Впрочем, работа над организацией в стране сначала скоростного, а затем высокоскоростного железнодорожного движения, в том числе создания необходимого подвижного состава, началась еще в 70-х годах прошлого века (см. «Когда наши поезда ездили быстро», «Эксперт» № 28 за 2021 года), однако по разным причинам до конца она доведена не была. И хотя тогда российский «Сокол» проиграл немецкому «Сапсану», это стало всего лишь одним из этапов пути.

«Монокль» внимательно следит за организацией в России высокоскоростного железнодорожного движения, важнейшая составляющая которого — высокотехнологичный подвижной состав. О том, как продвигается процесс его создания, мы поговорили с председателем совета директоров холдинга «Синара — Транспортные машины» Александром Мишариным.

— В какой стадии находится проект создания высокоскоростного поезда, как идет его проектирование?

— Разработку высокоскоростного поезда, его проектирование ведет Инжиниринговый центр железнодорожного транспорта по заказу Российских железных дорог. Центр образован двумя учредителями в 2019 году, это РЖД в лице одной из своих дочерних компаний и холдинг «Синара — Транспортные машины» (СТМ). Сегодня к ним присоединилась Москва (в АО «ИЦ ЖТ» правительству Москвы принадлежит 30%, РЖД — 60%, СТМ — 10%. — «Монокль»). В прошлом году состоялась защита технического проекта.

В настоящее время совместно с заводом «Уральские локомотивы» (г. Верхняя Пышма, Свердловская область, входит в СТМ, выпускает скоростные поезда «Финист», несколько моделей грузовых электровозов. — «Монокль») идет разработка конструкторской документации, технологических карт, идет строительство новых корпусов на площадке завода. Так что сегодня проект реализуется в соответствии с утвержденным графиком.

Важный момент — идет конкретная работа с поставщиками. Мы заканчиваем подписание контрактов по основным компонентам.

— Недавно представитель компании сказал, что уже в следующем году планируется начать сборку первого поезда.

— Да, все правильно. Сейчас тестируется немоторная тележка, и в июне ее стендовые испытания будут закончены, идет сварка моторной тележки и готовится ее передача на испытания. В этом году основные элементы будут сформированы, и в середине следующего года будем собирать поезд.

— А где проходят испытания? У завода «Уральские локомотивы» есть собственный стенд?

— Нет, испытания тележки ведет Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава, ВНИКТИ. На их стенде определяется в том числе усталостная прочность всех элементов тележки.

— Какой кузов будет у этого поезда — стальной или алюминиевый?

— У всех высокоскоростных поездов для уменьшения массы поезда кузов делается из экструдированного алюминия, специальных панелей. Завод «Уральские локомотивы» — уникальное предприятие, которое обладает технологиями сварки таких панелей. Он такой единственный в России. Эта технология давно освоена и отработана заводом: скоростные поезда «Ласточка» и «Финист» имеют алюминиевые кузова вагонов. И это стало одной из причин, почему завод «Уральские локомотивы» был определен как производитель высокоскоростного поезда. Большая часть технологий, успешно используемых на предприятии, будет применена и для создания высокоскоростного поезда: роботизированная сварка тележек, сварка кузова, которая, кстати, совершенствуется, и ряд других.

Безусловно, преимущество завода — это кадры, которые имеют большой опыт изготовления поездов. А также пул поставщиков, которые производят компоненты для поезда «Финист» и будут участвовать в производстве высокоскоростного поезда.

— Максимальная скорость нового поезда предполагается до 400 километров в час, эксплуатационная — 360. «Ласточка» и «Финист» — это до 160 километров в час. Понятно, что требования к тележке высокоскоростного поезда другие. Какие у нее конструкционные отличия, какие новые материалы используются?

— Конечно, конструкция тележки для высокоскоростного поезда, хотя она и является естественным развитием тележки для скоростного, имеет ряд существенных отличий. Во-первых, увеличена прочность. А это ведет к более жестким требованиям к маркам стали и технологии сварки. Во-вторых, тележка имеет дополнительные конструкции, которые, с одной стороны, обеспечивают жесткость, а с другой — плавность хода. В-третьих, изменены элементы самой тележки. Например, двигатель имеет те же габариты, что и у скоростного поезда, но его мощность почти в два раза выше. Это требует других технических решений и материалов. Ну и целый ряд дополнительных компонентов.

— Сталь для тележки российская?

— Да. Абсолютное большинство конструкций и деталей высокоскоростного поезда выполняется российскими компаниями. Только первоочередных поставщиков больше сотни, а в целом я не берусь даже сказать, сколько их участвует в изготовлении этого поезда, потому что у каждого поставщика есть свои поставщики. То есть это большой, очень технологичный инженерный и научный проект, который в России осуществляется впервые.

— А что касается электродвигателя, который меньше, но мощнее? Кто его разрабатывал, и кто будет производить?

— Разрабатывался он в Инженерном центре, все технические условия и задания были сформированы на стадии проектирования поезда. Его мощность — 630 киловатт. И сегодня есть два российских поставщика. Завод «Русские электрические двигатели» в Челябинске уже изготовил опытный образец и в ближайшее время поставит его на испытания.

— А почему два поставщика? Не хватает мощностей у одного или вы конкуренцию между ними устраиваете?

— По основным элементам мы стараемся иметь двух поставщиков, для того чтобы снизить риски. Потому что есть элементы, без которых поезда не будет. Можно произвести все, а если этого элемента нет, значит, и поезда нет.

— На тележке предполагается два двигателя или один?

— На каждую ось по двигателю. Из восьми вагонов — четыре моторных. 16 двигателей на весь поезд.

— А передача с двигателя на ось предполагается через редуктор или напрямую?

— Через редуктор. Вот это тоже очень важный элемент с пятым классом точности обработки.

— Сами будете делать или заказали кому-то?

— Здесь тоже два варианта. Первый сами, второй — заказали.

Без цифровых технологий невозможно вести проектирование, потому что предварительно, прежде чем заложить решение в технический проект, происходит цифровое моделирование практически каждого элемента

— Как решена проблема токоприемника, передачи электрической энергии от контактного провода поезду? Скорость высокая, нужно удерживать механический контакт между пантографом и контактной сетью…

— С этой задачей мы справились за счет двух инженерных решений.

Вообще, если мы говорим о высокоскоростном поезде, а точнее, о его отличии от обычного скоростного, то надо иметь в виду два фактора. Первый — это сам поезд, который имеет более высокие параметры, позволяющие ему развивать скорость до 400 километров в час. И второй — специальная инфраструктура, которая позволяет достичь такой скорости. Эта инфраструктура отличается от обычной железной дороги: она дороже при капитальном строительстве, но дешевле в эксплуатации. То есть затраты в будущем меньше. Это принципиальное отличие, которое не всегда указывается. То же самое касается и контактной сети. Марка КС-400 разработана еще на предыдущем проекте, когда мы проектировали линию ВСМ Москва — Казань, и сегодня проходит апробацию. Это практически не обслуживаемая контактная сеть. Токоприемник более динамичный, эластичный и позволяет осуществлять токосъем. Но токосъем при таких скоростях практически происходит с образованием электрической дуги. Контактная сеть более жесткая, ее натяжение примерно на 70 процентов выше, чем у обычной, и поэтому за счет большой скорости не происходит разрушения токоприемника и самой контактной сети, а происходит требуемый токосъем. Мощность ВСМ-поезда большая, 10 мегаватт, а в сдвоенном варианте, 16 вагонов, это 20 мегаватт. Для сравнения: 10 мегаватт — это самый мощный локомотив в грузовом движении.

— Электрическая дуга имеет высокую температуру. Не расплавится провод?

— Вот как раз за счет большой скорости и не происходит разрушения. А когда скорость меньше, происходит механический контакт, и дуга исчезает. Это достаточно сложные электротехнические процессы, но они опробованы и сегодня позволяют снимать требуемую мощность, которая необходима для максимальной скорости при максимальной загрузке.

Обоюдное испытание

— Когда поезд будет готов, как вы будете его испытывать: если дорога еще только строится, где он будет разгоняться до 400 километров в час?

— Сегодня разработана программа, по которой будут проходить испытания и поезда, и инфраструктуры. Испытания поезда будут проведены в несколько этапов. Первый — заводской. Второй — на действующей инфраструктуре до 250 километров в час, третий — на участке новой дороги, который сейчас строится и должен быть запущен в 2027 году, от Крюково до станции Обухово. На этом участке будут проводиться испытания и сертификация инфраструктуры и самого поезда.

— Когда проект ВСМ-поезда только начинался, было сказано, что при проектировании и создании поезда будут максимально использованы цифровые технологии. Вплоть до того, что отдельные узлы и компоненты будут сначала делаться в цифровом формате, в нем же испытываться. И сам поезд будет иметь цифрового двойника.

— Сегодня без цифровых технологий вообще невозможно вести проектирование, потому что предварительно, прежде чем заложить решение в технический проект, происходит цифровое моделирование практически каждого элемента.

И в будущем, я думаю, появится и цифровой двойник всего поезда. Эта работа ведется шаг за шагом.

Очень важный элемент — система управления. Те модели, которые сегодня произведены, показывают, что в поезд должно быть заложено резервирование, так называемая двухшинная система, для того чтобы исключить отказы поезда при выходе из строя какого-то элемента. Для этого делается двойное резервирование. И многое другое, что сегодня позволяют делать цифровые модели, в том числе вести предиктивную аналитику, которая используется при техническом обслуживании и позволяет предупредить отказы оборудования. Это тоже очень важная вещь. В общем, поезд достаточно интересный и сложный.

Совершенству нет предела

— До 2030 года предполагается выпустить 43 поезда, по восемь вагонов каждый. Довольно высокие темпы производства.

— Поэтому и идет развитие мощностей завода «Уральские локомотивы». Сегодня он способен производить в год 200 вагонов для скоростных поездов. После реконструкции, ввода новых цехов будет производить 144 вагона для высокоскоростных поездов и 150 для скоростных.

— А что будет после того, как вы насытите к 2030 году ВСМ Москва — Санкт-Петербург поездами? Ведь сделаны огромные вложения. Какое развитие может быть у этого поезда: экспорт, грузовой вариант, новые маршруты?

— Во-первых, предусматривается увеличение пассажиропотока в целом на проекте ВСМ-1, то есть там будет нужно больше поездов. А самое главное, президентский проект не заканчивается трассой Москва — Санкт-Петербург, он предусматривает строительство и на юг, в сторону Адлера, и на восток: Казань, Екатеринбург. И сегодня идет проработка до Минска и даже до Бреста по линии Союзного государства. Это все заложено в модель окупаемости тех средств, которые сегодня вкладываются в завод. Общий объем инвестиций — больше 40 миллиардов, и окупаемость проекта рассчитывается не только за счет этих 43 поездов. Мы надеемся, что остальные проекты тоже пойдут и всего надо будет построить более 250 таких поездов.

— Во сколько обошлись или обходятся НИОКР по созданию поезда?

— Они не закончены, они и сейчас продолжаются. Поэтому пока преждевременно говорить. Но я точно скажу, что НИОКР с производством первого поезда точно не закончатся. Эта тема бесконечна. Дальше — повышение скорости, дальше — снижение веса поезда, следующий этап — уменьшение энергопотребления, следующая задача — повышение комфорта и многое-многое другое. 360 или даже 400 километров в час — это тоже не предел на той же инфраструктуре. Сегодня в мире есть такие разработки, и мы пойдем по этому пути, надеюсь, в будущем.

— Вы видите перспективы поезда по технологии магнитной левитации, маглев, в России?

— Короткий ответ — да. Для длинного ответа надо отдельно говорить, почему пока не идет и что нужно сделать, чтобы такой проект состоялся.