Как производятся «Ласточки» — поезда с распределённой архитектурой. Часть 3.

https://habr.com/ru/company/tuturu/blog/565460/

Теперь, собственно, пора поговорить про архитектуру поезда.

Про архитектуру «Ласточки»

Идём на следующий участок:

Итак, изначально у электричек было два типа вагонов: головной с кабиной (обычно два, в начало и конец, чтобы разворачиваться без круга в тупике) и обычный промежуточный пассажирский. Головной вагон управляет и тянет, пассажирский едет, всё понятно. В метро в это же время использовалась другая схема, где каждый вагон был мини-поездом и нёс на себе всё необходимое оборудование (кроме пультов, для управления средним вагоном нужно втыкать мобильный пульт-чемодан в сеть вагона). Опять же, сильно упрощая, дальше на головных вагонах стало не хватать токосъёма, и токосниматели поставили на некоторые вагоны дальше по поезду. Так началось распределение оборудования, потому что можно сразу преобразовывать ток (в случае «Ласточки», кстати, поезд бывает двухсистемный, то есть может иметь на входе 25 кВ переменного или 3 кВ постоянного тока).

Дальше поменялась парадигма того, как эксплуатируются поезда. Если раньше их собирали-разбирали почти постоянно, то в какой-то момент логистика дошла до того, что поезд можно собирать как целую единицу и использовать в более-менее неизменном виде несколько месяцев (проблемы там возникали ещё на обслуживании, но с новым оборудованием — решаемые, про это мы рассказывали из депо «Аэроэкспресса»).

Возможно, вы видели, как подаётся длинный «Сапсан» в дни, когда нужно больше вагонов на Петербург (как было на майские) — это два сцепленных «Сапсана», и в середине у него ещё пара вагонов с кабинами. «Ласточка» в своей исходной версии была пятивагонной единицей. То есть 5 вагонов давали «ласточковый кварк», неделимый объект. Первый вагон — головной, на нём управление, мини-серверная, моторы и тяговый преобразователь. Второй вагон — токосъем и тяговый трансформатор. Там же преобразователь собственных нужд и аккумуляторная батарея. Третий вагон — там компрессоры, которые питают пневматическую тормозную систему поезда. В каждом вагоне есть собственная система кондиционирования, собственная тормозная система, локальная система информирования пассажиров, видеонаблюдение пассажиров и прочий набор автономных систем.

Соответственно, изначальная составность: головной, токосъёмный, компрессорный, токосъёмный, головной (да простят меня в очередной раз железнодорожники за вольную терминологию). Промежуточный вагон с компрессором один, потому что больше не надо. Остальные дублированы. То есть поезд представляет собой сеть из разных систем. Например, ток контактной сети идёт через токосъём на трансформатор второго вагона, а оттуда передаётся по магистрали уже на первый вагон, где тяговый преобразователь, с которого снимается напряжение на тяговый электродвигатель.

Проблема была только в том, что пять вагонов — это часто мало, а 10 — уже много. РЖД хотелось иметь «Ласточки» по 7 вагонов. Казалось бы, всего-то делов: нужно разработать пустой вагон с ролью «переходник», где будет только корпус, мебель и магистрали. Но затык оказался в системе управления, которую кто-то основательно захардкодил. Дело в том, что если вы добавляете ещё вагон, ОС изначального поезда сходит с ума. Нужна была локализация системы управления и переделка протоколов обмена под «железнодорожный plug-n-play». В первую очередь это касалось управления тормозными системами. В итоге доработки специалистами «Уральских локомотивов» русские «Ласточки» могут быть 5-вагонными, 7-вагонными, 10-вагонными и даже 12-вагонными.

«Родное» питание для тяги — 3 кВ постоянного, но «Ласточки» бывают двухсистемные, то есть могут питаться от 25 кВ переменного. Второй тип сети более современный, потому что позволяет работать с меньшим током при большем напряжении (то есть избавляет от кучи проблем типа пережогов проводов). Но при получении на вход 25 кВ, делается внутреннее преобразование на 3 кВ для тяги. И любой из входов преобразовывается для «нормального» оборудования — под 110 и 380 В. Преобразователи на 220/230 Вольт обычно стоят на самом оборудовании, которое имеет на входе 110 В вагонной сети.

Вместо зеркал камеры:

На 10-вагонном и 12-вагонном, соответственно, есть дополнительные камеры. А вот это камера для того, чтобы писать действия машиниста и ситуацию на пути:

Тут видно дождевание сцепок:

Кабина готова:

Пассажирский салон почти готов:

При одинаковой архитектуре бывает несколько компоновок поездов. Первая компоновка — это МЦК-вариант, где стоячих мест много, а сидячих меньше (это осознанное решение для перевозки максимума людей, но его часто не понимают пассажиры) — это почти 2 тысячи человек на 5-вагонный состав. Для пригорода используется компоновка как на фото, когда много людей едут сидя. И есть премиум-вагоны, отдалённо похожие на компоновку бизнес-класса «Аэроэкспрессов» (но напоминаю, что «Аэроэкспресс» — это не «Сименс», а «Штадлер Кисс»).

Финальная проверка делается на пути прямо по территории производства длиной 1,4 км. Там можно провести динамические испытания с разгоном и торможением до 120 км/ч (Ласточка эксплуатируется на скоростях до 160 км/ч).

Сама история партнёрства Группы Синара и «Сименса» — довольно интересная история. В 2011 году РЖД подписало контракт на 1200 вагонов до 2023 года, с обязательным условием локализации 80% производства в России к определённому сроку. То есть мы могли покупать вагоны, но вместо этого за гарантированный объём получили локализацию производства, что в целом хорошо. Это, конечно, не Китай с его тысячей вагонов в год, но производство выше уровня Европы (со слов сотрудников) — если не считать того, что ключевые компоненты делаются как раз не у нас. Хотя те же электродвигатели отечественный производитель постепенно осваивает, и на электровозах нового поколения они будут уже отечественными. На заводе работает несколько экспатов, и более 200 наших спецов обучались в Германии.

На предприятии сейчас работают над новым проектом двухэтажного поезда, который будет производиться здесь. Сейчас уже понятно, что это будет нечто среднее по архитектуре между «Сапсаном» и «Ласточкой» с двухэтажными промежуточными вагонами. Это и есть будущий «Сапсан-3» («Сапсан-2» был допконтрактом после поставки первых Velaro, то есть, фактически, пришёл сразу вместе с первым).

На апрель 2021 года на заводе работает 3917 человек (в цехах, где «Ласточки» и локомотивы). На начало 2021 года средний возраст — 39 лет (доля до 35 лет 37%). На начало июня 2021 завод выпустил 1338 электровозов (1155 локомотивов «Синара» 2ЭС6, 171 электровоз «Гранит» 2ЭС10 и 12 единиц 2ЭС7) и 193 электропоезда «Ласточка» разных модификаций.

С нами сегодня был Григорий Голубев, руководитель центра управления проектами.