Вагоны метро моделей 81-556, 81-557 и 81-558 «НеВа» — тип подвижного состава для Петербургского метрополитена, конструктивно являющийся дальнейшим развитием вагонов моделей 81-553.3, 81-554.3 и 81-555.3 «Казань», от которого отличаются кузовом новой конструкции. Вагоны «НеВа» являются совместной разработкой заводов «Škoda Transportation s.r.o.» (Пльзень, Чехия) и «Вагонмаш» (Санкт-Петербург, Россия) по техническому заданию ГУП «Петербургский метрополитен».

На Петербургском метрополитене данный поезд является представителем нового, 4-го поколения, так как оборудован асинхронными тяговыми электродвигателями, пуск которых осуществляется силовыми электронными преобразователями, выполненными на БТИЗ-приборах, а также имеет алюминиевый кузов и пневматическое рессорное подвешивание. Само название модели происходит от названия данной линии — Невско-Василеостровская.

Первый состав

В начале января 2011 года на заводе «Вагонмаш» было завершена постройка первой трёхвагонной электросекции № 1 (модели 81-556—81-557—81-558, номера 10404—11631—11623), а в пятницу 14 января новые вагоны представили губернатору города — Валентине Матвиенко^[1]. 25 марта опытная трёхвагонная электросекция была передана от завода Петербургскому метрополитену, а в ночь с 27 на 28 марта электросекция прибыла в электродепо «Невское». Параллельно в депо была направлена группа чешских специалистов с завода «Škoda», а также представители «Вагонмаш». 28 марта новый поезд был представлен руководству депо, а впоследствии депо посетило несколько представителей управления метрополитена.

В период до конца апреля 2011 года чешскими специалистами проводилась наладка электрооборудования секции внутри здания депо. 29 апреля электросекция была впервые выпущена на парковые пути для опытной обкатки, в ходе которой выявилось отрицательное воздействие пульсаций тягового тока на линии связи, а именно: они полностью глушили радиосвязь. Впоследствии обкатка секции на путях депо проводилась почти ежедневно, а начиная с 23 мая в течение недели каждую ночь, чтобы не мешать остальным пассажирским поездам, обкатки стали проводить непосредственно уже на самой Невско-Василеостровской линии. В ходе этих обкаток были отмечены следующие важные моменты:

• из-за недостаточных демпфирующих свойств пневматического рессорного подвешивания возникали значительные поперечные колебания вагонов;
• в ночное время, когда поезд оказывался один на линию, напряжение на токоприёмнике могло достигать свыше 1000 вольт, то есть значительно выше указанных в техническом задании 975 вольт, что приводило к выходу из строя силовых преобразователей.

30 июня 2011 года метрополитену от завода была передана вторая электросекция (10405-11632-11624), которая в ночь с 3 на 4 июля прибыла в электродепо «Невское». 16 июля из обеих секций был сцеплен полноценный шестивагонный состав, после чего испытания продолжились. Из-за ряда проблем, преимущественно отрицательного влияния на системы связи и АРС, предварительные испытания затянулись и были завершены к началу июня 2012 года. Стоит отметить, что с апреля 2012 года в депо также параллельно испытывался состав модели 81-780/781 «Ладога», производства ОЭВРЗ, также оборудованный асинхронными тяговыми электродвигателями.

Вечером 8 июля 2012 года состав «НеВа» был переведён в электродепо «Автово», а 9 июля вернулся на завод «Вагонмаш». 20 августа прошёл открытый аукцион, по результатам которого был сделан выбор между «НеВа» и «Ладога» в пользу первого. 22 августа 2012 года Министерство транспорта официально подписало сертификат^[2]. 26 (секция 10405-11632-11624) и 28 декабря (секция 10404-11631-11623) 2012 года состав был перегнан обратно в электродепо «Невское».

19 июня 2013 года Петербургский метрополитен подписал сертификат о завершении предсерийных испытаний. 3 июля «НеВа» была впервые широко представлена журналистам^[3]. Приказом от 15 июля состав 10404—10405 был включён в «График текущего содержания подвижного состава 3 линии электродепо „Невское“ в сентябре 2013 г.» поначалу в качестве резервного. Но в ночь с 29 на 30 августа на линии были проведены испытания, в которых изучалось влияние «НеВы» на работу других составов на линии (был задействован сцеп 10263—10264 модели 81-540.7/541.7), в ходе которых выяснилось, что проблема вредного влияния работы электронного оборудования «НеВы» на устаревшую систему связи на линии так и не была устранена. В связи с этим представителям чешской стороны было дано указание завершить наладочные работы к 30 сентября. По указанию руководства, в ночь с 12 на 13 сентября состав прошёл испытания на Московско-Петроградской линии на участке «Невский проспект» — «Горьковская», на котором расположены самые крутые в Петербургском метро уклоны — 60 ‰ (состав прикрытия — 1116—1117 модели 81-717.5П/714.5П).

В середине марта 2014 года состав был введён в регулярную эксплуатацию наравне с серийными составами.

Серийные составы первой поставки

Через четыре дня после завершения испытаний первого состава, 23 июня 2013 года Петербургский метрополитен заключил с компаниями «Skoda» и «Вагонмаш» договор на 3,2 миллиарда рублей на серийное производство вагонов модели 81-556/557/558. Согласно договору, в метрополитен до конца 2014 года должны были поступить 9 шестивагонных составов (54 вагона), включая первый опытный, причём 4 состава — до конца 2013 года. Так как «Вагонмаш» к тому времени испытывал финансовые трудности и уже вёл процедуру банкротства, то выпуск составов было решено наладить на площадках Петербургского трамвайно-механического завода, который в свою очередь принадлежал Кировскому заводу^[4]. Однако в дальнейшем производственные мощности было решено сосредоточить уже на территории самого Кировского завода.

21 августа 2013 года был изготовлен, а на следующий день передан метрополитену первый состав (56003—57003—58003—58004—57004—56004) производства «Киров-Шкода»^[5]. 8 октября состав 56003—56004 совершил опытную обкатку на Невско-Василеостровской линии и подтвердил свою работоспособность. В тот же день был передан второй серийный состав (56005—57005—58005—58006—57006—56006).

Третий серийный состав 56007—56008 фактически являлся экспериментальным, так как в нём на вагонах 56008 и 58008 в буксовом подвешивании пневматические рессоры были заменены на цилиндрические пружины. Также впоследствии на нём установили систему автоведения поезда АТО-100 и применили циклическую перезапись данных с камер видеонаблюдения.

Серийные составы второй поставки

Обновлённая версия поезда. Отличается встроенной системой автоведения, также салонными окнами-стеклопакетами, была доработана колесная тележка (в буксовом подвешивании внедрены стальные пружины). В интерьере изменения коснулись поручней — были добавлены дополнительные вертикальные посередине 6-ти местных диванов, изменена форма потолочных поручней. Для обеспечения безопасной перевозки пассажиров маломобильной категории, а также для повышения провозной способности, торцы вагонов выполнены без сидений. Поезда 81-556.1/557.1/558.1 эксплуатируются на линии 3 с августа 2016 года.

Всего до конца 2017 года (к чемпионату мира по футболу в 2018 году) метрополитен планирует приобрести 396 вагонов (66 шестивагонных составов) для эксплуатации на 3-й линии.

Эксплуатация

Пассажирские перевозки данные поезда начали выполнять с 22 октября 2013 года^[6]. Начало эксплуатации положил первый серийный состав 56003—56004, который в 11 часов выехал на Невско-Василеостровскую линию и совершил ряд поездок, после чего в 14 часов вернулся обратно.

С 1 марта 2014 года в регулярной эксплуатации функционируют четыре состава (со 2го по 5й). Позже на линию также был выпущен первый состав.

В настоящее время в регулярной эксплуатации функционируют все 9 составов.

Конструкция

Основные сведения

Схема формирования

Состав состоит из вагонов трёх типов:

• головной моторный с кабиной управления (Мг, модель 81-556);
• промежуточный моторный (Мп, модель 81-557);
• промежуточный прицепной (Пп, модель 81-558).

Базовое количество вагонов в составе — шесть: два головных, два промежуточных моторных и два промежуточных прицепных (Мг—Мп—Пп—Пп—Мп—Мг)^[7]. Также предусмотрены схемы составов из семи (Мг—Мп—Пп—Мп—Пп—Мп—Мг)^{[8][* 2]} и восьми (Мг—Мп—Пп—Мп—Пп—Пп—Мп—Мг)^{[9][* 3]} вагонов.

Внутренняя планировка

Планировка салона вагонов модели 81-556/557/558 аналогична планировке на 81-717/714 и 81-540/541. Сидячих мест в промежуточных вагонах (81-557 и 81-558) — 48, в том числе 12 — складных. Общая же пассажировместимость вагона в нормальных условиях (населённость 5 человек/м²) составляет 188 мест, в часы-пик (населённость 8 человек/м²) может доходить до 272 мест^[10][11]. В салоне головного вагона (81-556) сидячих мест 42, а пассажирвместимость составляет 174 и 253 места для населённости 5 и 8 человек/м² соответственно^[12].

Стальные поручни стали охватывать всё пространство салона, в том числе и над зонами проходов^[13]. Их высота близ диванов на первом составе составляет 1930 мм, на серийных снижена до стандартных 1830 мм. Сидения жёсткие с полужёсткими вставками. Расположенные у концов салона сидения складываются (по типу театральных), что позволяет увеличить пассажировместимость за счёт увеличения числа стоящих^[14]. Также сидения крепятся к стенкам, а не на полу, что освобождает пространство под ними и позволяет более широко применять механизацию при чистке полов^[15]. Вентиляция салона принудительная с рециркуляцией и подогревом подаваемого воздуха (аналогично вагонам моделей 81-715/716 и ранним 81-717/714), что позволило отказаться от установки черпаков на крыше^[15]. Вентиляционные блоки фирмы Thermo King (англ.)русск. расположены под потолком, забор воздуха при этом осуществляется через вентиляционные решётки Mf4 в крыше, а выброс — через вентиляционные отверстия под потолком салона, которые конструктивно объединены с плафонами освещения. Освещение салона — светодиодное^[16][17][18].

В салоне установлены датчики пожарной системы^[19]. Вагоны оборудованы системой видеонаблюдения с передачей изображения на экран, расположенный в кабине машиниста^[20]. Под потолком установлены информационные табло. Также на первом составе над дверьми изначально было установлено электронное информационное табло о местонахождении состава^[21]. На серийных составах это табло отсутствует^{[* 4]}.C 6-го состава табло вернулось на своё законное место как на 1-м составе.

Механическое оборудование

Кузов

Кузов вагонов представляет собой металлическую ферму с гладкой алюминиевой обшивкой. Каркас сварен из высокопрочной стали 09Г2С (ГОСТ 19281-89) и обычной конструкционной Ст3 (ГОСТ 1050-88). Благодаря отсутствию замкнутых полостей избегается образование в них влаги, которая могла бы привести к коррозии^[22]. Обшивка состоит из алюминиевых сэндвич-панелей типа Metawell^[23]. К каркасу панели прикреплены с помощью специального клея (фирмы Sika) и дополнительно отделены от стали с помощью резиновых прокладок, что позволяет избежать создания гальванической пары. Но для повышения электробезопасности, обшивка с каркасом соединены с помощью медного шунта и заземлены^[24]. Обшивка пассажирского салона выполнена из стеклопластика с применением алюминия^[25]. Пол вагона выполнен из фанеры толщиной 15 миллиметров, которая крепится к каркасу на клеевом соединении и через резиновые прокладки, а сверху постелено специальное противоскользящее покрытие Altro Transflor^[26]. Крепление оконных проёмов — клеевое^[27].

Тележки

Подкатываемые под головные и промежуточные моторные вагоны (81-556 и 81-557) тележки имеют раму замкнутой сварной конструкции^{пневморессоры, что позволяет сохранять неизменной высоту вагона над уровнем рельсов, а также снижает шумы и динамическое воздействие от ударов, при прохождении неровностей пути. В буксовом рессорном подвешивании применены конические резино-металлические упругие элементы известны как Метакон, Гидрофедер(на фото прикрыты металлическим кожухом), что также снижает динамическое воздействие от ударов, при прохождении неровностей пути [29].}

Уже при обкатке опытного состава (10404—10405) были отмечены недостаточные демпфирующие свойства пневморессор, из-за чего возникала значительная боковая качка. Тогда в составе 56007—56008 на вагонах 56008 (головной) и 58008 (промежуточный) в буксовом подвешивании вместо пневморессор применили спиральные пружины. Испытания показали удовлетворительные результаты, поэтому тележки с таким подвешиванием начали применяться начиная с состава 56019—56020.

Привод движущих осей индивидуальный, каждая колёсная пара приводится тяговым электродвигателем (см. ниже), вращающий момент от которого передаётся через пластинчатую муфту (типа SRS 77-1) тяговому редуктору и далее на ось колёсной пары^[30]. Тяговый редуктор модели AHD1-365-5,762-V1 представляет собой косозубую одноступенчатую цилиндрическую передачу с передаточным числом 5,81 (122:21) при модуле 5. Подвешивание тяговых редукторов опорно-осевое, то есть одним концом редуктор опирается на движущую ось, а другим — на раму тележки^[31].

Подкатываемые под прицепные вагоны (81-558) безмоторные тележки аналогичны по конструкции моторным, за исключением отсутствия оборудования для тягового привода^[32].

Электрооборудование

Тяговый контейнер

Значительную часть подвагонного пространства моторных вагонов занимает тяговый контейнер 8MKM (на головных — 8MKM-1, на промежуточных — 8MKM-2), в котором сгруппированы все преобразователи силовых и вспомогательных цепей. В правой части (по отношению к вагону) контейнера находится отсек с силовым преобразователем, питающего тяговые электродвигатели. Конструктивно этот преобразователь разделён на три: первичный, тяговый инвертор 1-й тележки и тяговый инвертор 2-й тележки. В левой части тягового контейнера расположены преобразователи (инверторы) для питания вспомогательных цепей (вентиляция кабины, кондиционеры салона, питание бортовой сети), а также силовые контакторы двигателей и главный выключатель (разрывает электрическую цепь между токоприёмниками и схемой вагона, то есть отключая питание высоким напряжением). Контейнер 8MKM-2 промежуточных вагонов (81-557) отличается от контейнера 8MKM-1 головных вагонов (81-556) отсутствием преобразователя для питания вентиляции кабины машиниста. Весь значительный центральный объём контейнера занимает система охлаждения. Охлаждение преобразователей жидкостное, рабочая жидкость — антифриз. Сама рабочая жидкость охлаждается воздухом в специальном радиаторе, расположенном в нижней части контейнера. Воздух также забирается в нижней части, после чего по специальному каналу выбрасывается в торцевой части. В этом воздушном канале расположены и тормозные резисторы, работающие в случае замещения рекуперативного торможения реостатным. Вес тягового контейнера 8MKM-1 — 2138 кг, 8MKM-2 — 2100 кг^[33].

Тяговый электродвигатель

На моторных вагонах 81-556 и 81-557 установлены тяговые электродвигатели MLU3839K/4 — по двигателю на каждую движущую ось (16 на шестивагонный состав). Данный электродвигатель представляет собой асинхронный трёхфазный двигатель закрытого типа и с самовентиляцией. Ниже приведены его параметры^[34].

• Мощность — 167 кВт;
• Междуфазное напряжение:
  • в тяговом режиме — 3×520 В
  • в тормозном режиме — 3×660 В
• Ток — 233 A;
• Частота тока — 70 Гц
• Частота вращения:
  • номинальная — 2072 об/мин
  • максимальная — 3603 об/мин
• Класс защиты — IP 54;
• Масса — 577 кг

Оценка проекта

Среди преимуществ данного поезда по сравнению с предшественниками стоит отметить следующие^[35][36][37]:

• низкая стоимость обслуживания — высокие межремонтные пробеги снижают число ежемесячных ремонто-часов по парку подвижного состава в целом, что в свою очередь позволяет сократить ремонтный персонал;
• низкий собственный вес — в теории, это позволит уменьшить затраты электроэнергии на разгон поезда, к тому же снижение осевой нагрузки позволит уменьшить износ рельсового пути;
• новый дизайн;
• пневматическое подвешивание сохраняет постоянную высоту вагона над уровнем головки рельсов вне зависимости от загрузки;
• асинхронный тяговый привод позволяет применять рекуперативное торможение (с возвратом электроэнергии в сеть) в широком диапазоне скоростей, что позволит снизить затраты электроэнергии на тягу поездов;
• снижение шума в салоне за счёт применения нескольких решений:
  • колёсные пары с элементами пластичности (аналогичны по конструкции трамвайным)
  • пневматическое рессорное подвешивание также снижает высокочастотные вибрации от колёсных пар к кузову
  • жёсткая сцепка между вагонами одной секции, что также повышает комфортность
  • применение принудительной вентиляции вместо естественной, что позволяет снизить аэродинамический шум
• широкое применение видеокамер, в том числе в салоне, а также для наблюдения за посадкой-высадкой пассажиров.

Замеченные недостатки:

• Неспокойный ход в кривых — обусловлен недостаточной эффективностью гасителей колебаний.

Нередко вагоны 81-556/557/558 в СМИ ошибочно указываются как первый в истории Петербургского метрополитена подвижной состав с асинхронным тяговым приводом^[3]. Но это не так, потому что ещё в начале 1980-х годов асинхронным приводом был оборудован вагон № 3222 модели 81-703 (тип Е), который стал первым вагоном метрополитена с асинхронным двигателем не только в Ленинградском (Петербургском) метрополитене, но и во всём Советском Союзе^[38]. Что до пневматического рессорного подвешивания, то на советских вагонах метрополитена оно было применено в 1971 году, когда в Московском метрополитене им были оборудованы вагоны № 3200 и 3346, также модели 81-703^[39]. Впоследствии в период с 1973 по 1985 годы Мытищинский машиностроительный завод выпустил опытную серию вагонов моделей 81-715 и 81-716 (тип И) с пневматическим центральным рессорным подвешиванием (в буксовом подвешивании применялись цилиндрические пружины). Также вагоны 81-715 и 81-716 имели кузова, выполненные из алюминиевых сплавов^[40].

Примечания

Комментарии

Источники