Высокоскоростной железнодорожный транспорт за рубежом

Рисунок 1. Высокоскоростной поезд TGV железных дорог Франции: а – общий вид, б - тележка, в – кабина машиниста, г – салон первого класса, д – вагон-буфет;

В развитии ВСНТ наибольших успехов  добилась Великобритания, где в 1978 г уже были получены скорости более 300 км/ч. На линии Лондон—Глазго усовершенствованный пассажирский поезд APT (Advanced Passenger Train) в экспериментальном рейсе развил скорость 315 км/ч. Большой вклад в ВСНТ внесла Япония, которая одной из первых стран начала строить скоростные линии.

Япония приступила к созданию высокоскоростных пассажирских линий в 1964 г. На первой линии Новая Токайдо на участке Токио—Син Осака протяженностью свыше 500 км скорость поездов первоначально планировалась 250 км/ч, но затем была ограничена до 210 км/ч. Система линии ВСНТ составила общенациональную сеть Японии «Синкан-сен» («Поезд-стрела»), на которой скорость движения поездов доведена до 260 км/ч.

Во Франции были созданы  высокоскоростные магистрали в 1981 г. (линия  Париж— Лион длиной 426 км). Расчетная скорость, принятая для этой линии, составляла 300 км/ч, коммерческая — 213 км/ч, рекордная — 515 км/ч.

В единую сеть ВСНТ включены линии TGV-Атлантик, TGV-Север, TGV-Boсток, TGV-Пикарди к порталу тоннеля под Ла-Маншем, а также линии южного и юго-западного направлений, соединяющие Францию со Швейцарией, Италией и Испанией. Высокоскоростные поезда TGV производства фирмы «Alsthom» имеют два моторных вагона (головной и хвостовой) и до 10 прицепных, вмещающие 400 пассажиров (Рисунок 1). Поезд оборудован пневматическими и дисковыми тормозами, предусмотрено также резисторное торможение.

Рисунок 2. Высокоскоростной поезд ICE железных дорог Германии: а - общий вид, б-тележка.

На железных дорогах Германии в  эксплуатации находятся поезда системы «Трансрапид» (Transrapid) на магнитном подвесе, развивающие скорость до 482 км/ч (1988 г.). В 1991 г. началась эксплуатация поезда немецкого производства — Inter City Express,  который сформирован из двух моторных и 12 прицепных вагонов. В экспериментальном варианте этот экспресс развивает скорость 406,9 км/ч (Рисунок 2). Движение организовано на двух новых высокоскоростных линиях Ганновер—Вюрцбюрг и Мангейм—Штутгарт, а также на шести перестроенных участках железных дорог общей длиной 1430 км. На новых линиях поезда движутся с максимальной скоростью 250 км/ч и до 200 км/ч на перестроенных. Высокоскоростная магистраль Ганновер—Берлин (1997 г.) рассчитана на скорость 200 км/ч, участок между Эбисфельде и Штааксном — на 250 км/ч.

          На сети ВСНТ железных дорог Италии эксплуатируются поезда на магнитном подвесе типа ETR 450 и ETR 500 (Рисунок 3. Высокоскоростной электропоезд ETR-500 железных дорог Италии. ). На участке Милан—Рим и Флоренция—Рим поезда типа ЕТР 450, состоящие из вагонов с наклоняющимся кузовом при прохождении криволинейных участков, развивают скорость 250 км/ч. С 1992 г. эксплуатируются поезда серии ETR 500, рассчитанные на скорость 300 км/ч.

Рисунок 3. Высокоскоростной электропоезд ETR-500 железных дорог Италии.

Важнейшими составляющими сети ВСНТ железных дорог Италии являются магистрали Милан – Болонья – Флоренция - Рим - Неаполь и Турин – Милан - Венеция, по которым осуществляется свыше 50 % всех перевозок.

 Помимо строительства  новых высокоскоростных линий в Италии ряд магистральных железных дорог реконструирован, что позволяет на основной части железнодорожной сети обеспечить движение пассажирских поездов со скоростями не менее 200 км/ч.

На железных дорогах Испании  в 1992 г. в эксплуатацию введена первая высокоскоростная линия Мадрид—Севилья протяженностью 490 км, в том числе 17 тоннелей и 34 виадука. На линии предполагается эксплуатировать поезда серии AVE, разработанные на базе поездов TGV, а также поезда типа «Тalgo» с колесными парами, регулируемыми по ширине колеи. Такие поезда развивают максимальную скорость 300 км/ч.

В США первая высокоскоростная магистраль Лос-Анджелес—Лас-Вегас  была построена в 80-е годы прошлого столетия, на которой курсируют поезда системы «Маглев» — на магнитном подвесе с линейным электродвигателем.

В начале 90-х годов сооружен Северо-Восточный коридор между Нью-Йорком и Вашингтоном протяженностью 450 км, где наивысшая скорость пассажирских поездов достигает 200 км/ч. Особенностью этой магистрали является то, что наряду со скоростным пассажирским движением по ней осуществляются грузовые перевозки тяжеловесными поездами, а также пригородные и местные перевозки на малых скоростях. В эксплуатации находятся шведские электропоезда серии Х2 с наклоняющимся кузовом, а также японские высокоскоростные электропоезда «Хикари» и французские экспрессы TGV. На новых высокоскоростных магистралях в перспективе предполагается довести скорости движения пассажирских поездов до 320—480 км/ч. 
           Таким образом, сети ВСНТ созданы на железных дорогах Японии, Франции, Германии, Италии, Испании, Великобритании. Западноевропейские страны объединили свои сети в общую систему общей протяженностью около 15 тыс. км.

Со временем инженерам  приходит мысль о развитии монорельсовых дорог, связанных с более высокой экономичностью их сооружения. Поезда на таких дорогах перемещаются по одному рельсу, установленному на опорах или эстакаде на некотором расстоянии над землей.

Монорельсовые дороги классифицируются: по компоновке — навесной или подвесной (Рисунок 4)транспорт; по конструкции ходовой части — транспорт с колесной, пневматической, магнитной подвеской или на скользящих опорах; с электрическим приводом или с двигателем внутреннего сгорания; с воздушно-реактивным двигателем или с линейным электрическим приводом и др.

Рисунок 4. Монорельсовый транспорт: а – навесной (вагоны «сидят» на рельсе), б – подвесной (вагоны «висят» под рельсом)

Создание первых монорельсовых дорог относится  к началу XIX века. Первая в мире коммерческая монорельсовая дорога открылась  в 1901 г. в Вуппертале на юго-западе Германии, которая действует до сих пор. Вагоны такого электропоезда подвешены снизу к ходовым тележкам, скользящим по монорельсу.  
           В 1920-х годах Джорджем Бенни был сконструирован и испытан близ Глазго в Шотландии «Аэропоезд». Воздушный винт, как у самолета, приводил в движение вагоны, подвешенные к монорельсовой дороге. Приводной двигатель винта «Аэропоезда» мог быть либо дизельным, либо электрическим. Однако, несмотря на все преимущества такой надземной железной дороги, разработка проекта такого поезда не пошла дальше экспериментальной стадии. 
           В современных системах монорельсового транспорта используются различные конструктивные решения. В вагонах с колесной подвеской тележек вагонов имеются вертикальные опорные и горизонтальные стабилизирующие колеса, расположенные внутри или снаружи ходовой направляющей. 
           Благодаря способности развивать относительно высокие скорости, повышению безопасности движения, возможности сообщения по кратчайшему расстоянию, независимости пути от ландшафта и условий планировки, сравнительно малой металлоемкости и высокой энергетической экономичности, возможности полной автоматизации системы монорельсового транспорта применяются в линиях высокоскоростного наземного транспорта (ВСНТ).

Рисунок 5. Высокоскоростной поезд «Трансрапид» с вагонами – магнитопланами немецких железных дорог: а – общий вид, б – в кабине машиниста.

Наиболее перспективным и экологически чистым, а также бесшумным, обеспечивающим повышенную комфортность пассажиров является ВСНТ с магнитным подвесом. Вагон (магнитоплан) не имеет непосредственного контакта с рельсом. Его движение осуществляется в результате взаимодействия системы магнитного подвеса и линейного электрического привода. Тяговое усилие передается на магнитоплан без непосредственного контакта. В качестве привода вагона-магнитоплана могут использоваться также воздушно-реактивные и другие двигатели. В отличие от колесного транспортного средства, у которого силы сцепления колеса с рельсом ограничивают скорость до 350 км/ч, скорость вагона-магнитоплана практически не ограничена. Под таким вагоном установлены несущие электромагниты, а на рельсе — катушки линейного электродвигателя. При их взаимодействии возникает сила, которая приподнимает вагон над рельсом и двигает его вперед.

Разработка вагона-магнитоплана ведется в Германии, России, США, Японии, Великобритании и в других странах. Больших успехов в создании магнитопланов достигли немецкие фирмы «Хеншель» и «Тиссен» при реализации программы «Трансрапид». Уже к середине 80-х гг. прошлого столетия была построена опытная трасса, на которой был испытан поезд с вагонами-магнитопланами, достигший скорости 500 км/ч. Создатели «Трансрапида» (Рисунок 5. Высокоскоростной поезд «Трансрапид» с вагонами – магнитопланами немецких железных дорог: а – общий вид, б – в кабине машиниста.) применили оригинальную схему магнитной подвески, использовав, не отталкивание одноименных полюсов, как это было принято ранее, а притягивание разноименных. Система контроля сохраняет величину зазора между магнитами постоянной в несколько миллиметров. Несущие магниты питаются от бортовых аккумуляторов, которые подзаряжаются на каждой станции. Ток на линейный электродвигатель, разгоняющий поезд до самолетных скоростей, подается только на тот участок, по которому идет поезд.

В зависимости от дальности маршрутов следования рассматриваются два типа поездов «Трансрапид»: двухвагонные на 164 пассажира — для сообщения городов с аэропортами и десятивагонные на 820 пассажиров — для междугородных линий. В настоящее время нет технических проблем, мешающих начать массовое строительство магистралей для поездов на магнитной подвеске, — этому препятствуют проблемы экономические.

 

Преимущества ВСНТ в сравнении  с другими видами транспорта.

ВСМ активно конкурируют  с автомобильным и воздушным  транспортом. Мировой опыт показал: хотя поезда пока и не достигли скоростей самолетов, но они позволяют пассажирам быстрее добраться до пункта назначения, если речь идет о расстояниях до 1000 км. По сравнению с автомобильным транспортом, ВСМ выигрывает не только в скорости, но и в комфорте. Не говоря уж о том, что железнодорожный транспорт является самым безопасным и экологически чистым.

При этом железнодорожные  вокзалы чаще всего находятся  в центре городов, а время от покупки билета до отправления поезда может занимать около 15 минут. Это важнейшее преимущество высокоскоростных экспрессов перед самолетами.

Развитие ВСМ позволяет  разгрузить аэропорты, увеличить количество дальних, в том числе, межконтинентальных рейсов, в то время как пассажиропоток внутренней авиации переместится в поезда.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Будущее ВСНТ.

Строительство высокоскоростных магистралей продолжается по всему  миру. В ближайшие годы ВСНТ строится в странах Латинской Америки и даже в Африке. Транспортная модернизация позволит увеличить мобильность населения, будет способствовать социально-экономическому росту стран, а также укрепит связи между регионами и близлежащими государствами.

Высокоскоростные магистрали в мире продолжают развиваться бурными темпами. Общая протяженность ВСМ в мире составляет порядка 18 тыс. км. Из них более 6 тыс. км приходится на Европу. Еще более 2 тыс. км ВСМ в европейских странах находятся на стадии строительства.

Мировые производители железнодорожного транспорта также изучают вопрос о дальнейшем увеличении скоростей  на ВСМ. Последний мировой рекорд установил китайский высокоскоростной поезд «Хэсе» («Гармония») – 487,3 км/ч на железнодорожной магистрали Пекин – Шанхай. Китайские специалисты намерены довести рекорд скорости своих поездов до 600 км/ч.

Одним из направлений будущего является развитие технологии «Маглев» – появление поездов на магнитном подвесе, которые управляются силой электромагнитного поля и не касаются в процессе движения поверхности рельса. За счет этого они могут развивать скорости от 600 км/ч и выше. Активные разработки в этой области ведут Япония, Китай и Германия.

 

Заключение.

Таким образом, железные дороги - один из самых могучих и совершенных видов транспорта. Они являются главнейшими источниками внутренней силы, производительности и богатства каждой страны. Они двигают прогресс, распространяют культуру, являются орудием политики и социального устройства человеческих масс. От степени развития железнодорожной сети зависит военная и экономическая жизнь государств. 

Мировая сеть железных дорог  достигает в настоящее время огромного протяжения свыше 1 200 900 километров. Материки прорезаны магистральными линиями. Рельсовая сеть покрыла весь земной шар. Редко можно встретить у нас или за границей человека, который не воспользовался хоть раз в жизни этим видом транспорта.

Среди преимуществ железнодорожного транспорта - главное это относительно низкая стоимость проезда, безопасность и надежность, большая перевозная способность, довольно большая скорость. На поезде эффективно и удобно перевозить тяжелый груз на большое расстояние. Кроме того, поезда меньше загрязняют окружающую среду, чем любые другие виды транспорта. Работа такого транспорта не останавливается никогда. Железнодорожный транспорт не зависит ни от погоды, ни от времени года. Поезда всегда будут перевозить пассажиров и груз. На такой вид транспорта всегда можно положиться.

 

Список литературы.

1. Шухардин С. "Техника в её историческом развитии"
2. Ковалев И.П. «Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт»