XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

В настоящее время технический прогресс не стоит на месте. Средства передвижения активно развиваются во всех транспортных отраслях. На протяжении нескольких десятилетий жители развитых стран гораздо чаще останавливают свой выбор в пользу железнодорожного транспорта, считая его одним из самых безопасных средств передвижения. Кроме того, именно железнодорожный транспорт обеспечивает социально-экономическую целостность страны, значительно повышает подвижность населения, ускоряет развитие культурных связей. А создание скоростных и высокоскоростных магистралей поможет улучшить транспортные связи, привлечь на железнодорожный транспорт дополнительный поток пассажиров с других видов транспорта (авиационного и автомобильного), сократить негативное влияние средств передвижения на экологию.

Что принято считать высокоскоростным транспортом? К такому транспорту относится транспорт, обеспечивающий движение поезда со скоростью по международной классификации свыше 250 км/ч, и свыше 200 км/ч — по российским стандартам. Передвигается данный вид транспорта по специально созданным для этого высокоскоростным магистралям (ВСМ). Главным образом создание ВСМ обеспечивает скорость передвижения, комфорт и удобства, позволяющие сократить время пребывания в пути следования.

Создание таких магистралей и соответственно поездов в интересах каждой страны. Наличие высокоскоростного движения свидетельствует о уровне развития не только технического состояния железных дорог, но высокого социального статуса государства в целом. Приоритетным направлением развития железных дорог России, также как и во многих развитых странах мира, является развитие скоростных и высокоскоростных перевозок.

Для достижения данной цели необходимо четкое формулирование поставленных задач, способствующих ее решению:

-основываясь на опыт мировых коллег в строительстве эксплуатации скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта разработать комплекс определенных технических инструкций и национальных стандартов;

- продумать и реализовать системы финансового обеспечения проектов за счет возможного привлечения частных инвесторов, определение степени и форм участия государства в реализации проектов скоростных и высокоскоростных железнодорожных магистралей;

-разработка и производство соответствующего технического оборудования для скоростных и высокоскоростных магистралей, включая инфраструктуру и подвижной состав;

- подготовка кадрового состава.

В связи с тем, что высокоскоростные поезда способны развивать достаточно высокую скорость, применять их при наличии постоянного пассажиропотока рациональнее на дальние расстояния. Таким образом, в городах Германии, Японии, Франции и других государствах с высокой плотностью населения, такой способ передвижения наиболее распространен.

С чего же началось развитие скоростных и высокоскоростных магистралей в России?

В 30-40 годах XIX века активно рассматривался вопрос о необходимости связи крупных городов с отдаленными районами страны. А именно связи Петербурга с центральной частью России. Это решение было обусловлено тем, что население столицы в основном питалось привозным продовольствием. Перевозка грузов речным путем нередко сталкивалась с частым мелководьем Волги, тем самым, ставив под угрозу голода. Помимо этого отсутствие удобных путей сообщения становилось все более серьезной помехой развитию промышленности. Тем не менее, к строительству железной дороги между Санкт-Петербургом и Москвой относились неоднозначно, ссылаясь на то, что в страну в большом количестве станут ввозиться заграничные товары. Разногласия прекратились с подписанием указа Николай I в феврале 1842 г., о сооружении первой русской железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва. Было решено проложить дорогу к Северной столице наиболее коротким путем, длина которого составляла 604 версты (644 км). Летом 1843 года начались строительные работы. Руководить строительством были назначены две дирекции – Северная и Южная. Северную дирекцию возглавил П.П. Мельников, Южную - Н.О. Крафт.

Выдающийся инженер, Мельников, разработал принципы выбора основных элементов проекта - таких, как число главных путей, руководящие уклоны по направлениям, мощность железнодорожных сооружений в зависимости от ожидаемых размеров движения.

Мельниковым установлены принципы размещения и классификации станций и созданы оригинальные типы промежуточных станций. Он составил первые в России технические условия на проектирование и строительство земляного полотна, станций, искусственных сооружений и верхнего строения пути. По настоянию Мельникова ширина колеи была установлена равной 5 футам или 1524 миллиметрам. Она стала стандартной для всех дорог России. Строителям для преодоления водных преград пришлось возвести 8 больших и 182 средних и малых моста.

В проектировании и строительстве дороги принимали участие и многие другие выдающиеся ученые и инженеры. Необходимо помнить и о простых неизвестных строителях магистрали - крепостных крестьянах. Их тяжелый труд, несомненно, оправдал приложенных усилий, был достигнут колоссальный для того времени результат, около 160 тыс. м3 на версту пути.

Строительство было завершено официальным открытием движения на Петербурго - Московской железной дороге 1 ноября 1851 г. Время в пути первого пассажирского поезда составило 21 час 45 минут. Сначала между Петербургом и Москвой было пущено два пассажирских и четыре товарных поезда в сутки. Дорога была двухпутной, а движение - левосторонним. Средняя скорость поезда составляла тогда 29,6 км/ч. 8 сентября 1855 года магистраль получила название: "Николаевская железная дорога", в честь императора Николая I, а с 27 февраля 1923 года стала носить название "Октябрьской".

Дальнейшей целью инженеров являлось увеличение скорости, а, следовательно, сокращение времени поездки. Спустя годы, в 1853 году из Санкт-Петербурга в Москву отправился первый скоростной поезд, который находился в пути 12 часов, из них 1 ч. 20 мин. приходилось на стоянки.

В нашей стране высокоскоростных магистралей (ВСМ) пока немного, следует отметить, что их количество постепенно увеличивается. Одной из «заслуженных» ВСМ в России считается – путь между Москвой и Северной столицей, по которому ходит поезд «Сапсан». Кроме того, скоростные составы курсируют между Москвой и Нижним Новгородом («Стриж») и между столицей и Курском («Ласточка»).

К сожалению, отечественные скоростные железные дороги пока нельзя назвать собственно высокоскоростными магистралями. Обычно высокая скорость следования достигается за счет характеристик подвижного состава. Поезда, курсирующие по вышеуказанным направлениям, технически могут достичь своего места назначения гораздо быстрее, однако, так как их движение происходит по старым путям, общими с обычными поездами, то максимальная скорость движения для них ограничивается скромными 160 - 200 км/ч.

Основные усилия Правительства направлены на улучшение ситуации путем строительства новых магистралей. Наиболее значимым проектом в том вопросе является прокладка магистрали между Москвой и Казанью, которая призвана стать первым этапом ВСМ Москва – Екатеринбург. Одновременно с данным проектом, ведется работа по строительству новой железной дороги Москва – Адлер. На современных путях поезда смогут развивать скорость до 350-400 км/ч.

Будут ли реализованы данные проекты строительства ВСМ на юге России и Урале, покажет время. Во всяком случае, запланированное в 2013 г. строительство выделенной скоростной железной дороги Москва – Санкт-Петербург отложено пока на неопределенный срок.

На сегодняшний день одним из самых известных высокоскоростных поездов мира является международный типоряд, именуемый в России как «Сапсан», курсирующий по линии между Москвой и Санкт-Петербургом. Основными значимыми отличиями являются — ширина поезда, следует отметить, что она на 30 см превышает европейский стандарт, так же «Сапсан» хорошо приспособлен к климату нашей страны. В регионах, где температура воздуха может опускаться ниже -40°С, он с легкостью может продолжить свое движение, когда в более теплых странах даже небольшой снег может доставить трудности, а иногда и приостановить железнодорожное сообщение.

Изначально «Сапсаны» рассматривались как замена скоростным поездам ЭР200, соединявшим Санкт-Петербург и Москву, так как железнодорожный транспорт нуждался в обновлении подвижного состава. В 2006 ОАО «РЖД» заключило контракт с компанией Siemens на поставку восьми высокоскоростных составов на базе поезда Velaro, а уже в 2009 году поезда поступили в эксплуатацию. В свой первый, громко разрекламированный коммерческий рейс из Москвы в Санкт-Петербург «Сапсан» отправился 17 декабря 2009 года. Российский поезд получил свое название в честь самой быстрой птицы в мире — сокола-сапсана, скорость при полете, которого может достигать более 322 км/ч. Пока конструкция поезда позволяет развивать скорость до 250 км/ч, более высоких скоростей «Сапсан» сможет достичь на соответствующей обособленной инфраструктуре.

«Сегодня «Сапсаны» эксплуатируются без реализации всего заложенного в них потенциала — на сети обычных железных дорог, с присущими им ограничениями скорости и совмещённым потоком пассажирских и грузовых поездов», — отмечает Павел Зюзин. Эксперт считает, что выделенная высокоскоростная линия для этих поездов даст возможность раскрыть полноценную силу этого поезда и впоследствии существенно уменьшить время в пути.

Также не менее известным для жителей Северной столицы является скоростной поезд «Аллегро». Российским назвать его можно наполовину. «Аллегро» курсирует между Санкт-Петербургом и столицей Финляндии Хельсинки, его совместно эксплуатируют РЖД и финская компания Suomen Valtion Rautatiet. Разработчиком и производителем скоростного поезда является финская компания Alstom.

По территории Финляндии поезд движется со скоростью 220 км/ч, по территории России – со скоростью 200 км/ч, большей скорости не позволяет развивать железнодорожное полотно.

Число вагонов в составе поезда «Аллегро» – 7, число сидячих мест – 352, плюс 2 места для инвалидов. Базовая стоимость проезда – 84 евро в вагоне второго класса и 104 евро – первого класса.

На территории Краснодарского края курсирует электропоезд, который принято считать «самой дорогой электричкой России». Проект «Ласточка» связан с Олимпиадой-2014. Для его реализации ОАО РЖД в 2009 году был подписан контракт с немецкой компанией Siemens, согласно которому компания должна поставить в Россию 54 электропоезда Siemens Desiro Rus на сумму 410 миллионов евро. А в 2013 году ОАО РЖД заключило новый контракт с Siemens – на техническое и сервисное обслуживание поездов в течение 40 лет, стоимостью 500 миллионов евро. В составе каждой «Ласточки» имеется 5 вагонов. Мест для сидения — 409; также имеется 4 места для пассажиров с ограниченными возможностями, и туалетная комната. При большом пассажиропотоке, например по маршруту Адлер – Туапсе, в рейс отправляются два сцепленных поезда из 10-ти вагонов.

Скоростной поезд «Стриж» отчасти моно назвать испанским. Правда, испанские в поезде только вагоны, локомотивы используются отечественные - ЭП20. С 1 июня 2015 года «Стрижи» курсируют по маршруту Москва - Нижний Новгород. От столицы, с остановками в Дзержинске и Владимире, поезд следует до Нижнего Новгорода 3 часа 45 минут. Число вагонов в составе поезда - от 7 до 11. В 11-ти вагонном составе 299 пассажирских мест, в стандартном 8 вагонном составе – 236 мест. Стоимость проезда в вагоне со стандартными сидячим местами – 1150 рублей, в вагоне класса «люкс» – 7570 рублей.

Для сравнения рассмотрим скоростные поезда, курсирующие на территории других стран.

За рубежом огромным спросом пользуются германские экспрессы Inter City Express (ICE). В Германии хорошо развита инфраструктура скоростного движения, отсюда и самые протяженные линии железных дорог в мире. Сегодня по немецким рельсам курсирует около 270 поездов уже третьего поколения (ICE 3), разработанных для Deutsche Bahn AG компаниями Siemens AG и AEG. Как правило, используются такие поезда в основном на большие расстояния. Средняя скорость движения составляет – 160 км/ч, а на специально оборудованных участках пути - до 330 км/ч. Помимо ICE в Германии эксплуатируются и скорые пригородные электрички Stadt-Express, состоящие из 8-12 вагонов.

Во Франции, экспрессом TGV (Train a Grande Vitesse) в 1990 году был зафиксирован мировой рекорд скорости – 515,3 км/ч на классической железной дороге. Такие экспрессы, выпускаемые компанией Alstom, чаще всего состоят из 8 вагонов (345 мест). Экспрессы TGV хорошо зарекомендовали себя во многих европейских странах, благодаря имеющимся модификациям они могут курсировать далеко за пределами своей страны.

История скоростного железнодорожного движения Японии берет свое начало в 1965 году с момента открытия первой магистрали, связывающей два наикрупнейших мегаполиса – Токио и Осаку. Сейчас на этой линии работает 263 состава. Время, затраченное в поездке составляет 2 часа 52 минуты (при средней скорости движения 220 км/ч и максимальной – 300 км/ч).

В 1975 году специалисты Швеции, рассматривающие возможность применения скоростных поездов на территории страны, нашли другой способ решения данного вопроса. Они посчитали данный проект затратным, а «гонку за скоростью» - бессмысленной. Как правило, для движения скоростного поезда требуется создание специальных условий (магистралей), стоимость которых неприлично высока. Их поезд – Х 2000 состоит из 6 вагонов, 254 места. Поезд оснащен гидравлической системой наклона кузовов, что способствует более плавному прохождению кривых и крутых участков дороги. Ему не требуется специальная колея, проложенная с большими радиусами поворотов, отсюда нет необходимости в снижении скорости в отдельных участках дороги. При этом Силовая установка Х 2000 – 4 электродвигателя общей мощностью 3300 кВт. Масса состава – 343 т, длина – 140 м. Х 2000 курсируют между всеми крупными городами Швеции (Стокгольм, Гетеборг, Мальме), средняя скорость движения – 150 км/ч, максимальная – 210 км/ч. Протяженность линий – около 2500 км...

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, о том что «самые лучшие» пассажирские поезда России не столь хороши, как хотелось бы. Они не являются самыми быстрыми поездами, уровень комфортабельности гораздо ниже зарубежных аналогов, да и производство самих поездов, зачастую происходит за пределами нашей страны. Из всех перечисленных выше проектов РЖД лишь двухэтажные вагоны производятся в России, но поезда, которые из них формируются – обычные, разве что пассажирам в них пришлось немного «потесниться» и дополнительно «раскошелиться». Неудачным опытом в создании отечественного высокоскоростного поезда был «Сокол-250», эксплуатация которого стала невозможной.

Огромное количество российских предприятий и организаций, приняли участие в создании опытного отечественного образца высокоскоростного электропоезда двойного питания (на постоянном и переменном токе) «Сокол-250». Ожидалось, что новый поезд будет способен развивать скорость до 350 км\час. На испытаниях опытного образца «Сокола-250» в июне 2001 года был установлен рекорд максимальной скорости поезда 236 км/ч. несмотря на это приёмочная комиссия не допустила ввод «Сокола» в эксплуатацию. Основываясь на большое количество конструктивных недостатков – перегрева тормозных дисков, ненадёжности тормозной системы, недостаточной герметичности вагонов и т. д. Несколько вагонов из опытного поезда «Сокол-250» находятся на запасных путях Центрального музея Октябрьской железной дороги.

Список литературы:

1. Киселев И. П. Первая высокоскоростная магистраль / Железные дороги мира. — 2004 (№ 9).

2. Киселев И.П. (ред. 2014) Высокоскоростной железнодорожный транспорт. Общий курс. Том 1.– с. 17 - 26. Том 2. – с. 5 – 16; 184 – 194.

3. Журнал «Железнодорожный транспорт» / Развитие высокоскоростного железнодорожного транспорта и вопросы подготовки персонала – 2016 (№ 8).

4. З.Л. Крейнис Железнодорожный путь скоростных и высокоскоростных магистралей: учеб. пособие. — М.: ОАО "РЖД", 2015.— с. 280.