ЭН3 (Электропоезд Новочеркасский, 3-й тип) — опытный российский пассажирский электропоезд переменного тока напряжения 25 кВ, построенный в единственном экземпляре в году Новочеркасским электровозостроительным заводом (НЭВЗ) в виде пятивагонного состава. Электропоезд был оснащён новым для железных дорог России асинхронным тяговым приводом и позиционировался как перспективная замена для устаревших поездов ЭР9.
Электропоезд подвергался ряду испытаний, однако не прошёл сертификацию и к эксплуатации с пассажирами не был допущен. Позже поезд был расформирован и находился в Ростове-на-Дону: головной вагон 05 — в музее Северо-Кавказской железной дороги на платформе Гниловская, а остальные (по состоянию на конец 2013 года) — на базе запаса Ростов-Западный. В сентябре 2019 состав (включая вагон из музея) по неизвестным причинам перевезён на Батайский завод строительных конструкций.
История создания Предпосылки к появлению После распада СССР в России резко упали объёмы грузовых перевозок, и поэтому с железных дорог высвободилось много локомотивов и не покупались новые. Поэтому на Новочеркасском электровозостроительном заводе одновременно с прекращением выпуска в году грузовых электровозов ВЛ85, а в году — ВЛ80С было принято решение о начале разработок пассажирских электровозов и пригородных электропоездов. Встал вопрос по постройке и испытании электропоезда ЭН1 с электрооборудованием электровоза ВЛ80Р (коллекторными двигателями, тиристорным регулированием и рекуперативным торможением), который можно было изготовлять уже в году.
В это время на экспериментальном кольце прошли успешные испытания макетной секции с асинхронным тяговым приводом, в процессе которых удалось решить ряд проблем, связанных с этим типом привода. Тогда МПС приняло решение об отмене проекта электропоезда ЭН1 с коллекторным приводом и начале создания нового электропоезда с асинхронным приводом. Поскольку традиционно электропоездам переменного тока присваивались нечётные обозначения серий, а поездам постоянного тока — чётные, новый поезд получил обозначение серии ЭН3.
Проектирование Разработка поезда была заказана и профинансирована Министерством путей сообщения Российской Федерации и поддержана государственными органами власти. В проекте электропоезда были заложены комплектующие только отечественного производства. Проектирование велось специалистами Новочеркасского завода совместно с Всероссийским научно-исследовательским и проектно-конструкторским институтом электровозостроения (ВЭлНИИ) и рядом других предприятий. Над поездом, кроме НЭВЗ и ВЭлНИИ работали фирмы: АО «Демиховский машиностроительный завод» (кузов и тележки), а также Сибстанкоэлектропривод, Московский государственный университет путей сообщения (МГУПС/МИИТ) и Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), которые работали над созданием асинхронного тягового привода и микропроцессорной системы управления. Основные проектные работы были завершены в году.
Производство За основу конструкции были взяты кузова выпускаемых Демиховским заводом электропоездов ЭД9Т длиной 21,5 метра с широкими тамбурами, от которых также практически без изменений были заимствованы тележки. Новочеркасский завод спроектировал для поезда собственную конструкцию лобовой маски кабины машиниста и поставлял часть электрооборудования, включая тяговые электродвигатели, а тяговый инвертор и микропроцессорную систему управления поставил Новосибирский завод «Сибстанкоэлектропривод». Из-за больших размеров тягового электрооборудования по сравнению с применяемым на поездах с коллекторными двигателями, в том числе системы охлаждения тяговых инверторов, конструкторы были вынуждены перенести часть подвагонного электрооборудования в новые шкафы в тамбуре, снизив таким образом вместимость салона. В результате был создан пригородный электропоезд переменного тока с плавным тиристорным регулированием, асинхронным тяговым приводом и рекуперативным торможением.
Сборка опытного пятивагонного электропоезда ЭН3-001 была начата в конце года и по большей части завершена к концу следующего года, однако окончательно поезд был собран зимой года. Первоначальный проект предусматривал обозначение в качестве одной номерной единицы десятивагонный состав из двух сцепленных по системе многих единиц пятивагонных электропоездов-секций (по аналогии с восьмивагонными электропоездами ЭР22 и ЭР11, сформированными из двух четырёхвагонных составов, имеющих общий номер). Первоначально все пять вагонов поезда планировалось выпустить в пригородном исполнении, но в ходе производства после посещения завода мэром Новочеркасска по его просьбе интерьер прицепного промежуточного вагона был переоборудован в межрегиональное исполнение экспрессного типа с мягкими откидными односторонними креслами и баром.
В конце 2000 года планировалось изготовить ещё два пятивагонных состава в рамках установочной серии, а в 2001 году выпустить ещё два аналогичных состава, однако ни один состав так и не был выпущен.
Общие сведения Электропоезд ЭН3 предназначен для пригородных пассажирских перевозок на участках железных дорог колеи 1520 мм, электрифицированных на переменном токе частоты 50 Гц с номинальным напряжением в контактной сети 25 кВ. Вагоны поезда имеют комбинированные двери и могут эксплуатироваться на участках как с низкими, так и с высокими платформами. Поезд рассчитан на эксплуатацию при температуре наружного воздуха от -50°С до +60°С.
Электропоезд ЭН3 позиционировался производителем в качестве перспективной замены устаревшим электропоездам серии ЭР9 с коллекторными двигателями. По утверждению производителя, по сравнению с ними электропоезд ЭН3 имеет на 15-18% меньший расход электроэнергии на тягу поезда; а расходы на техническое обслуживание и ремонт за счёт простоты обслуживания асинхронных двигателей снижаются на 20-25%.
Составность Электропоезд ЭН3 формируется из вагонов трёх типов — прицепных головных с кабиной управления (Пг), моторных промежуточных с токоприёмниками (Мп) и прицепных промежуточных (Пп). Проект предусматривал формирование как одиночных составов, включающих от пяти до девяти вагонов, два из которых являются головными, так и сдвоенных составов, сцепленных по системе многих единиц, которые могут управляться из одной кабины как единый состав, но при необходимости могут разделяться на два независимых состава. Благодаря применению асинхронных тяговых двигателей мощностью 350 кВт вместо традиционных коллекторных двигателей мощностью 220—250 кВт мощность электропоезда возрастает примерно в полтора раза, за счёт чего при формировании состава на один моторный вагон может приходиться не один, а полтора прицепных вагона.
Формирование каждого одиночного состава производится по принципу электросекций, каждая из которых включает один прицепной головной либо промежуточный вагон и один моторный промежуточный вагон. Электросекции с головными вагонами считаются головными секциями, прочие — промежуточными. В одну из головных секций перед или позади моторного вагона может быть дополнительно включён ещё один прицепной промежуточный вагон. Передним в составе каждой секции считается прицепной вагон, за которым вслед сцепляется моторный со стороны токоприёмника узкими окнами в направлении переднего вагона, при этом между ними либо позади моторного в одной из секций может быть вцеплен ещё один промежуточный вагон. При этом промежуточные секции как правило повёрнуты в том же направлении, что и ближайшие головные, то есть моторные вагоны обычно обращены токоприёмниками к ближайшей голове.
Односоставные композиции с чётным количеством вагонов (6 или 8) состоят из равного числа моторных и прицепных вагонов, то есть составляются по формуле (Пг+Мп)+1..2×(Пп+Мп)+(Мп+Пг), а композиции с нечётным количеством вагонов (5, 7 либо 9) получаются добавлением вагона Пп соответственно в одну из головных секций по схеме Пг+Пп+Мп (первый вариант) либо Пг+Мп+Пп (второй вариант). Сдвоенные составы про проекту формировались только из двух пятивагонных составов, поскольку применение составов длиной более 10 вагонов считалось невостребованным, хотя технически они могли включать и большее число вагонов. За базовую композицию был принят сдвоенный десятивагонный состав из двух пятивагонных, сцепленных по схеме (Пг+Мп+Пп)+(Мп+Пг) (первый вариант) или (Пг+Пп+Мп)+(Мп+Пг) (второй вариант).
Опытный электропоезд ЭН3-001 был построен в пятивагонной составности. По сути, он является одним из таких сцепов, скомпонованным по схеме второго варианта (Пг+Пп+Мп+Мп+Пг).
Нумерация и маркировка
Состав получил номер трёхзначного написания (001); при этом система нумерации составов и вагонов в целом соответствует советской. Маркировка на лобовой части головных вагонов содержит обозначение состава ЭН3 (над автосцепкой) и его номер 001 (под лобовыми стёклами, смещён к левому краю).
Каждый вагон состава получил свой номер в пятизначном формате, где первые три цифры номер состава, последние две — номер вагона. Маркировка промежуточных вагонов выполнена под окнами в центре в формате ЭН3-001.ХХ, где ХХ - номер вагона. Для головных вагонов она была первоначально выполнена на боковой стенке кабины (поскольку в центральной части борта располагалась декоративная надпись НЭВЗ 2000 ВЭлНИИ). При этом моторные вагоны получили чётные номера, прицепные — нечётные. Отличие от нумерации для электропоездов РВЗ состоит в том, что головные вагоны получили номера 01 и 05 (а не 01 и 09), то есть номера вагонов совпадали бы с номерами их позиции в составе для случая компоновки по первому (симметричному) варианту: 001.01 (Пг) + 001.02 (Мп) + 001.03 (Пп) + 001.04 (Мп) + 001.05 (Пг). Ещё одно отличие состоит в том, что номер XX на ЭН3 отделялся от номера состава точкой. Также на боковых стенках кабин была закреплена табличка с логотипом завода НЭВЗ.
Технические характеристики Основные параметры электропоезда серии ЭН3: Параметр Состав Вагон 5 вагонов(стандарт) 10 вагонов(два по СМЕ) головнойприцепной промежуточныймоторный промежуточныйприцепной см. данные вагонов 2—2 20—20 2—2 Количество дверей 5×2×2 10×2×2 2×2 Размеры Габарит 1-Т Длина, мм по осям автосцепок 110 390 220 780 22 111 22 056 22 056 по кузову см. данные вагонов ≈21 560 21 500 21 500 Ширина по кузову, мм 3527 Высота от уровняголовки рельса, мм по крыше 4263 по опущенному токоприёмнику 5100 — 5100 — по антеннам 5225 — — Высота осиавтосцепок, мм головных 1050 1050 — — промежуточных 1140 Размеры ходовойчасти, мм Шкворневая база вагона, мм см. данные вагонов 15 000 Колёсная база тележек, мм см. данные вагонов 2400 2600 2400 Диаметр новых колёс, мм см. данные вагонов 950 1050 950 Ширина колеи, мм 1520 Массово-весовые характеристики Масса тары, т 264,30 528,60 46,15 64,50 43,00 Максимальная нагрузкаот оси на рельсы, кН (тс) см. данные вагонов 180 (18,4) 210 (21,4) 180 (18,4) Пассажировместимость Число сидячих мест пригородного 500 1000 84 108 116 пригородногос баром люкс 426 852 84 108 42 + 4 барных Число стоячих мест(пригородный) при плотности5 чел/м² 627 1254 125 122 133 при плотности7 чел/м² 878 1756 176 170 186 Общая вместимость(пригородный) при плотности5 чел/м² 1127 2254 209 230 249 при плотности7 чел/м² 1378 2756 260 278 302 Тягово-мощностные характеристики Напряжение и род тока 25 кВ 50 Гц, переменный ток Мощность тяговыхдвигателей, кВт часовая 2×4×350 = 2800 4×4×350 = 5600 — 4×350 = 1400 — длительная 2×4×300 = 2400 4×4×300 = 4800 — 4×300 = 1200 — пусковая в расчётномрежиме движенияв течение 50 с 2×4×420 = 3360 4×4×420 = 6720 — 4×420 = 1680 — Среднее ускорение, м/c² при разгоне до 60 км/ч 0,72 при торможении с 80 км/ч 0,72В режиме электрического торможения. Cкорость, км/ч расчётного режима 72 конструкционная 130 эксплуатационнаямаксимальная 120 Коэффициент примаксимальномнапряжении на ТЭД мощности 0,88 — 0,88 — полезного действия 0,8 — 0,8 — Тормозной путь со 120 км/чна горизонтальном участке, м 1080
Испытания и судьба поезда