Из истории создания французской железнодорожной сети скоростных электропоездов TGV

ПОИСКИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ

УДК 93

ИЗ ИСТОРИИ СОЗДАНИЯ ФРАНЦУЗСКОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СЕТИ СКОРОСТНЫХ ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ TGV

А.Н. Глушко

Сеть скоростных электропоездов TGV (фр. Train à Grande Vitesse -поезд на высокой скорости) Франции является символом французского технического прогресса. Поезда серии TGV POS, скорость которых от 320 до 574,8 км/ч, являются самыми быстрыми поездами в мире, по совершенству и скорости уступая лишь японским поездам.

Появлению высокоскоростной сети TGV предшествует многолетняя история исследований, изобретений и тестирования поездов.

Актуальность заявленной темы состоит в том, что изучение истории создания высокоскоростной сети железнодорожного транспорта позволяет глубже осознать роль железных дорог и дает возможность принимать эффективные и обоснованные решения по их развитию, не только во Франции, но и в других странах, передавая накопленный опыт и знания.

История строительства железных дорог Франции рассматривается в трудах Жана-Марка Дюпюи, Мишеля Барберона. Тем не менее, история создания французской сети скоростных электропоездов TGV и особенности строительства железнодорожного транспорта во Франции в настоящее время недостаточно исследованы.

Попытаемся обобщить опыт создания французской железнодорожной сети скоростных электропоездов TGV, используя сопоставительный метод анализа, систематизируя, изучая и обобщая существующие исследования

Глушко Анастасия Николаевна - аспирант кафедры социальных технологий Государственного университета путей сообщения, 344038 г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, e-mail: anastassi22@yahoo.fr, т. 8(863)2726538.

и сведения, рассмотрим основные события, предшествующие строительству высокоскоростных железнодорожных линий во Франции, и оценим роль железнодорожного транспорта в развитии страны.

Первый участок высокоскоростной линии TGV был введен в эксплуатацию в сентябре 1981 г. между Парижем и Лионом [1]. Время следования составляло 3 ч 50 мин. по традиционной железнодорожной магистрали Париж - Лион - Средиземное море. Это было лучшее время обслуживания зимой 1974 - 1975 гг. Два года спустя новая линия открылась полностью и была поставлена цель постепенно расширять пути сообщения TGV Оранж* к юго-востоку. А затем очень быстро должны были появиться другие новые линии, чтобы обслуживать другие регионы Франции.

Эта реальность высокой скорости, которая произвела революцию в путешествии на поезде, "сблизила" крупные города Франции и соседние страны, постепенно преобразуя географию перемещения и совершенствуя классическую железную дорогу, подорвала конкуренцию авиакомпаний и главным образом автомобилей. Государственное предприятие SNCF** осуществило значительный прогресс в своей политике повышения скоростей, в частности в течение последнего десятилетия [2]. Таким образом, по французской сети

* Железнодорожная станция Оранж, город во Франции в департаменте Воклюз, в 21 км от Авиньона.

** фр. Société Nationale des Chemins de fer Français, Национальная компания французских железных дорог.

Anastasia Glushko - Rostov State Transport University, 2, Rostovskogo Strelkovogo Polka Narodnogo Opolcheniya Square, Rostov-on-Don, 344038, e-mail: anastassi22@yahoo.fr, tel. +7(863)2726538.

стало возможно передвигаться со средней скоростью 150 км/ч и более, и из приблизительно 7 300 км около 800 км допускается скорость до 200 км/ч. Эти результаты были поразительными, так как они были получены на линиях, которые насчитывают более века. Тем не менее, скорость 200 км/ч представляла предел. 100 лет назад относительно низкая мощность паровозов не позволяла развивать высокие скорости: кривые линии на пути, затруднительность преодоления даже малого радиуса, необходимость избегать крутых склонов, от 10 % При этом в 1954 и 1955 гг. кадры железных дорог были достаточно квалифицированными, чтобы пустить в обращение экспериментальные поезда на скорости 243, а затем 331 км/ч [3]. Как выяснилось позже, предел скорости поездов должен был намного превышать 200 км/ч [4]. Систематические тестовые заезды, проводимые впоследствии, подтвердили эту версию. Новая идея заключалась в том, что железная дорога располагала техникой, которая не исчерпывала своих возможностей, и которой можно было пользоваться при наличии соответствующей инфраструктуры, приспособленной к большим скоростям.

В то же время эта идея становилась актуальной, движение железнодорожного транспорта не переставало развиваться, признаки перегруженности обнаруживались особенно на линии Париж-Лион, самой перегруженной в SNCF. Именно сочетание этих возможностей пропускной способности и перспективы, предполагаемые с внедрением новейшей железнодорожной техники, привели к возникновению новой линии на высокой скорости между Парижем и Лионом. Предназначенная только для пассажирских перевозок, эта линия была создана, чтобы преодолеть трудности одновременной эксплуатации медленных и быстрых поездов, так как она очень легко приспосабливалась к профилям на длинные расстояния магистралей, тем самым снижая затраты на инфраструктуру.

Используя высокую мощность современных двигателей, линия, эксплуатируемая в таких условиях, может принимать без помех подъемы от 35 %

Многочисленные исследования и эксперименты, проведенные SNCF в течение десятилетия (1960-1970) в области очень высоких скоростей, показали необходимость внедрения новой инфраструктуры. Но государственная

компания, тем не менее, решала главный вопрос - является ли проект такого масштаба экономически оправданным.

Проведение такого проекта предполагает наработку хотя бы минимума знаний о возможных технических решениях и, как правило, требует определенных финансовых вложений. Принятый проект "Железнодорожные возможности на новой инфраструктуре" под названием Проект "C03" стал одной из главных задач, возложенных руководством SNCF на службу исследований компании, созданной в 1966 г. Его запуск был одобрен Комиссией Исследования 10 июля 1967 г. Эта дата знаменует собой отправную точку для железной дороги будущего [1].

Основные принципы проекта "C03" были определены Марселем Тэссьер, директором службы исследований SNCF. С самого начала исследования проводились в двух направлениях. С одной стороны, планировалось изучение технических аспектов проекта, в частности, определение необходимых ком-рлектующих для нового подвижного состава и инфраструктуры, в данном случае путь и сигнализация. С другой стороны, изучалась возможность проведения экспериментального пуска и оценки целесообразности создания высокоскоростной линии во Франции. Многочисленные и постоянные исследования возможностей техники и развития экономики, выбор оптимальных технических решений были обусловлены экономически исследуемым оптимумом, проведенным в рамках одной команды проекта.

Многопрофильная группа специалистов исследовательской службы объединила основные отделы центральных ведомств, в состав которых входили Общие исследования и руководство ими, которое разрабатывало мощные инструменты автоматического расчета маршрутов, обеспечивающие быстроту выполнения исследования линий и экономное их финансирование. Таким образом, весь потенциал исследований SNCF был использован для проекта "C03" через представителей сети, на которой создавалась первая новая линия: Париж-Лион.

Каковы были основные идеи проекта? Во-первых, технология, представляющая полную совместимость новых линий с классической сетью, с ее множеством преимуществ. Разумные соединения состава, позволяющие обеспечить гибкое, без перерывов движение

поездов до центра городов способствовали равнозначно потенциальному уменьшению времени проезда по всей линии, увеличению трафика и более прибыльным инвестициям. Преимущества новой технологии позволили избежать затратного строительства новых дорог в самых урбанизированных районах, а также избежать негативных последствий, связанных и загрязнением окружающей среды. Другой фундаментальный принцип заключается в том, что эти линии должны быть зарезервированы исключительно для пассажирских перевозок.

Специализация, согласно плану эксплуатации, преодолевает ограничения смешанных перевозок и позволяет предсказать возрастающее количество ежедневных услуг на высокой скорости, что выводит новую услугу поезда метро на межрегиональный уровень. Кроме того, перенос значительной доли пассажирских перевозок на новые линии разгружает существующие и, как следствие, увеличивает пропускную способность грузовых поездов.

Капиталовложения в модернизацию и рационализацию производства были направлены на увеличение объема инвестиций. Эта специализация также дает возможность пересмотреть основные характеристики дороги. Новая железнодорожная инфраструктура, в некоторой степени, скопированная по принципу продольного профиля автомагистралей, состоит из крутых градиентов до 35 %0 _ по сравнению с 40 %0 автомагистрали и 8-10 %0 линии товарно-пассажирского сообщения [5].

Таким образом, профиль линии может следовать вдоль умеренно холмистой местности, больше не подвергаясь ограничению впадин на кривой. Это расширяет возможность максимального использования ландшафтов населенных пунктов, инженерных сооружений с уже существующими там реками и дорогами, а также значительно снижает затраты на развитие инфраструктуры.

В начале 1968 г. начинает работать важная техническая программа научных исследований, охватывающих все железнодорожные дисциплины, связанные с высокими скоростями. Предназначенная для определения основных данных и составления проектов новых линий, эта программа дает результаты на основе тестирования полномасштабных прототипов между Ламот и Морсан, к югу от Бордо. Тому свидетельство - прямоли-

нейный участок, на котором скорость может достигать 300 км/ч и более, где тринадцать лет назад 31 марта 1955 г. был достигнут рекорд 331 км/ч. Проведенные командами инженеров различных направлений и научно-исследовательской службы предварительные исследования охватывают все области: определение состава вагонов, стабильности, аэродинамики, систем тяги, тормоза, технической эксплуатации, систем безопасности, объектов инфраструктуры, эксплуатации пути и т.д. При соблюдении подобного уровня исследования показали следующее.

Чтобы избежать дефектов полотна железных дорог и получить тщательное выравнивание, рельс должен быть типа UIC 60, 60 кг/м, что обеспечивает сильную вертикальную инерцию. Он крепится с помощью эластичных крепежных деталей на железобетонные шпалы, которые придают пути большое поперечное сопротивление. Рифленая резиновая подрельсовая прокладка толщиной 9 мм (вместо 4,5 мм), расположенная между шпалами и рельсами, уменьшает вертикальную жесткость и ограничивает динамические перегрузки. Чтобы обеспечить некоторую гибкость пути, толщина балласта достигает 35 см [3]. И, наконец, между балластом и естественной поверхностью земли должны располагаться подслой регулировочной подкладки и соединения переменного состава. Работы по аэродинамике определяют расстановку будущих поездов, а также задают интервал между путями, чтобы избежать действий ударной волны при пересечении путей поездами: он устанавливается в размере 4,20 м. При соблюдении подобного уровня технического обслуживания, классический путь без проблем может принимать трафик со скоростью 300 км/ч поездов TGV, с нагрузкой в 16 т на ось и относительно легкими грузами.

Два других основных предмета исследований, обуславливая безопасность и пропускную способность новых линий, касаются системы торможения поездов и сигнализации. Обычно сигнализация работает на основе оптических сигналов, расположенных вдоль пути. Таким образом, линия должна быть оснащена сигнализацией, постоянно отображающейся на дисплее в кабине, которая информирует машиниста о скорости, которую поезд не должен превышать [6].

Что касается геометрии пути, то в криволинейных участках нормальный го-

ризонтальный радиус по плану составляет 4 000 м с возвышением наружного рельса 180 мм и лишь в редких случаях достигает 3 200 мв [7].

Также проводятся исследования по определению минимального радиуса кривой, при котором возможен комфортабельный для пассажиров спуск. Наиболее оптимальный радиус в профиле должен быть до 16 000 м и в исключительных случаях может спускаться на 12 000 м, сохраняя при этом удовлетворительный комфорт для пассажиров [8].

Таким образом, для создания комфортной, безопасной, высокоскоростной сети электропоездов TGV потребовалась огромная профессиональная работа специалистов, которые создавали ряд проектов, исследований и тестирований высокоскоростных электропоездов. Достигнутые мировые рекорды иллюстрируют успех высокоскоростного железнодорожного транспорта Франции, и французские железнодорожники готовы делиться секретами своего успеха с другими странами.

Национальная компания французских железных дорог SNCF, которая управляет железнодорожным транспортом во Франции, проявляет свой интерес к проектам по строительству российских высокоскоростных железнодорожных магистралей и готова к сотрудничеству [9]. Крупная французская машиностроительная компания Alstom, открывшая свое представительство в Москве в 1975 г., много лет сотрудничает с Россией в области электровозостроения и подготовки специалистов железнодорожного транспорта. В период с 2002 по 2006 гг. в Московский Метрополитен осуществляется поставка двигателей ONIX. Поставщиком подвижного состава скоростных поездов Pendolino "Allegro" для линии Санкт-Петербург-Хельсинки является Alstom. В 2009 г. было подписано соглашение о стратегическом партнерстве между Alstom и ЗАО "Трансмашхолдинг" и Alstom приобрела блокирующий пакет (25 % +1 акция) в капитале компании ЗАО "Трансмашхолдинг". В 2010 г. в содружестве с французскими коллегами при Новочеркасском электровозостроительном заводе НЭВЗ создается инжиниринговый центр СП "ТРТранс", занимающийся разработкой новых моделей подвижного состава для поставки на рынок СНГ. В 2012 г. создается СП "ТрамРус" по производству современных трамваев, разработанных на базе платфортмы Citadis. Основным

совместным проектом французской компании и ЗАО "Трансмашхолдинг" в России является разработка и выпуск магистрального пассажирского двухсистемного электровоза ЭП20 (заказчик "РЖД", общий объем заказа 200 электровозов), способного развивать скорость до 200 км/ч [10]. Коммерческая эксплуатация ЭП20 началась в 2013 г., в частности, электровоз совершает рейсы по маршруту Москва-Сочи (Адлер). На базе последних технологических разработок Alstom создается грузовой электровоз 2ЭС5 - самый мощный в России, способный тянуть состав массой более 6 тыс. тонн на скорости до 120 км/ч. В декабре 2014 г. в Сибири началась коммерческая эксплуатация двух первых электровозов 2ЭС5. В 2015 г. Alstom приобрел дополнительные 8 % акций ЗАО "Трансмашхолдинг" у ОАО "РЖД", увеличив свою долю в акционерном капитале ТМХ до 33 % [10].

Проведенные нами исследования показали, что накопленный во Франции опыт высокоскоростных железнодорожных линий является движущим звеном технического прогресса, а возможность его применения в дальнейшем должна привести развитие мирового железнодорожного транспорта на еще более высокий уровень.

ЛИТЕРАТУРА

1. Michel Barberon. 30 ans de TGV. Vol. 1. Paris: La vie du rail, 2011. 352 p.

2. Connaître notre projet // Официальный сайт SNCF [Электронный ресурс] URL: http://www.sncf. com/fr/entreprises-collectivites

3. La vie du Rail. 1975. № 1499. P. 12 -13/

4. Alain Rambaud, Jean-Marc Dupuy. Encyclopédie des voitures SNCF. Paris: La vie du Rail, 1990. 560 p.

5. La vie du Rail. 1979. № 1682. P. 5-8.

6. Высокоскоростные железные дороги // Энциклопедия нашего транспорта [Электронный ресурс]. URL: http://wiki.nashtransport.ru/wiki/Высокоско-ростные_железные_дороги_(книга,_часть_2) (дата обращения 18 января 2017).

7. Jean-Marc Dupuy. Les trains de grandes lignes -Histoire des trains rapides et express de la SNCF de 1938 à nos jours. Paris: Loco revue, 1995. 256 p.

8. Georges Behrend. Histoire des trains de luxe. Paris: Office du livre, 1977. 216 p.

9. Ольга Проскурнина. Мы страстно конкурируем везде // Ведомости. [Электронный ресурс]. URL: http://www.vedomosti.ru/business/articles/2011/08/22/ my_strastno_zhelaem_konkurirovat_vezde_gijom_ pepi_prezident (дата обращения 22 августа 2011).

10. Alstom в СНГ // Официальный сайт Alstom. [Электронный ресурс]. URL: http://www.alstom.com/ ru/cis/ (дата обращения 12 марта 2017).

REFERENCES

1. Michel Barberon. 30 ans de TGV [30 years of TGV]. Vol. 1. Paris, La vie du rail, 2011, 352 p.

2. Connaître notre projet [To know our project], available at: http://www.sncf.com/fr/entreprises-col-lectivites (accessed January 8, 2017).

3. La vie du Rail, 1975, no. 1499, Paris, pp. 12-13.

4. Alain Rambaud, Jean-Marc Dupuy. Encyclopédie des voitures SNCF [Encyclopedia of trains SNCF]. Paris, La vie du Rail, 1990, 560 p.

5. La vie du Rail, 1979, no. 1682, pp 5-8.

6. Vysokoskorostnye zheleznye dorogi [High-speed railway], available at: http://wiki.nashtransport.ru/

wiki/Vysokoskorostnye_zheleznye_dorogi_(kniga,_ chast'_2) (accessed January 18, 2017).

7. Jean-Marc Dupuy. Les trains de grandes lignes -Histoire des trains rapides et express de la SNCF de 1938 à nos jours [Trains of big lines - History of fast trains and express SNCF from 1938 till our days]. Paris, Loco revue, 1995, 256 p.

8. Georges Behrend. Histoire des trains de luxe [History of luxury trains]. Paris, Office du livre, 1977, 216 p. 9.Ol'ga Proskurina. My strastno konkuriruem vezde [We passionately compete everywhere], available at: http://www.vedomosti.ru/business/articles/2011/08/22/ my_strastno_zhelaem_konkurirovat_vezde_gijom_ pepi_prezident (accessed August 22, 2011).

10. Alstom v SNG [Alstom in the Union of independent States, available at: http://www.alstom. com/ru/cis/ (accessed March 12, 2017).

28 февраля 2017 г.