Проектирование технологичной городской электрички: как всё устроено

Колонка Ивана Ермишкина, конструктора электропоезда «Иволга».

Материал подготовлен при поддержке «Трансмашхолдинга»

39 новых составов «Иволга» будут курсировать по Московским центральным диаметрам (МЦД) к концу 2019 — в начале 2020 года.

Один из авторов проекта электропоезда, Иван Сергеевич Ермишкин, с 1994 по 2013 год был главным конструктором на Тверском вагоностроительном заводе, где разработали «Иволгу». В нулевых вместе с коллегами он сконструировал «Невский экспресс». Теперь Ермишкин представляет «Иволгу» на презентациях и тестах в качестве одного из главных экспертов холдинга «ТМХ Инжиниринг», который разрабатывает конструкцию железнодорожного подвижного состава.

В своей колонке Иван Сергеевич рассказал об основных особенностях нового электропоезда.

Перед стартом проекта нам пришлось основательно поездить по российским и зарубежным заводам. Мы изучили опыт наших коллег из Новочеркасска, Коломны, Мытищ, которые производят электровозы и вагоны метро. Были на европейских выставках, например, Innotrans в Германии.

Для нового состава сложнее всего было придумать дизайн: раньше мы никогда не конструировали бестамбурные поезда с открытым салоном. Интерьерную и экстерьерную часть проекта разработала испанская компания Integral Design and Development. Они работали в жёстких временных рамках — сделали всё за 120 дней. Причём, по их словам, так увлеклись, что работали даже в выходные дни. Сначала придумали концепцию, потом изготовили 3D-модель поезда, которую оставалось реализовать в рабочих чертежах.

К 2015 году у нас было два первых состава, сделанных один в один по испанским чертежам. Несколько раз их пришлось переделывать: не устраивали некоторые моменты. Например, пришлось поменять уровень поручня-перекладины, который закрывал информационные мониторы. Несколько раз меняли местами расположение сидений и, как нам кажется, добились наилучшего размещения.

Безопасность, комфорт и экономичность — вот три главные качества, которые, по нашему мнению, удалось реализовать в «Иволге».

Поезд оснащён специальной крэш-системой для смягчения последствий в случае аварии. При лобовом столкновении состава, движущегося со скоростью 72 км/ч, с «КамАЗом», весом примерно 10 тонн, ускорение, которое получат пассажиры, не превысит 5 g. Если человек во время столкновения будет держаться за поручень, с ним ничего не случится. Всё благодаря специальным компенсирующим модулям, установленным в головных и промежуточных вагонах.

Мы внедрили несколько решений, которые уберегут пассажира от удара током и попадания в зажим между створками дверей: если дверь не закрыта, поезд не поедет; если скорость поезда больше 5 км/ч, двери не откроются. Также мы интегрировали в состав систему пожарной сигнализации и полуавтоматического пожаротушения.

Салон «Иволги» оснащён системой обеззараживания воздуха. Коллектив Тверского вагоностроительного завода первым начал использовать её в вагонах локомотивной тяги, а уже потом коллеги из других производств установили её в вагонах метро и других составах. С 2013 года наличие этой системы стало санитарной нормой и требованием для всех поездов.

Модуль очистки нужен для того, чтобы уменьшить риски для здоровья пассажиров. Зимой на каждого человека в час подаётся 10 тысяч кубических метров воздуха, летом — 20 тысяч кубических метров. Воздух с улицы попадает в климатические камеры, которые установлены на крыше в обоих концах вагона. В камере уличный воздух смешивается с воздухом из салона, обеззараживается с помощью жёсткого ультрафиолетового излучения и подаётся обратно в салон. Для того, чтобы проверить надёжность системы, мы проводили испытания: специально заражали воздух.

Прежде всего мы просили дизайнеров разработать салон так, чтобы он воспринимался единым и светлым пространством. Кресла расположены во встречных направлениях, чтобы вместить больше пассажиров. Эта посадка наиболее практична для поездок на короткие расстояния.

С помощью специальной программы мы моделировали поведение пассажиров при входе в салон. На основе массива полученных данных мы решили сделать не три, а две двери на каждой стороне вагона. Они расположены ближе к середине салона и равномерно распределены по длине состава. Это способствует удобному входу и выходу пассажиров.

Дверные проёмы расширены до 140 см. Это шире обычных дверей, так что мы решили отсекать холодный или тёплый поток воздуха с улицы. Так появились воздушные завесы. Они работают только на остановке, при входе и выходе пассажиров. Зимой подают тёплый воздух, а летом холодный.

Широкие двери и отсутствие тамбуров ускоряют посадку и высадку пассажиров. Благодаря этому поезд не задерживается на станциях и темп оборота поездов на маршруте не снижается.

Чтобы сделать салон «Иволги» более светлым, нужно было решить вопрос с окнами. В «Ласточке», например, восемь больших окон с широкими простенками. В нашем проекте мы сделали простенки узкими, поместив девять окон на каждую сторону. При рассадке лицом к лицу пассажиры всегда сидят у окна.

Температура воздуха в салоне будет не меньше 18 градусов зимой и не больше 25 градусов летом. В головных вагонах мы расположили туалеты, а вместо розеток в салонах использовали USB-порты, по 16 в каждом вагоне. Такие порты безопаснее и экономичнее.

«Иволгу» разгоняет тяговый асинхронный двигатель. Он потребляет меньше энергии, чем двигатели других электричек, и реже требует ремонта. Стоит дороже, но работает дольше, так что вложения окупаются. При расчёте начальную стоимость поезда делят на время службы. Обычно заявленный срок составляет 28 лет, но в «Иволге» многие детали выполнены из нержавейки, так что срок службы — не менее 40 лет. Тележка вагона тоже рассчитана на 40 лет. Колёса и оси со временем будут меняться, а рама останется прежней.

Экономим мы и благодаря умной подаче воздуха. В салоне стоит датчик, который по содержанию в воздухе углекислого газа понимает, требуется людям свежий воздух или нет. Система срабатывает, если концентрация углекислого газа превышает 0,1%. Всё освещение вагона состоит из светодиодных ламп. Они экономичны и служат дольше.

Для МЦД мы поставим шести- и семивагонные модификации поезда, в каждом промежуточном вагоне по 68 посадочных мест, в головных — по 28. Вместе со стоящими пассажирами каждый состав сможет вмещать до двух тысяч человек.

В Европе подземный, наземный и городской транспорт связаны в единую структуру. Сейчас подобная идея реализуется в Москве, другим городам, к сожалению, пока до этого далеко. Но мы уже проводим тестовые испытания и надеемся, что «Иволга» свяжет Москву с ближайшими крупными городами.

Первые две линии Московских центральных диаметров запустят в конце 2019 - начале 2020 года. Пассажиры смогут без пересадок добраться из Подмосковья до центра Москвы за 20 минут. МЦД-1 свяжет Одинцово и Лобню, а МЦД-2 — Нахабино и Подольск.

График работы МЦД будет таким же, как у метро: с 5:30 до 01:00. В часы пик интервал движения составит всего 5-6 минут. Пассажиры смогут оплачивать проезд картой «Тройка».

#партнерский