживания» в номинации «Железнодорожные перевозки». Он получил признание за развитие предоставляемого сервиса и совершенствование услуг на борту. Премия по итогам голосования экспертного совета и выбора потребителей присуждена обновлённому поезду, вышедшему в рейс в конце 2019 года, модернизация которого опиралась на пожелания пассажиров. Главные нововведения коснулись интерьера и удобства для путешественников: в каждом кресле установили розетки для зарядки мобильных устройств и USB-разъёмы, яркость освещения стала регулироваться в зависимости от времени суток, в вагонах установили кулеры с питьевой водой, а также заменили обивку, чехлы кресел и оконные шторы.

10. Скоростной потенциал

Максимальная конструкционная скорость «Сапсана» зафиксирована на уровне 300 км/ч. При этом для самой платформы Velaro она достигает 350 км/ч (в частности, у испанской модификации Velaro E). На отечественных железных дорогах скорость «Сапсана» ограничена 250 км/ч из-за особенностей инфраструктуры. Однако во время предэксплуатационных испытаний в мае 2009 года на линии Москва — Санкт-Петербург он разогнался до рекордных 290 км/ч. Поэтому поезд обладает потенциалом для ускорения движения, хотя и сейчас он позволяет преодолеть 645-километровый маршрут с несколькими остановками между двумя крупнейшими городами страны всего за 3 часа 45 минут. При этом на большей части пути его скорость не превышает 200 км/ч. Кстати, сокол-сапсан, являющийся быстрейшей птицей, во время пикирования способен разогнаться до 322 км/ч. И, возможно, его железнодорожный тёзка однажды перегонит своего побратима.