«Ласточки» от «Уральских локомотивов» — востребованный подвижной состав на многих межрегиональных маршрутах. Однако не везде «Ласточки» летат по электрифицированным путям.
Первый поезд комплектации «Премиум», рассчитанный на время в пути более трех часов, появился в 2018 году на маршруте Москва — Иваново, в котором на последних 136 км нет никакой электрификации. Маршрут проходит через Владимир, где к электропоезду цепляют тепловоз, и состав продолжает путь. Сегодня в таких «сплотках» «Ласточки» ездят из Москвы не только в Иваново, но и в Ржев, а еще — из Санкт-Петербурга в Псков, Сортавалу и Старую Руссу.
Из примерно 90 тыс. км железных дорог России электрифицированы тем или иным родом тока около половины. «Ласточки» уже научились «бесшовно» преодолевать переход от постоянного тока к переменному и обратно. Сегодня конструкторы «Уральских локомотивов» решают новую интересную задачу: проектируют электропоезда, которые смогут ходить по неэлектрифицированным участкам железных дорог без помощи тепловоза — на аккумуляторной тяге.
Первыми с предложениями разработать автономные составы выступили Свердловская, Калининградская и Октябрьская железные дороги. Любая из этих магистралей могла бы стать полигоном для испытаний «беспроводных» «Ласточек». Но так как участок Октябрьской железной дороги — один из самых протяженных и сложных, именно его в первую очередь будут использовать в качестве опытного плацдарма.
Как рассказал первый заместитель генерального директора по технической политике завода «Уральские локомотивы» Виталий Брексон, на Октябрьской железной дороге действует программа повышения скоростей движения, в том числе на маршруте Санкт-Петербург — Луга — Псков. Там ходит уральская «Ласточка».
Часть пути от Луги до Пскова — это 137 км — неэлектрифицирована. Сейчас «Ласточка» преодолевает ее в сплотке с тепловозом. Было принято решение создать поезд, оборудованный аккумуляторными батареями, который сможет пройти этот путь без подзарядки. Мы получили от железной дороги технические требования и информацию, необходимую для разработки проекта такого поезда. И уже выполнили необходимые расчеты», — рассказывает Виталий Брексон.
Первый шаг к независимости
Проектирование поезда на аккумуляторных батареях началось вовсе не с самих батарей. Сначала была разработана электрическая схема питания вагона от аккумуляторов, затем спроектирована 3D-модель размещения батарей, определены возможный объем и их масса, и из этого рассчитана емкость аккумуляторов. Тип батарей пока находится на стадии определения.
Опытный макет батареи и зарядно-разрядного преобразователя появится к концу 2022 г. «В дальнейшем, когда мы отладим алгоритмы управления, разработаем программное обеспечение, их можно будет интегрировать в вагон», — делится планами Виталий Брексон.
Как будет работать поезд на автономной тяге
Аккумуляторные батареи в поезде будут работать так же, как в электромобилях. Режима работы может быть два: только тяговая батарея, либо сочетание токосъемника и батарей. Когда поезд идет по электрифицированному участку пути, батарея заряжается. При въезде на неэлектрифицированный участок батарея начинает давать энергию для тягового двигателя.
Мы сможем обеспечить любую скорость — вопрос только в емкости батареи. Это как в электромобиле: сразу оговаривается, что без зарядки машина может проехать 200, 300 или 500 км — в зависимости от погодных условий и манеры пилотирования, — поясняет Дмитрий Лимонов, начальник управления проектирования подвижного состава «Уральских локомотивов».
По его словам, батареи, которые можно было бы поставить на первый опытный поезд, будут обеспечивать запас хода на 150-200 км при скорости 160 км/ч. Если машинист едет с максимальной скоростью, преодоленное автономно расстояние будет минимальным. Чем ниже скорость — тем больше расстояние. «Впрочем, длина неэлектрифицированного участка на маршруте, по которому ведутся расчеты, — 137 км. Мы даем запас от 150 до 200 км, — в любом случае хватит», — уверен инженер.
Поезд как конструктор
Новый тип вагона с аккумуляторными тяговыми батареями можно будет сочетать с другими типами — так же, как сейчас можно «собрать» «Ласточку» практически любой длины из моторных и немоторных вагонов.
У нас есть вагоны нескольких типов. Заказчик сможет прямо на заводе скомплектовать поезд с применением аккумуляторных вагонов, либо потом докупить его и вставить в поезд, который ходит по маршруту, где есть неэлектрифицированные участки, — поясняет Дмитрий Лимонов.
Конструкция самого вагона внешне не поменяется, но на крыше и/или тележке, где и будут располагаться батареи, появятся специальные крепления.
Затраты на аккумуляторы зависят от требований заказчика и участка эксплуатации. Если участок короткий и заказчику достаточно скорости в 80-100 км/ч, можно применить батареи меньшей мощности. Кроме того, питание можно будет осуществлять потележечно: одна батарея на одну тележку. Заказчик сам будет решать, ставить ли их на обе тележки вагона или на одну. Мы в этом отношении предусматриваем гибкий подход, — резюмирует Виталий Брексон.
Перспектива
От реализации проекта аккумуляторных поездов, безусловно, выиграют не только первопроходцы: помимо Пскова, есть немало городов, к которым протянуты рельсовые пути, но не линии электропередач. А вслед за Псковом дополнительный выигрыш во времени пути смогут получить и жители Иванова, Ржева, Старой Руссы — чтобы доезжать до столичных городов еще быстрее и еще комфортнее, чем прежде.
