Discovery - Читать Статьи

Паровоз вперед летит

Рассказать друзьям

Сегодня, в начале XXI века, спустя 200 лет после своего появления, железно-дорожный транспорт вновь раздвигает для человечества границы возможного.

Юрий ПОПОВ

В ХХ столетии скорость движения поездов, составляющая в среднем 40-60 км/ч, стала явно недостаточной для пассажиров, которые в массовом порядке принялись пересаживаться на личные автомобили, автобусы и самолеты. В 1970-х и вовсе высказывалось предположение, что железная дорога как вид транспорта вскоре отомрет или будет использоваться только для перевозки грузов. В Великобритании даже был разработан проект замены всех железнодорожных путей на автобаны, но парламент, к счастью, эту инициативу не поддержал. Неизвестно, чего в этом решении было больше - чисто английского консерватизма или стратегической дальновидности, - но очень скоро транспортная система большинства развитых стран показала, что железные дороги еще рано списывать в утиль.

РЕЛЬСЫ-РЕЛЬСЫ, ШПАЛЫ-ШПАЛЫ
Почти все крупные города мира к настоящему моменту в той или иной степени увязли в пробках. Местные авиалинии проблемы не решают, так как большинство аэропортов находится на почтительном удалении от центра города, и все преимущества в скорости перелета обесцениваются временем, затраченным на дорогу до аэропорта и из него, а также на регистрацию и получение багажа.
Железная дорога в этом отношении имеет ряд преимуществ. Во-первых, железнодорожный транспорт использует энергию эффективно и относительно безопасно с экологической точки зрения. Во-вторых, вокзалы располагаются в городе, поэтому пассажирам пробки не страшны. Ну и, в-третьих, поезда практически не зависят от погоды.
И что же мы имеем на сегодняшний день? Пожалуй, единственная высокоразвитая страна, в которой полностью отсутствует скоростной железнодорожный транспорт, - США. Объясняется это чрезвычайно обширной сетью местных авиалиний. У американцев принято путешествовать на самолетах, даже если начальную и конечную точки маршрута разделяет каких-нибудь 200 км. Как следствие, существуют сотни авиакомпаний, от настоящих гигантов, до мелких служб «аэротакси», в парке которых пара-тройка малых самолетов не первой свежести.

Но опыт Европы показал, что открытие скоростной магистрали становится серьезным ударом по благополучию авиакомпаний. Сегодня из Парижа в Лондон на поезде Eurostar можно добраться за 2-2,5 часа. На авиаперелет придется потратить почти четыре, с учетом дороги до аэропорта и процесса регистрации. trains_2Чтобы сохранить позиции, авиакомпании вынуждены отказываться от части междугородных рейсов, снижать цены на билеты, предоставлять пассажирам бесплатное такси до аэропорта и изобретать другие услуги - словом, цепляться за клиента всеми правдами и неправдами. Расширение и уплотнение скоростной железнодорожной сети в конечном итоге может полностью уничтожить рынок авиаперевозок малой и средней протяженности, ведь он лишится самого главного конкурентного преимущества - монополии на скорость.

Для скоростного железнодорожного движения требуются усиленная контактная сеть, очень надежное основание под полотном, не допускающее даже мелких просадок, и специальные термоупрочненные рельсы, обладающие высокой устойчивостью к механическим повреждениям и износу.

Скоростные пути должны иметь минимальное количество стыков на перегоне. Для этого рельсы сваривают между собой в так называемые плети длиной в десятки километров. Стыки между плетьми делаются под острым углом относительно направления движения - это позволяет избежать возникновения ударов при их прохождении и существенно снизить уровень шума.
Есть еще целый ряд ограничений, связанных с планировкой дорог. Большие радиусы поворота (4-6 км), стрелки особой конструкции, минимальное число переездов (а лучше их полное отсутствие), совершенная система управления и контроля над транспортным потоком, увеличенное расстояние между встречными путями, ограждения на всех скоростных участках, свободный от медленных конкурентов транспортный коридор и многое другое.
Такая масса ограничений оставляет немного возможностей для маневра, поэтому единственно верным решением для скоростного пассажирского транспорта является строительство новых дорог.
Первыми это осознали в Японии, построив с нуля и запустив в 1964 году первую в мире линию скоростной железной дороги «Синкансен». Новая магистраль стала на тот момент самым быстрым наземным пассажирским транспортом в мире, обеспечивая сообщение между Токио и Осакой со средней скоростью 210 км/ч. Уже через семь лет колоссальный по стоимости проект полностью окупился, а положительный эффект от ввода дороги в эксплуатацию проявился практически сразу.
Скоростная магистраль позволила сотням тысяч людей без пробок и опозданий попадать на работу или учебу и возвращаться домой, связав два крупнейших города Японии, а также города и поселки между ними в единое экономическое пространство. Причем в «Синкансене» не было никаких невероятных технологических прорывов. В сущности, новый поезд объединил в себе большое количество уже существующих решений в области железнодорожного транспорта, разработанных, опробованных и использующихся в Европе и Америке.

«ТАНЦУЮЩИЙ» ПОЕЗД
Безусловный успех «Синкансена» повлек за собой массу проектов, призванных увеличить скорость железнодорожных перевозок по уже существующим магистралям. Первыми отметились итальянцы, создав в конце 60-х интересную систему, получившую название «танцующий», или «качающийся», поезд. Дело в том, что прохождение поворотов малого радиуса на высокой скорости приводит к возникновению большой центробежной силы. В результате пассажиры и багаж валятся с мест, а в отдельных случаях возможно опрокидывание всего состава. Итальянцы сделали вагоны с качающимися тележками, благодаря чему поезд во время движения автоматически наклоняется в сторону поворота, что позволяет существенно снизить воздействие центробежной силы. Впрочем, радикального увеличения скорости таким способом добиться не удалось. Но сама технология, получившая полушутливое название Pendolino (от итальянского pendolo - маятник), теперь широко применяется в скоростном железнодорожном транспорте.
Следующий шаг сделала Франция, запустив проект Train à Grande Vitesse (TGV). Изначально предполагалось, что это будет поезд с газотурбинной силовой установкой, двигающийся по специально построенным рельсовым путям с максимальной скоростью до 300 км/ч. На испытаниях в 1971 году прототип TGV 001 разогнался до 318 км/ч, что по сей день является абсолютным рекордом скорости для поездов без электрической тяги. Однако силовая установка оказалась слишком прожорливой, и разразившийся в 1973 году энергетический кризис едва не погубил всю программу. Главный разработчик TGV, компания Alstom, быстро переориентировался на электрическую силовую установку (тем более что во Франции в это время происходил настоящий бум строительства атомных электростанций).
Проект TGV, конечно, серьезно вырос в цене из-за разработки нового подвижного состава и усиленной контактной сети, и поэтому первая линия по маршруту Париж - Лион была запущена только в 1981 году. Зато средняя скорость движения была вполне чемпионской - 280 км/ч. Новый поезд отличался целым рядом оригинальных технических решений. С самого начала в TGV применялись сочлененные вагоны, при этом на каждую их пару приходится только одна тележка, располагающаяся в месте стыковки. Благодаря этому увеличивается полезный объем поезда, снижается трение колес (за счет уменьшения их количества), улучшаются аэродинамические характеристики. Но главное - возрастает продольная жесткость состава.
Кстати Эффективность такого решения уже нашла подтверждение на практике. За 30 лет эксплуатации TGV аварии случались, но ни один пассажир при этом не погиб. Даже в 1993 году, когда поезд сошел с рельсов на скорости 300 км/ч, только один человек получил легкие ушибы.
Отдельного упоминания заслуживает система Transmission Voie-Machine (TVM) - связь «путь-поезд». При скоростях свыше 250 км/ч машинист не может оперативно реагировать на сигналы обычных светофоров и других стандартных средств регулирования движения на железной дороге. Поэтому вся информация о требуемом скоростном режиме на данном и следующем участках, предупреждения о встречных поездах или переездах и другие сведения, необходимые для управления составом, передаются по рельсам и отображаются на приборной панели. Кроме того, TVM в случае ошибки машиниста или возникновения нештатной ситуации может автоматически остановить состав.
Первая линия TGV, как и в случае с «Синкансеном», стала пользоваться большим успехом у пассажиров. Даже местные авиалинии проигрывали в скорости на маршруте Париж - Лион, не говоря уже о стоимости билета, комфорте и надежности. Новые ветки скоростного железнодорожного транспорта начали строиться во Франции, Германии, Италии, Великобритании, Испании и других европейских странах. На сегодняшний день большая часть Западной Европы объединена в сеть высокоскоростных железнодорожных магистралей, которая продолжает активно развиваться.
Россия включилась в эту гонку сравнительно недавно. В декабре 2009 года началось регулярное движение скоростного электропоезда «Сапсан» по маршруту Москва - Санкт-Петербург. Это только первый шаг компании РЖД в деле развития высокоскоростного железнодорожного транспорта. Для России с ее гигантскими расстояниями, и не снившимися европейским дорожникам, введение в эксплуатацию поездов нового типа - это серьезный задел для перехода в будущем на более высокие стандарты качества и скорости передвижения. На сегодняшний день «Сапсан» уже перевез более 3 миллионов пассажиров, и их количество постоянно растет, однако сейчас еще трудно говорить об окупаемости проекта. Тем не менее сам факт перехода от морально устаревших локомотивов, разработанных еще в 70-х годах прошлого века, к новейшим высокоскоростным поездам, является безусловным успехом РЖД, которая намерена и дальше развивать линии скоростного железнодорожного транспорта.
Планируется постройка выделенных магистралей от Москвы до Санкт-Петербурга, Ярославля, Нижнего Новгорода, Казани, Новосибирска, Киева. Ввод их в эксплуатацию позволит существенно повысить как безопасность, так и скорость движения. Из Москвы в Ярославль - за час. В Санкт-Петербург - за два с половиной. В Новосибирск - за 15 часов, против двух суток на обычном поезде. При адекватной цене билета эти маршруты станут суперпопулярными. Тем более что обещанные 300-350 км/ч - это далеко не предел. Совсем недавно РЖД на полном серьезе объявила о намерении к 2030 году запустить поезд, способный двигаться со скоростью до 1000 км/ч.

МАГНИТНАЯ ЛЕВИТАЦИЯ
Заявка серьезная, но не такая уж невероятная. Китайская Народная Республика тоже сравнительно недавно занялась модернизацией железнодорожной сети - строительные работы начались только в 1996 году. Сегодня Китай - мировой лидер как по протяженности сети скоростного железнодорожного транспорта, так и по темпам ее расширения. К началу 2011 года в КНР в практической эксплуатации находились почти 8 тысяч километров путей со скоростью движения до 350 км/ч. Отдельного упоминания заслуживает Шанхайский маглев - первая в мире коммерческая линия поезда на магнитной подушке. Спроектированная и построенная немецкой компанией Transrapid, она соединяет станцию шанхайского метро с международным аэропортом Пудун. Протяженность линии пока всего 30 км, но это расстояние состав пролетает за семь минут, разгоняясь до 450 км/ч!
Залог успеха - принцип действия поезда. Маглев (сокращение от «магнитная левитация») приводится в движение при помощи электромагнитного поля, которое поддерживает поезд на определенном расстоянии от рельса, создавая так называемую магнитную подушку. В отличие от классических железнодорожных составов, маглеву не требуется преодолевать трение пары колесо-рельс и внутреннее трение механизмов ходовой тележки. В результате единственная сила, препятствующая движению поезда, - это аэродинамическое сопротивление.

Активными исследованиями в области транспорта на магнитной подушке сегодня занимаются немецкая компания Transrapid и японская JR-Maglev, которой принадлежит абсолютный рекорд скорости железнодорожного транспорта - 581 км/ч.

Новый проект Академии наук КНР предполагает создание маглева, который будет двигаться в туннеле с пониженной плотностью воздуха, за счет чего аэродинамическое сопротивление снизится в несколько раз. Максимальная скорость движения такого поезда должна составить 1000 км/ч. Очевидно, именно эта разработка (которую в Китае планируют довести до стадии реализации уже к 2013 году) и вдохновила РЖД на столь смелое заявление. К сожалению, заявленная сумма финансирования исследований и разработок по этому проекту, которую может выделить РЖД в течение трех лет, составляет «целых» 500 миллионов рублей, в то время как китайцы оценивают стоимость 1 км дороги (без учета стоимости самого поезда) в 30-32 миллиона долларов.
Что из этого получится - покажет время. Но хочется верить, что когда-нибудь станет возможным, например, субботним утром сесть на поезд в Москве и уже через два часа гулять по кривым улочкам Праги. А вечером вернуться домой. Или в обеденный перерыв махнуть в любимый ресторанчик на Невском.

Ключевых слов нет...

Рассказать друзьям