Проект создания высокоскоростного электропоезда для первой российской ВСМ приближается к финишной прямой — впереди сборка первого состава, испытания и сертификация
Меньше трех лет остается до запуска в России высокоскоростного железнодорожного движения. В марте прошлого года Владимир Путин дал старт строительству ВСМ Москва — Санкт-Петербург, а уже 1 апреля 2028-го по магистрали должны пойти первые электропоезда.
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.
Производство высокоскоростных поездов ведет завод «Уральские локомотивы».
Высокоскоростной электропоезд будет состоять из восьми вагонов, предусматривается возможность соединения двух поездов в единый состав. Общее число пассажиров поезда — 454 человека. Вагоны будут иметь четыре класса обслуживания: первый, бизнес, комфорт и стандарт.
Максимальная скорость поезда — 400 км/ч, эксплуатационная — 360 км/ч. Планируемое время в пути от Москвы до Санкт-Петербурга по специальной построенной высокоскоростной магистрали — 2 часа 15 минут. Общая длина ВСМ — 679 км.
Общая стоимость проекта — строительство ВСМ, производство 43 составов высокоскоростного проезда — составляет 2,349 трлн рублей. На текущий момент это крупнейший инвестиционный проект в России. Он реализуется на условиях концессионного соглашения. Концессионер — компания «ВСМ Две столицы». Срок действия концессии составляет 40 лет. Ввод в эксплуатацию ВСМ-1 Москва — Санкт-Петербург запланирован на 1 апреля 2028 года
— 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.
— 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.
— 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.