Внимание! Первая публикация здесь. Дальнейшие только автором и с указанием авторства.
Автор статьи: Харькин А. В. Год публикации: 2025.
Уже несколько лет я занимаюсь испытаниями компонентов тягового подвижного состава в одной из компаний, компетенцией которой является преобразовательная техника, но не только она. Мне удалось прикоснуться к тяговым инверторам, которые ныне работают в «Иволгах», тяговым накопителям, которыми оборудуют новые поезда московского метрополитена, а также к некоторым экспериментальным устройствам, призванным сделать воздух в пассажирских терминалах чище и свежее.
Я наверное неправильно выразился, когда написал, что «не только она», у нас любая техника преобразует энергию в энергию. То-есть электрическую энергию в механическую, механическую в электрическую, электрическую в энергию химических связей и обратно. Даже реле это своего рода преобразователь. Поэтому я уточню, что у нас очень широкие компетенции.
Кто я такой?
Являясь инженером путей сообщения в области локомотивного хозяйства, я имею представление о том — зачем, почему и как происходит внедрение нового ТПС.
Здесь мне хочется сделать ремарку.
Что такое «новый подвижной состав»? У многих обывателей представление о поездах держится на уровне понимания «паровоз-вагон, расписание-вокзал»
Конец ремарки.
Однако, современные требования к качеству, скорости и объему перевозок (и грузовых, и пассажирских) приводят к научно-техническим изысканиям и попыткам сдвинуть неповоротливую систему эксплуатации подвижного состава, а также создание условий, которые уменьшили бы необходимость применения тепловозов на пассажирских станциях для проведения маневров.
От тепловозов в принципе нельзя отказаться, потому что это гарантия отказоустойчивости инфраструктуры, а также культура эксплуатации, закрепленная в принципах, о которых не напишут в популярной литературе.
Столица России — город Москва, включила в свою транспортную сеть участки, находящиеся в ведомстве РЖД. Это потребовало создания электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями, которые были бы лишены недостатков, присущих двигателям постоянного тока, уменьшили бы количество коммутационной аппаратуры, а также сократили бы потребность в её обслуживании с целью уменьшения количества разбираемых для ревизии и ремонта узлов, поагрегатный ремонт, или ремонт с использованием подменного фонда агрегатов.
В то время, как на сеть РЖД в разных регионах России стали поступать электропоезда ЭС1, ЭС2, ЭС2Г, именуемые «Ласточками», государству необходим был собственный, независимый от иностранных разработок проект. Таким образом Москва разместила заказ на электропоезда «ИВолга» — ЭГ2Тв, которые впредь стал строить Тверской вагоностроительный завод, а конструкцию разработал ТМХ. Это был важный этап успешного внедрения собственных разработок, которая позволила создать десятки тысяч рабочих мест, не только на самом ТВЗ, но и в связанных с ним компаний-производств компонентов. А помимо этого мы получили гигантский опыт в разработке тяговых инверторов и других, не связанных с ними компонентов.
Сама по себе идея применения асинхронных тяговых двигателей не нова, исследования в этой области активно велись до грустного периода 1990-х годов, когда были утрачены научные, инженерные и технические кадры, а развитие ТПС и МВПС с асинхронным приводом было приостановлено, но не полностью, так для метрополитена были созданы электропоезда серии 81-720 — «Яуза», часть которых была с тиристорно-импульсным управлением ДПТ, часть с асинхронным приводом и даже были попытки создать электропоезда с вентильными двигателями постоянного тока, но достоверной информации по этим разработкам на данный момент у Автора нет, поэтому ограничусь только тем, что это всё слухи.
В начале 21 века Торжокский завод построил прототип современной «Иволги» — ЭТ2А, которая регулярно виднелась на деповских путях Санкт-Петербурга-Балтийского (ТЧ-15), но дальше испытаний дело не дошло, прототипы часто не доходят дальше опытной эксплуатации ввиду слабой надёжности и первоначальной сложности оборудования, к тому же подвижной состав железных дорог требует сертификации, а когда строишь неизвестно что, то и сертифицировать его вряд ли удастся без значительных изменений в конструкцию.
Сейчас на дворе 2025 год и у нас есть «Сапсаны» и «Ласточки» от Сименса, «Финисты» — наследие Сименса от УрВЗ, «Иволги» от ТВЗ и ЭТ4А от Торжокского завода. И самое приятное, что асинхронные электрички работают не только на столичных и курортных узлах, но и практически на всей сети железных дорог России, медленно, но верно вытесняя коллекторные «жужжалки». А метрополитены Москвы, Санкт-Петербурга и Казани уже более 10 лет успешно эксплуатируют поезда метро с АТД. И на очереди Новосибирский метрополитен. Это приятно, потому что попробуйте прокатиться в этих электричках. Скорость 160 км/ч, а ты и не чувствуешь. Не трясёт, не бросает.
Но что стоит за предпосылкой строительства и эксплуатации такого ПС? Сразу ответ.
Потребность в транспорте. Это экономический показатель, без которого в нынешних реалиях ничего нельзя построить, который разбит на множество других показателей, например потребность в подвижном составе для предприятий транспорта, потребность в эксплуатационном и ремонтном персонале.
В простом виде у нас частное лицо покупает несколько автобусов, нанимает водителей, которые за плату развозят людей куда им необходимо в рамках действующего маршрута. Когда у нас достаточно большой город и много предприятий, требуется больше подвижного состава.
На железных дорогах есть несколько видов пассажирских перевозок:
- Поезда дальнего следования: это междугородние и международные поезда;
- Пригородное сообщение.
- Городское сообщение.
Потребность в перевозках это ещё и отражение ресурсов местности. Один город населением сто тысяч имеет потребность в транспорте по нескольким пунктам, например:
- Трудовые обязанности. Требуют мобильности сотрудников предприятий и не только в часы начал и окончаний смен.
- Культурный фонд города. Это массовая культура и спорт.
- Статус транзитного пункта. Порождает спрос на транспорт для смены направлений. Смена вокзала, аэропорта, смена вида транспорта. Санкт-Петербург, Москва являются транзитными городами, поскольку здесь есть необходимость в подвязках между видами транспорта.
- Туристический интерес.
Все эти пункты могут пересекаться так или иначе, но на этих «столпах» формируется потребность в массовых перевозках. Не все 100 тысяч населения будут пользоваться общественным транспортом, имея автомобили и другие средства мобильности, или не имея потребности в транспорте вовсе.
И самое главное — мы должны определить потребность в транспорте не столько в средстве для извлечения прибыли, сколько для обеспечения потребности населения в транспорте. Сам по себе пассажирский транспорт вероятно будет убыточным, потому что есть факторы, такие как неизбежное старение, износ и подчиненность закону жизненного цикла изделия. Затраты на разработку, сертификацию, ремонт, меры по обеспечению безопасности технической, безопасности пассажиров, они могут превышать эксплуатационные затраты и не покрываться выручкой за один статический учётный период. Даже во время поездки любой поезд обслуживается как минимум одной (чаще несколькими) локомотивной бригадой, диспетчерами разных назначений, дежурными по станциям, путейцами, которые ремонтируют пути.
Потребность это патрон, и вокруг неё мы должны строить любую систему. Нет потребности — нет системы.
Продолжение следует…
