Системы высокоскоростного транспорта

 

По теме "железная дорога"

Cпециальные проекты

Реклама

Партнеры и спонсоры

Что еще?

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.
Экипаж с магнитным подвешиванием
Экипаж с магнитным подвешиванием на путепроводе, уровень которого приподнят над землей в виде виадука (а), и на путепроводе, проходящем близко к уровню земли (б):
1 — направляющие рельсы; 2 — линейный двигатель с длинным статором и магниты подвеса;
3 — бетонное основание путепровода; 4 — уплотненная насыпь верхнего строения путепровода
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.

Рекомендовать эту статью

Термины, пояснения и исторические справки

Новости из интернета

  

Места на карте, упоминающиеся на сайте 1520mm.ru

Будьте в курсе наших новостей


© 2002—2017 Nicos
Страница сгенерирована за 0,0046 сек.
Rambler's Top100 Яндекс.Метрика