IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Скоростной электропоезд "Ласточка" (Desiro RUS) был разработан немецкой компанией Siemens AG. Он состоит из 5 вагонов, общая длина всего состава достигает 130 м. Электропоезд может развивать скорость до 160 км/ч. Электропоезд «Ласточка» с асинхронными тяговыми двигателями предназначен для перевозки пассажиров на железных дорогах колеи 1520 мм и является решением для пригородных и региональных перевозок.

Новые поезда планировалось использовать в Сочи для пригородных пассажирских перевозок во время Зимних Олимпийских игр 2014 года, а затем частично передать на другие линии для беспересадочного обслуживания маршрутов, имеющих участки как с переменным, так и постоянным током. В 2009 году ОАО «Российские железные дороги» заказало компании Siemens разработку пригородного двухсистемного электропоезда, адаптированного к условиям России. Ранее компанией Siemens для российских железных дорог уже выпускались двухсистемные электропоезда ЭВС1/ЭВС2 «Сапсан» (Velaro RUS) для высокоскоростного сообщения. При проектировании нового электропоезда за основу была взята модель пятивагонных европейских электропоездов Siemens Desiro ML.

Необходимость появления двухсистемного поезда, оборудованного схемой автоматического перехода с одной системы на другую, была вызвана особенностями электрификации железнодорожных линий в регионе проведения Олимпийских игр: основная железнодорожная сеть, пролегающая на равнинных участках вдоль побережья Чёрного моря, была электрифицирована постоянным током напряжением 3 кВ, в то время как строившийся горный участок Адлер — Красная Поляна ввиду крутизны уклонов было решено электрифицировать переменным током напряжением 25 кВ частоты 50 Гц. Также появление двухсистемных электропоездов позволяло организовать пригородное железнодорожное сообщение по маршрутам, включающим участки как постоянного, так и переменного тока, в том числе без остановки на станции стыкования, включая маршрут Адлер — Краснодар со станцией стыкования Горячий Ключ.

В марте 2011 года ООО «Уральские локомотивы» (СП «Сименс АГ» и группы «Синара») и ООО «Аэроэкспресс» создали совместное предприятие для локализации производства электропоездов в России. Производство составов начало осуществляться «Уральскими локомотивами» в Верхней Пышме (Свердловская область). 2015 год – начало серийного производства «Ласточек» и их поставок на ОАО «РЖД».

В настоящее время построены составы двух версий Desiro RUS:

- электропоезд двухсистемного питания «ЭС1»;

- электропоезд постоянного тока «ЭС2Г» (не путать с электропоездом «ЭС2» из Сибири).

Буква «Г» в данном случае означает «городской», а также служит для отличия поезда «Ласточка» от вышеупомянутой машины серии ЭС2.

Интерьер

Благодаря размещению оборудования в подвагонном пространстве и на крыше электропоезда, внутреннее пространство салона всех вагонах максимально используется для пассажиров и обслуживающего персонала. Вся облицовка боковых и торцевых стенок изготовлена из армированного стекловолокном пластика, алюминия и слоистого пластика высокого давления. Элементы облицовки изолируются от кузова вагона с помощью изолирующих материалов. Дизайн салона выполнен в светлых тонах, что создаёт комфортабельную атмосферу для пассажиров.

Элементы потолка содержат интегрированное освещение, громкоговорители, цифровые табло для вывода информации для пассажиров, линии освещения и вентиляционные решётки для системы кондиционирования. Пол состоит из «плавающих» древесно-стружечных плит, которые накрываются гладким покрытием на основе ПВХ или каучука. Боковые окна установлены заподлицо с кузовом вагона. В них установлены теплоизолирующие стеклопакеты из небьющегося стекла.

Места второго или третьего класса разделены проходом по схеме 3+2 в один ряд, за исключением рядов, расположенных в непосредственной близости к тамбурным зонам и межвагонным переходам, где места размещены по схеме 2+2 по той же ширине (отсутствует место вблизи прохода в ряду по 3 места).

Места второго или третьего классовповышенной комфортности размещены в головных вагонах в специальном отсеке перед кабиной машиниста по схеме 2+2 в ряд у поездов пригородного сообщения и по схеме 2+0 у поездов междугороднего сообщения (с правой стороны от прохода места отсутствуют).

Места первого класса размещены по схеме 2+2 в ряд и имеют большую ширину между сиденьями, 3 места первого класса напротив туалетов — одиночные. Напротив большинства мест 1 и 2 класса имеются столики.

Схема планировки вагонов электропоезда «Ластчка».

В головных вагонах поезда установлены санузлы с экологически чистыми вакуумными туалетами (по одному на вагон), оснащёнными специальным оборудованием для инвалидов и резервуарной системой, расположенной по левую сторону от санузла. Наряду с пассажирскими местами, в поезде предусмотрены также многофункциональные зоны с багажными полками и откидными сиденьями. На полках для ручной клади предусмотрены электророзетки на напряжение 220 В переменного тока, что позволяет во время следования производить подзарядку мобильных телефонов и прочих устройств.

Каждый вагон поезда оснащён двустворчатыми дверями прислонно-сдвижного типа для пассажиров, по две с каждой стороны вагона. Компоновка зон входа/выхода в вагонах поезда рассчитана на российские посадочные платформы. Ширина дверного прохода составляет 1300 мм, высота — 2050 мм. В закрытом состоянии двери плотно прилегают к внешней облицовке поезда, в открытом выступают наружу и сдвигаются вбок от прохода. Установленные по контуру дверей уплотнительные профили двойного значения обеспечивают герметичность, не пропуская пыль и влагу. Двери оборудованы кнопками на внешней и внутренней стороне вагона для открытия дверей по требованию пассажира.

Характеристика	Значение
Длина:	26 000 мм (головной вагон) 24 800 мм (промежуточный)
Ширина:	3 480 мм
Высота:	4 850 мм
Масса тары:	267 тонн
Конструкционная скорость:	160 км/ч
Выходная мощность	ЭС1 – 2550 кВт ЭС2Г – 2932 кВт
Мест для сидения:	ЭС1 – 449 + 4 для инвалидов ЭС1 Премиум – 340 ЭС2Г – 372
Составность:	5 вагонов (2 головных, 3 промежуточных)
Питание электропоезда:	ЭС1 – Двойное (постоянный ток 3кВ / Переменный ток 25кВ, 50Гц) ЭС2Г – Постоянный ток (3кВ)

Кабина Машиниста:

Кабина машиниста выполнена с учётом требований по ведению поезда в одно лицо. Конструкция кабины обеспечивает безопасность поездной бригады и безопасное и эффективное управление электропоездом. Машинист может управлять поездом как стоя, так и сидя.

Установленный в кабине современный пульт управления имеет оптимизированные эргономические характеристики и удобное расположение органов управления. На дисплеях пульта отображается информация о работе всех систем поезда, включая результаты диагностики его технического состояния. Поезда оснащены системой безопасности БЛОК, а также аналоговой и цифровой поездной радиосвязью. Электропоезда оснащены специальной системой автоведения, которая выбирает оптимальные с точки зрения энергопотребления, комфорта для пассажиров и времени хода режимы тяги и торможения. При этом машинист может в любое время перейти на ручное управление.

Механическая часть

Кузова вагонов, изготовлены из закрытых алюминиевых экструдированных профилей. При проектировании монтажных объёмов была применена концепция поезда с высоким уровнем пола. Компоненты тягового привода и вспомогательное оборудование размещены на крыше или в подкузовном пространстве. Переходы между вагонами герметично изолированы от внешнего пространства резиновой гармошкой, что обеспечивает изоляцию от проникновения внутрь поезда холода, пыли и осадков. Российские железные дороги имеют большие габариты приближения строений, чем в странах Европы, габариты вагонов поездов Desiro RUS были увеличены в сравнении с базовой платформой Desiro ML для наибольшей пассажировместимости. Благодаря увеличению габаритов и бестамбурному исполнению пассажирских вагонов удалось обеспечить пассажировместимость, которая при полном использовании пространства сравнима с пассажировместимостью двухэтажных вагонов, эксплуатирующихся в странах Европы. Ширина кузовов вагонов была оптимально адаптирована к российскому габариту приближения строений, позволяя обеспечить минимальное расстояние между пассажирской платформой и вагоном, тем самым минимизируя риск падения пассажиров при входе и выходе из вагона на высокие платформы в щель между платформой и поездом.

Сложная силовая конструкция передней части головных вагонов, продиктованная заданными условиями обеспечения безопасности, потребовала от компании Siemens разработки специального дизайна лобовой части для придания кабине электропоезда эстетически завершённого внешнего вида. Каркас кабины спроектирован исходя из условий обеспечения безопасности поездной бригады и пассажиров.

Особенностью передней части кузова головных вагонов является наличие широкого отверстия прямоугольной формы в нижней части лобовой маски головных вагонов, в центре которого расположены автосцепки Шарфенберга, незначительно выступающие из-под вагона. Между вагонами применены жёсткие сцепные устройства, а по краям головных вагонов для возможности полностью автоматизированного сцепления электропоездов по системе многих единиц установлены автосцепки Шарфенберга с ударопоглощающим механизмом, находящимся под вагоном.

Электропоезд имеет пятивагонное исполнение, позволяющее включать в состав дополнительный шестой вагон. Головные вагоны поезда являются моторными, с осевой формулой 2₀−2₀; промежуточные — прицепными, с осевой формулой 2—2. Токоприёмниками оснащаются второй и четвёртый вагоны. Поезда могут сцепляться в сдвоенные составы по системе многих единиц и управляться из одной кабины машиниста. Существенным недостатком является отсутствие у «Ласточек» промежуточных моторных вагонов, что сильно ограничивает возможность создания длинных поездов. Использование «Сдвоенных» Ласточек» (по системе многих единиц) позволяет увеличить общую вместимость состава и эксплуатировать его на направлениях с высоким пассажиропотоком.

Электрическая часть

Электропоезд ЭС1 является двухсистемным с возможностью питания от двух родов тока — 3 кВ постоянного тока и 25 кВ 50 Гц переменного тока, а ЭС2Г — только 3 кВ постоянного тока. Высоковольтное оборудование пятивагонного электропоезда состоит из двух соединённых токоприемников, устройств защиты, тяговых и вспомогательных преобразователей, тормозных резисторов и тяговых двигателей.

Компоненты систем тяги и общего электроснабжения поезда распределены по всем вагонам состава. Большая часть электрооборудования размещена в подвагонном пространстве, некоторая часть — на крыше. На крышах второго и четвёртого промежуточных вагонов расположены токоприёмники полупантографного типа, переключатели систем тока (на двухсистемных поездах), а также главные выключатели и высоковольтные вводы для каждой из систем тока. Токоприёмники имеют асимметричную форму и расположены со стороны торца напротив головного моторного вагона. Напряжение у электропоездов ЭС1 и ЭС2Г поступает от токоприёмника через переключатель систем тока (отсутствует у ЭС2Г) на главный выключатель задействованной системы тока, после чего проходит через шинный ввод системы тока к подвагонному оборудованию. Через крышу промежуточных вагонов и над местами их сцепления проходит токоведущая шина параллельного соединения токоприёмников, позволяющая получать питание обоим вагонам поезда с силовым оборудованием от одного поднятого токоприёмника. Силовые компоненты имеют сквозное соединение по всему поезду через межвагонные электрические кабели, расположенные в нижней части торцов вагонов по бокам от межвагонного перехода, благодаря чему энергоснабжение обоих тяговых приводов в моторных вагонах и энергосистемы поезда обеспечивается при выходе из строя одного из силовых компонентов. Преобразователи электрической энергии расположены в подвагонном пространстве вагонов состава, за исключением центрального промежуточного вагона. На крайних промежуточных вагонах с токоприёмниками, через которые осуществляется ввод напряжения, установлены тяговые трансформаторы для преобразования напряжения переменного тока (только у ЭС1) и дроссели сетевого фильтра, а на головных моторных вагонах — четырёхквадрантные регуляторы, тяговые и вспомогательные инверторы.

Распределение оборудования:

PWR — импульсный инвертор, питающий тяговые двигатели;

VQS — четырехквадрантный входной регулятор;

HBU — преобразователь питания собственных нужд

BLG — зарядный агрегат аккумуляторной батареи;

Т — тяговый трансформатор;

LF — дроссель сетевого фильтра;

BAT — аккумуляторная батарея;

BR — тормозной резистор

HS — главный выключатель

SS—переключатель систем тока;

ET—заземляющий разъединитель;

HS-DC—главный выключатель постоянного тока;

HS-AC—то же, переменного тока;

SE—определитель системы тока;

ÜSA—разрядник;

SpW—трансформатор напряжения;

StW—трансформатор тока;

SW—измерительный преобразователь

постоянного тока;

Tr—тяговый трансформатор;

LF—дроссель сетевого фильтра;

VLE—устройство заряда промежуточного звена;

VQS—четырехквадрантный регулятор;

RB—тормозной резистор;

HBU—преобразователь собственных нужд;

BLG—зарядный агрегат аккумуляторной батареи;

M—тяговый двигатель;

Тележки:

Тележки электропоезда спроектированны для колеи шириной 1520 мм с учётом требований РЖД, таких как возможность прохождения поездом кривых малого радиуса (например, в депо), выполнены на базе семейства SF-500, которое послужило основой при разработке тележек для поездов ЭВС1/ЭВС2 «Сапсан». Они имеют двухступенчатое рессорное подвешивание. В первой ступени применяются цилиндрические винтовые пружины, резиновые и резино-металлические элементы. Во второй ступени используются пневматические рессоры с автоматическим регулированием давления, что позволяет менять относительную высоту пола в зависимости от загрузки вагонов пассажирами и поддерживать постоянный уровень пола над уровнем головки рельса, а также автоматически регулировать тормозную эффективность поезда.

Все колёсные пары головных вагонов являются моторными. Тяговый привод, расположенный на моторных тележках, имеет опорно-рамное расположение асинхронных тяговых двигателей с электрической изоляцией от рамы тележки и опорно-осевое расположение тягового редуктора с передачей реактивного усилия на раму тележки через подвеску с упругими блоками. Двухступенчатый тяговый редуктор расположен на оси моторной колёсной пары. Тяговое усилие от двигателя к редуктору передается посредством зубчатой муфты, обеспечивающей возможность взаимных смещений двигателя и редуктора, передаточное отношение редуктора составляет 4,85. Промежуточные вагоны оснащены немоторными тележками.

Код для цитирования: Скопировать