Российский высокоскоростной поезд — уникальная разработка отечественных инженеров.
Электропоезд создается для первой в России высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва — Санкт-Петербург.
Разработку электропоезда осуществляет АО «Инжиниринговый центр железнодорожного транспорта» — совместное предприятие РЖД, Правительства Москвы и Группы Синара. Первый российский высокоскоростной поезд производится на заводе «Уральские локомотивы» в Верхней Пышме Свердловской области.
В создании поезда участвуют свыше
- предприятий
- > 150
- регионов России
- > 30
- инженеров-конструкторов
- > 500
- компаний и научно-исследовательских организаций
- > 50
Максимальная скорость российского высокоскоростного поезда составит до 400 км/ч.
Технологии
Кузов и аэродинамика
Кузов высокоскоростного поезда изготавливается из экструдированного алюминиевого профиля, который втрое легче стали. Для высокоскоростного поезда применяются специально разработанные алюминиевые профили шириной 900 мм. Применение алюминия позволяет снизить массу конструкции при сохранении высокой прочности.
Более широкие алюминиевые панели позволяют сократить количество сварных швов и снизить массу кузова. Применение панелей шириной 900 мм является новым технологическим решением для вагоностроения ВСМ.
Кузов имеет аэродинамическую форму с минимальным коэффициентом сопротивления, что позволяет снизить уровень шума и энергопотребление. Форма головной части разрабатывалась с учетом устойчивости поезда при движении на высоких скоростях и необходимости минимизировать аэродинамический шум.
Для отработки аэродинамических решений применялись математические модели и 3D-симуляции.
Тяговая система
Для российского высокоскоростного поезда разработан новый двухсистемный тяговый привод, рассчитанный на работу как на постоянном, так и на переменном токе.
Разгон состава обеспечивают асинхронные тяговые двигатели российского производства. Суммарная мощность тяговой системы составляет около 10 МВт. В составе тягового привода применяется преобразователь уменьшенной высоты, что позволяет разместить оборудование в ограниченном подвагонном пространстве. Система охлаждения рассчитана на работу тягового оборудования в предельных режимах.
Для высокоскоростного поезда разработан российский асинхронный тяговый электродвигатель ТАД650. Номинальная мощность одного двигателя составляет 650 кВт. Для сравнения: мощность двигателя «Ласточки» составляет 330 кВт, «Сапсана» — 510 кВт.
- Номинальная частота вращения вала ТАД650
- оборотов в минуту5390
- КПД
- 95 %
- Масса
- 750 кг
- Изготовлено
электродвигателей
ТАД650 - 10 шт.
Моторная тележка
Специально для российского высокоскоростного поезда разработана моторная тележка с подрамником, обеспечивающим независимую подвеску тягового двигателя. Такое решение позволяет снизить динамическое воздействие на путь и обеспечить необходимую плавность хода на высоких скоростях.
Рама тележки изготовлена из стали марки С355, которая сохраняет ударную вязкость при пониженных температурах, что важно для эксплуатации высокоскоростного подвижного состава в российских климатических условиях.
Тормозная система
Для высокоскоростного поезда разработаны новые фрикционные пары — специальные материалы тормозных накладок и дисков, рассчитанные на повышенные нагрузки.
Для испытаний тормозной системы созданы специальный стенд, который позволяет имитировать инерционную нагрузку при торможении со скорости 400 км/ч, а также моделировать различные погодные условия, в том числе ветер и дождь.
Токоприемник и крышевое оборудование
Для высокоскоростного состава разработан специальный токоприемник. Его конструкция рассчитана с учетом требований к аэродинамике и снижению уровня шума. Использование специальных материалов позволило также уменьшить массу устройства.
Токоприемник сохраняет работоспособность при температуре окружающей среды от –50 до +75 °C. Крышевое оборудование закрывается специальными обтекателями, которые позволяют снижать аэродинамическое сопротивление и шум.
Цифровые системы и безопасность
Движение поезда будет контролироваться отечественной системой с элементами искусственного интеллекта.
В конструкцию высокоскоростного поезда заложены системы технического зрения на основе технологий искусственного интеллекта. Блок обнаружения препятствий адаптирован таким образом, чтобы повышать информированность машиниста о ситуации на пути.
Для технологической радиосвязи используется новый подход. Технология позволяет обеспечивать цифровую голосовую связь машиниста с диспетчерской службой и передавать большие объемы телеметрической информации, необходимой для обеспечения движения.
В конструкции также применяются специальные устройства поглощения энергии при столкновении. Они предназначены для более эффективного поглощения кинетической энергии и снижения риска неконтролируемой деформации кузова.
В поезде предусмотрены перспективные технологии беспилотного управления и биометрическая идентификация пассажиров. Биометрическая идентификация позволит проходить посадку без предъявления документов.
Цифровое проектирование
При создании поезда используется концепция PLM — Product Lifecycle Management. Инженеры-конструкторы и технологи работают в единой цифровой среде, которая объединяет этапы проектирования, подготовки производства, выпуска изделия, его эксплуатации и последующей утилизации.
Система обеспечения микроклимата
Для первого российского высокоскоростного поезда разработана специальная система обеспечения микроклимата с функцией обеззараживания воздуха. Для состава поставлены восемь систем для пассажирских вагонов и две системы для кабин машинистов.
Оборудование прошло цикл предварительных испытаний. Проверялись механическая прочность, электромагнитная совместимость, тепло- и холодопроизводительность, массогабаритные параметры и другие характеристики.
Были проведены
- климатические испытания при
- + 50 °C,
− 50 °C - проверка работоспособности оборудования при
- + 70 °C
Одна из особенностей климатической системы — компенсация перепадов давления, возникающих при высокоскоростном движении, встречных разъездах поездов и прохождении тоннелей. Давление внутри и снаружи вагона контролируют статические и динамические датчики. Блок управления автоматически регулирует работу клапанов и вентиляторов.
Воздухозаборники, вентиляционные решетки и другие элементы климатической системы интегрируются в аэродинамические обводы кузова, чтобы минимизировать дополнительное сопротивление воздушному потоку.
Система в режиме реального времени анализирует температуру, скорость движения, количество пассажиров, уровень CO ₂ и состояние оборудования и на основе этих параметров автоматически регулирует вентиляцию и подогрев воздуха.
Окрашивание кузовов
Для первых двух составов выбран черно-серый вариант окраски. Начиная с третьего поезда предусмотрен серийный титановый цвет. При окрашивании применяются водоразбавляемые лакокрасочные материалы, а сама технология адаптирована под требования высокоскоростного подвижного состава.
Дополнительную сложность создают обтекаемая аэродинамическая форма кузова и декоративное покрытие с эффектом «металлик».
Окрашивание включает многоступенчатую подготовку поверхности. Алюминиевые кузова обрабатываются в абразивоструйной камере, затем последовательно наносятся грунтовка, шпаклевка, цветная эмаль и защитный лак. В зависимости от участка кузова наносится от четырех до семи слоев покрытия.
Все операции проводятся в окрасочно-сушильных камерах с контролем температуры и влажности. Технология обеспечивает высокую коррозионную стойкость кузовов и качество покрытия. Водоразбавляемые материалы рассчитаны на воздействие вибраций, перепады температур и регулярное применение моющих средств
Производственные технологии и роботизация
Для производства высокоскоростных поездов модернизируются действующие мощности завода «Уральские локомотивы» и внедряются новые автоматизированные технологии.
На предприятии работают два роботизированных комплекса для сварки компонентов тележек. Применение роботов позволяет обеспечить высокую точность, прочность и стабильность сварных соединений.
В покрасочном производстве ведется монтаж роботизированной камеры абразивоструйной очистки для подготовки алюминиевых поверхностей к окрашиванию и нанесению защитных покрытий.
Для контроля геометрии крупных компонентов кузова используется высокоточная координатно-измерительная система. Полученные данные автоматически передаются для настройки сборочно-сварочных стендов.
На участке колесных пар применяются станки глубокого сверления и хонинговальные станки с числовым программным управлением, обеспечивающие высокую точность обработки осей.
Пассажирский состав и комфорт
Один высокоскоростной поезд будет состоять из 8 вагонов и сможет перевозить до 460 пассажиров. Предусмотрена возможность эксплуатации двух соединенных поездов в сдвоенном составе 8+8 вагонов.
Для пассажиров предусмотрены четыре класса обслуживания: первый, бизнес, комфорт и стандарт.
В вагонах будут доступны Wi-Fi и мультимедийная система, индивидуальные розетки и USB-разъемы, климат-контроль и адаптивное освещение.
Испытания и сертификация
Кузова головного и промежуточного вагонов первого российского высокоскоростного электропоезда прошли приемочные испытания на соударение на площадке завода «Уральские локомотивы» под контролем специалистов ВНИИЖТ.
Опытные кузова установили на тележки и загрузили мерным грузом для имитации эксплуатационной массы. Рамы, балки, дверные и оконные проемы и каркас кабины оснастили тензорезисторами. На кузовах установили акселерометры, автосцепные устройства оборудовали системами регистрации фактической силы удара.
Всего проведено не менее 10 соударений с различными уровнями нагрузки. Силу воздействия увеличивали с шагом 20 тонн. Испытания позволяют проверить способность кузова поглощать энергию удара и сохранять пространство кабины и пассажирского салона.
Новые производственные мощности
Для организации серийного выпуска поездов на заводе «Уральские локомотивы» строятся пять новых производственных объектов: корпус пусконаладки поездов, административное здание, корпус изготовления крупных компонентов кузова, испытательный центр тягового оборудования и конструкторский центр. Также ведется устройство железнодорожных путей.
Общая площадь строящихся объектов составляет 67 тыс. м². Завершение предусмотрено в IV квартале 2026 года.
Обновленные производственные мощности позволят выпускать до 18 высокоскоростных электропоездов, или 144 вагона, в год. К 2030 году будет поставлено 43 высокоскоростных электропоезда.
Российские разработки и интеллектуальная собственность
В Роспатент подано 90 заявок на получение охранных документов на изобретения, полезные модели, промышленные образцы и программы для ЭВМ.
Для инфраструктуры и подвижного состава ВСМ разрабатываются 45 новых ГОСТов.
Подготовка кадров
Идет подготовка специалистов в ведущих вузах страны для эксплуатации высокоскоростного подвижного состава и строительства магистрали. Появляются новые профессии — инженер подвижного состава высокоскоростных магистралей и процессов пассажирского сервиса на ВСМ, IT-инженер ВСМ, цифровой проектировщик, строитель инфраструктуры высокоскоростных железнодорожных магистралей и другие.
