Отправлено: 16.01.12 16:17. Заголовок: ВЫСОКОСКОРОСНОЙ НАЗЕМНОЙ ТРЕНСПОРТ

Высокоскоростной наземный транспорт (ВСНТ) — наземный железнодорожный транспорт, обеспечивающий движение поездов со скоростью свыше 200 км/ч (120 миль/ч)[1]. Движение таких поездов, как правило, осуществляется по специально выделенным железнодорожным путям — высокоскоростной магистрали (ВСМ), либо на магнитном подвесе (Маглев).

Впервые регулярное движение высокоскоростных поездов началось в 1964 году в Японии. В 1981 году поезда ВСНТ стали курсировать и во Франции, а вскоре бо́льшая часть западной Европы, включая даже Великобританию, оказалась объединена в единую высокоскоростную железнодорожную сеть. Современные высокоскоростные поезда в эксплуатации развивают скорости около 350—400 км/ч, а в испытаниях и вовсе могут разгоняться до 560—580 км/ч. Благодаря быстроте обслуживания и высокой скорости движения они составляют серьёзную конкуренцию другим видам транспорта, сохраняя при этом такое свойство всех поездов, как низкая себестоимость перевозок при большом объёме пассажиропотока.

В России регулярная эксплуатация высокоскоростных поездов «Сапсан», по общим путям с обычными поездами, началась в конце 2009 года. И только к 2017 году ожидается завершение строительства первой в России специализированной высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва — Санкт-Петербург[2].

В основном высокоскоростные поезда перевозят пассажиров, однако существуют разновидности, предназначенные и для перевозки грузов. Так французская служба La Poste имеет в своём распоряжении парк специальных электропоездов TGV служащих для перевозки почты и посылок.
онятие Высокоскоростной наземный транспорт (а также Высокоскоростной поезд) относительно условно и может отличаться как по странам, так и по историческим периодам. Так ещё в начале XX века высокоскоростными называли поезда, следующие со скоростями выше 95—100 миль/ч (150—160 км/ч). В связи с дальнейшим ростом скоростей поездов, данная планка постепенно увеличивалась. В настоящее время например в России и Франции (на обычных линиях) её величина составляет 200 км/ч, в Японии, а также в той же Франции (но для специализированных линий) — 250 км/ч, в США — 120 миль/ч (около 190 км/ч) и так далее.

Помимо этого, во многих странах объединены такие понятия, как Высокоскоростной поезд и Скоростной поезд. Несмотря на то, что советские/российские ЭР200 и ЧС200 (локомотив поездов «Аврора» и «Невский экспресс») в испытательных поездках достигали скорости в 220 км/ч, высокоскоростными они не являются, так как их максимальная эксплуатационная скорость не превышает 200 км/ч.
Вскоре после открытия первых общественных железных дорог, публика весьма оценила возможность поездов, как быстрого транспортного средства. Так на проведённых в 1829 году Рейнхильских состязаниях паровоз «Ракета» достиг скорости 24 миль/ч (по другим данным 29 миль/ч), что на то время являлось мировым рекордом скорости. В дальнейшем максимальные скорости поездов продолжали расти и в сентябре 1839 года паровозом «Ураган» на дороге «Грейт Вестерн» (Великобритания) был преодолён скоростной рубеж в 100 миль/ч (160,9 км/ч). 10 мая 1893 года скоростной паровоз № 999[3].

Скоростной рубеж в 200 км/ч был преодолён 6 октября 1903 года (за месяц до первого полёта самолёта) на тестовой линии Мариенфельде — Цоссен (пригород Берлина) экспериментальный электровагон, созданный компанией Siemens & Halske, показал рекордную скорость 203 км/ч[4]. В конце того же месяца (28 октября) уже другой электровагон от фирмы AEG показал скорость в 210,2 км/
Несмотря на многочисленные проекты в европейских странах, первая общественная высокоскоростная железная дорога появилась на другом конце континента — в Японии. В этой стране в середине 1950-х резко обострилась транспортная ситуация вдоль восточного побережья острова Хонсю, что было связано с высокой интенсивностью пассажирских перевозок между крупнейшими городами страны, особенно между Токио и Осака. Используя в основном иностранный опыт (особенно американский), Администрация японских железных дорог довольно быстро (1956—1958 гг.) создала проект высокоскоростной железной дороги между этими двумя городами. Строительство дороги началось 20 апреля 1959 года, а 1 октября 1964 года первая в мире ВСМ была запущена в эксплуатацию. Ей присвоили название «Токайдо», протяжённость трассы составляла 515,4 км, а максимальная допустимая скорость поездов 210 км/ч. Дорога быстро завоевала популярность у населения, о чём, например, свидетельствует прирост объёма выполненных на линии пассажирских перевозок:
с 1 октября 1964 по 31 марта 1965 — 11 млн пассажиров;
с 1 апреля 1966 по 31 марта 1967 — 43,8 млн пассажиров;
с 1 апреля 1971 по 31 марта 1972 — 85,4 млн пассажиров.
Уже в 1967 году дорога стала приносить прибыль, а к 1971 полностью окупила затраты на строительство.
В 1985 году, то есть через год после начала работы сети TGV, Комиссия по транспорту Европейских сообществ (ЕС) выдвинула ряд важных предложений по организации высокоскоростного сообщения в Европе. К тому времени уже отчётливо виднелись проблемы всеобщей автомобилизации, что отрицательно сказывалось не только на транспортной, но и экологической обстановке. Первоначально предложения об объединении ВСМ в единую сеть касались лишь магистралей, создаваемых по планам SNCF, однако вскоре были созданы и международные проекты[8].

Для проверки возможности реализации данной идеи, была сформирована рабочая группа из специалистов из Международного союза железных дорог и Сообщества Европейских железных дорог, которая в 1989 году разработала «Предложения по Европейской высокоскоростной железнодорожной сети», на основании которых, Совет министров ЕС образовал рабочую группу под названием «Группа высокого уровня» (известна также как группа «Высокая скорость»). В данную группу прежде всего входили следующие представители: стран-членов ЕС, железнодорожных компаний, предприятий, выпускающих железнодорожную технику, а также ряда прочих заинтересованных компаний. 17 декабря 1990 года Совет министров ЕС одобрил разработанные Группой отчёт «Европейская сеть высокоскоростных поездов» и прилагаемый к нему генеральный план по развитию высокоскоростных железных
В своём большинстве, применяемые на ВСНТ технологии аналогичны стандартным технологиям железнодорожного транспорта. Отличия же обусловлены прежде всего высокой скоростью движения, что влечёт за собой возрастание таких параметров, как центробежные силы (возникают при прохождении поездом кривых участков пути, могут вызвать состояние дискомфорта у пассажиров) и сопротивление движению. В целом, повышение скорости движения поездов ограничивают следующие факторы[9]:
аэродинамика;
механическое сопротивление пути;
тяговые и тормозные мощности;
динамическая устойчивость движения;
надёжность токосъёма (для ЭПС).

Для улучшения аэродинамических показателей, поезда имеют обтекаемую форму передней части, и минимальное число выступающих частей, а выступающие (например, токоприёмники) оборудуются специальным обтекаемыми кожухами. Дополнительно, подвагонное оборудование закрывается специальными щитами. За счёт применения таких конструктивных мероприятий, снижается заодно и аэродинамический шум, то есть поезд становится менее шумным.

Механическое сопротивление в основном заключается во взаимодействии колесо-рельс, то есть для снижения сопротивления требуется снизить прогиб рельсов. Для этого прежде всего усиливают железнодорожный путь, для чего применяются рельсы тяжёлых типов, железобетонные шпалы, щебёночный балласт. Также снижают нагрузки от колёс на рельсы, для чего в материалах кузовов вагонов применяют алюминиевые сплавы и пластик. Наконец можно вообще избавиться от колёс, то есть заставить поезд висеть над путями, что достигается использованием линейных тяговых двигателей и сверхпроводников. По этому принципу и были созданы поезда на магнитной левитации — Маглев.

Для обеспечения высокой выходной мощности, поезд должен иметь очень мощный первичный источник энергии. Этим и объясняется, что практически все высокоскоростные поезда (лишь за редким исключением) относятся к электроподвижному составу (электровозы, электропоезда). Тяговые электродвигатели на поездах первого поколения были коллекторными постоянного тока. Мощность такого двигателя ограничена прежде всего коллекторно-щёточным узлом (который к тому же ненадёжен), поэтому уже на поездах последующих поколений стали применяться бесколлекторные тяговые электродвигатели: синхронные (вентильные) и асинхронные. Такие двигатели имеют гораздо более высокую мощность, так для сравнения: мощность ТЭД постоянного тока электропоезда TGV-PSE (1-е поколение) составляет 538 кВт, а синхронного ТЭД электропоезда TGV-A (2-е поколение) — 1100 кВт.

Для торможения высокоскоростных поездов прежде всего используется электрическое торможение, на высоких скоростях — рекуперативное, а на низких — реостатное. Однако современные статические преобразователи (например, 4q-S, применяется на ЭПС 4-го поколения) позволяют применять на подвижном составе с бесколлекторными ТЭД и рекуперативное торможение практически во всём диапазоне скоростей.