Электропоезд Avelia Horizon постройки компании Alstom относится к новейшему, пятому поколению высокоскоростного подвижного состава железных дорог Франции. Важнейшей задачей при его разработке, затраты на которую составили 340 млн евро, было снижение стоимости жизненного цикла при одновременном повышении уровня комфорта пассажиров и улучшении экологических показателей.
Содержание
Презентация первого поезда Avelia Horizon (рис. 1), построенного для Национального общества железных дорог Франции (SNCF), состоялась в сентябре 2022 г. на предприятии компании Alstom в Ла-Рошели (Франция).
Рис. 1. Презентация поезда Avelia Horizon на заводе в Ла-Рошели (фото: Alstom)
Еще до установки на вагоны поезда все компоненты его оборудования были подвергнуты тщательным испытаниям. После завершения сборочных работ поезд прошел статические испытания на заводе компании Alstom в Бельвью (Франция), а затем динамические испытания при скорости не более 30 км/ч.
В начале декабря 2022 г. поезд Avelia Horizon прибыл на полигон Велим (Чехия) для прохождения ходовых испытаний при скорости до 200 км/ч, включающих оценку эксплуатационных характеристик при работе от контактной сети постоянного тока напряжением 1,5 кВ и переменного напряжением 15 кВ, 16,7 Гц и 25 кВ, 50 Гц, а также контроль электромагнитной совместимости, проверку тормозов, измерение уровня шума и вибрации (рис. 2). Помимо специалистов компании-изготовителя, в испытаниях в Велиме принимали участие представители подразделений оператора SNCF Voyageurs и SNCF Matériel.
Рис. 2. Поезд Avelia Horizon на динамических испытаниях в Велиме (фото: Alstom)
Весной 2023 г. опытные поездки продолжатся на сети SNCF. В ходе испытаний предполагается оценить характеристики поезда при скорости до 320 км/ч, в том числе в аварийных режимах, при неблагоприятных погодных условиях, при появлении препятствий на путях и т. д. По итогам этих испытаний планируется получить допуск Европейского железнодорожного агентства к коммерческой эксплуатации. Предстоит также оценить показатели надежности и износостойкости поезда в реальных эксплуатационных условиях. Эксплуатационный персонал при этом получит возможность подготовиться к работе с новым поездом. Компания Alstom планирует провести необходимые испытания в течение 6 мес. Новые поезда, которые у оператора получат обозначение TGV M, должны выйти на линию с пассажирами к концу 2024 г.
В марте 2023 г. предполагается начать испытания головного вагона поезда в климатической камере в Вене. В ходе этих испытаний при температуре от −20 до +40 °C будет моделироваться воздействие солнечного излучения с интенсивностью до 800 Вт/м² и ветра со скоростью до 160 км/ч, проводиться проверка работы систем обогрева пассажирских помещений, кондиционирования воздуха, теплоизоляции подвагонного пространства, кабины машиниста и пассажирских салонов.
В июле 2018 г. компания Alstom получила первый твердый заказ стоимостью 2,7 млрд евро на поставку SNCF 100 двухсистемных поездов для пассажирских перевозок в пределах страны. В августе 2022 г. были заказаны дополнительно 15 четырехсистемных поездов стоимостью 590 млн евро для международных сообщений.
Поезд Avelia Horizon с конструкционной скоростью 350 км/ч был разработан в рамках инновационного партнерства Alstom и SNCF. В 2017 – 2018 гг. в течение 18 мес изготовитель и оператор согласовали конструктивные особенности и характеристики будущего поезда, ориентируясь на достижение главной цели — сокращение стоимости жизненного цикла в расчете на одного пассажира.
Представление об основных требованиях к перспективному высокоскоростному поезду сформировалось у специалистов Alstom примерно к 2015 – 2016 гг. Одно из важнейших среди них заключалось в возможности гибко менять планировку пассажирских салонов для удовлетворения различных потребностей пассажиров в течение всего 30‑летнего срока службы поезда.
Особенности конструкции
Стоимость жизненного цикла поезда Avelia Horizon в расчете на одного пассажира примерно на 30 % меньше, а вместимость — на 20 % больше по сравнению с двухэтажными поездами TGV предыдущего поколения. Как и на других высокоскоростных поездах постройки Alstom, в данном случае была реализована схема с двумя моторными вагонами, расположенными по обоим концам поезда, но, поскольку длина каждого моторного вагона уменьшилась на 4 м, а прицепного — на 1 м, появилась возможность предусмотреть дополнительный, девятый пассажирский вагон. По сравнению с поездом TGV Euroduplex суммарная длина нового поезда увеличилась всего на 2 м — с 200 до 202 м, при этом его вместимость выросла.
Увеличение числа мест достигнуто также за счет переноса вспомогательного оборудования, ранее располагавшегося на нижнем этаже вагона с барной зоной, в моторные вагоны. Несмотря на то что их длина стала меньше, в них удалось найти место для дополнительного оборудования за счет переноса тягового трансформатора под кузов.
Номинальная мощность тягового привода поезда Avelia Horizon — 8 МВт. В нем используются те же асинхронные тяговые двигатели, что и в его предшественниках, но в отличие от моторных вагонов поездов TGV предыдущих серий теперь они установлены непосредственно на тележки. Такое решение способствовало снижению осевой нагрузки, поскольку ранее тяговые двигатели соединялись с редукторами на осях колесных пар с помощью карданных валов. Исключение последних из конструкции тягового привода позволило существенно сократить затраты на техническое обслуживание — по сравнению с поездами предыдущих серий они снизились в общей сложности на 20 %. Столь значительная разница объясняется тем, что снижение стоимости жизненного цикла при проектировании поезда Avelia Horizon имело для Alstom приоритетное значение. При этом в некоторых случаях изготовитель предпочел использовать более дорогостоящие, но менее трудоемкие в обслуживании компоненты.
Форма передней части моторных вагонов поезда Avelia Horizon также изменена, что стало результатом работы по улучшению аэродинамических характеристик и, соответственно, снижению сопротивления движению поезда (рис. 3). С той же целью были уменьшены воздушные зазоры между вагонами, а также в зоне тележек и токоприемников. Это позволило снизить потребление электроэнергии на тягу на 20 %, что в сочетании с увеличением пассажировместимости поезда оказало значительное влияние на стоимость жизненного цикла.
Рис. 3. Головной вагон поезда Avelia Horizon (фото: Alstom)
Существенное внимание при проектировании нового поезда было уделено компоновке кабины управления. При разработке технических решений, обеспечивающих комфортные условия труда локомотивным бригадам и доступность органов управления, использовалась информация, полученная в ходе консультаций с машинистами.
Пассажирский салон
В поезде Avelia Horizon может быть от 640 до 650 мест для сидения, из них 20 % — в салонах первого класса (рис. 4). Исключение из компоновки барной зоны и установка пассажирских кресел только второго класса позволяют увеличить число мест в девятивагонном поезде до 740. Предусмотрена возможность заказа семи- и восьмивагонных поездов.
Рис. 4. Салон первого этажа поезда Avelia Horizon (компьютерная графика, источник: Alstom)
Интерьеры поезда спроектированы на основе модульного принципа, что позволяет эффективно реагировать на изменяющиеся потребности пассажиров и операторов (рис. 5). Так, в случае необходимости оборудовать салон менее высокого класса замену кресел можно выполнить в депо всего за один-два дня, поскольку они смонтированы на направляющих, позволяющих изменять шаг их установки.
Рис. 5. Площадка у входа в салон второго этажа (компьютерная графика, источник: Alstom)
Туалетные модули и стеллажи для размещения багажа также могут быть установлены в вагонах опционально. Благодаря гибкости компоновки в каждом из 18 пассажирских салонов девятивагонного двухэтажного поезда могут быть созданы различные условия для пассажиров. На втором этаже (рис. 6) может быть оборудована «зона повышенной комфортности» с панорамными окнами, а на первом — переговорный зал или детская игровая зона.
Рис. 6. Салон второго этажа (компьютерная графика, источник: Alstom)
Среди реализованных мер по сокращению затрат на техническое обслуживание — упрощение системы кондиционирования воздуха. Если в двухэтажных поездах TGV предыдущих моделей было предусмотрено по одному кондиционеру на каждом этаже вагона, то теперь он один на весь вагон.
Поезд Avelia Horizon изначально разрабатывался в расчете на техническое обслуживание по фактическому состоянию, поэтому он оснащен многочисленными датчиками, встроенными в бортовое оборудование, которые предоставляют данные о его техническом состоянии и режиме работы в реальном времени. Это позволит операторам оптимизировать затраты на техническое обслуживание парка поездов за счет выполнения работ не по графику, а только тогда, когда состояние того или иного компонента приближается к предотказному и требуется его ремонт или замена.
Информацию о техническом состоянии поездов предполагается передавать каждые 5 с, при этом суммарный объем данных по каждому поезду будет достигать 15 Гбайт в день. Разработчики также постарались учесть непрерывно растущие требования к доступу в Интернет с расчетом, чтобы и через 5, 10 или даже 15 лет скорость доступа соответствовала запросам пассажиров и позволяла им, например, всем одновременно смотреть фильмы во время поездки.
Инвестируя в будущее
Стоимость разработки поезда Avelia Horizon составила 340 млн евро. Часть этой суммы была выделена правительственным агентством по «зеленому» развитию Ademe, учредившим в 2015 г. с компанией Alstom совместное предприятие Speedinnov для создания нового высокоскоростного поезда, в том числе с прицелом и на его экспортный потенциал. Капитальные затраты на организацию двух новых производственных линий на заводе Alstom в Ла-Рошели составили 50 млн евро (рис. 7); одна из них предназначена для изготовления алюминиевых кузовов вагонов, вторая — для монтажа оборудования на них. Ожидается, что внедрение новой оснастки, оптимизация плана доставки комплектующих и переход к более компактному размещению оборудования приведут к росту эффективности производства. Предполагается также, что будет достигнут положительный эффект в отношении обеспечения безопасных условий труда и здоровья персонала.
Рис. 7. Поезд Avelia Horizon в цехе завода (фото: Alstom)
Значительные инвестиции в развитие завода в Ла-Рошели планируется окупить за счет поставок новых поездов. В соответствии с рамочным соглашением SNCF в течение 10 – 15 лет может заказать до 200 поездов Avelia Horizon. К продукции предприятия проявляют интерес и другие операторы высокоскоростных железнодорожных сообщений, поэтому разработчики ожидают, что спрос на эти поезда будет не только со стороны SNCF.
Материалы компании Alstom (www.alstom.com) и SNCF (www.sncf.com); International Railway Journal, 2022, №11, с. 42 – 43.
Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2023, № 3.
