ЭТ4А (Электропоезд Торжокский, 4-й тип, Асинхронный привод) — экспериментальная серия российских электропоездов постоянного тока, с асинхронным тяговым приводом, выпускавшихся в 2011—2013 годах на Торжокском вагоностроительном заводе (ТорВЗ). Заводское обозначение — 62-9003.
История создания и выпуска
Предыдущие электропоезда России с асинхронным приводом ЭТ4А — третий в России пригородный электропоезд постоянного тока с асинхронным тяговым приводом, единственный из них получивший сертификат соответствия ВНИИЖТ.
Первый состав — ЭТ2А — также был изготовлен ТорВЗ, но ненадёжность приводов первого российского пригородного поезда с асинхронными ТЭД (АТЭД) привела к невозможности его использования. В итоге серийное производство не было начато, а опытные вагоны было решено разоборудовать.
Второй поезд подобного типа был выпущен на Демиховском Машиностроительном заводе под названием ЭД6. На этом поезде был применён тяговый привод фирмы Hitachi. Из-за проблем с новыми тележками моторных вагонов и трудностями стыковки аппаратуры разных производителей поезд в серию не пошёл. ОАО «РЖД» передало все шесть оставшихся вагонов Омскому государственному университету путей сообщения (ОмГУПС). Из них два вагона остались на площадке ОмГУПСа, один вагон ВУЗ передал железнодорожному техникуму в том же Омске, а ещё три — в филиал ОмГУПС Тайгинский институт железнодорожного транспорта (ТИЖТ).
Что касается линий переменного тока, единственная российская модель электропоезда для них — это ЭН3 (построен Новочеркасским электровозостроительным заводом, ввиду незавершённости испытаний не допущен к эксплуатации с пассажирами).
Также асинхронный привод пытались применить на высокоскоростном поезде Сокол-250 (ЭС250) почти одновременно с ЭТ2А, но он также не прошёл испытания. Таким образом, до сертификации в 2016 году электропоезда ЭГ2Тв «Иволга», ЭТ4А фактически являлся единственным электропоездом отечественной разработки с АТЭД, допущенным для эксплуатации на железных дорогах (в России несколько удачных моделей с АТЭД разработаны и выпущены для метрополитена).
Предпосылки к появлению Поскольку на 2008 год (когда было утверждено техническое задание на разработку) задача обеспечения железных дорог в России поездами с асинхронным приводом не была решена, а опыт применения АТЭД в России уже был, было решено продолжить работы по созданию таких поездов на отечественных предприятиях. При этом использовался приобретённый опыт, а также учитывались допущенные ранее недочёты.
Проектирование К работе над созданием поезда были привлечены предприятия группы компаний «Транспортное электромашиностроение». Работы вели: ЗАО "Центральный научно-исследовательский институт «ТрансЭлектроПрибор» (ЦНИИ «ТЭП»), ОАО "Научно-производственное предприятие «Дальняя Связь» (НПП «Дальняя Связь»), ОАО "Завод «Электроаппарат» и, собственно, ОАО «ТорВЗ». Примечателен тот факт, что ЭТ4А почти полностью разработан российскими специалистами (ЦНИИ «ТЭП», НПП «Дальняя Связь»), начиная от тяговых приводов и заканчивая системами кондиционирования.
При проектировании решались задачи по улучшению нескольких характеристик состава по сравнению с серийными моделями. Среди них: показатели разгона и торможения, техническая и маршрутная скорость движения, расход электроэнергии, а также показатели по эксплуатационным расходам.
Выпуск, испытания и доработка В 2010 году завершилось проектирование поезда, и компания РЖД заказала у ТорВЗ шестивагонный состав ЭТ4А. Состав был построен в апреле 2011 года.
6 мая 2011 года электропоезд прибыл на экспериментальное кольцо Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ЭК ВНИИЖТ); 11 мая 2011 года состоялась первая пробная поездка ЭТ4А по кольцу. Предварительный контрольный пробег электропоезд прошёл успешно, и в июле 2011 года в составе двух учётных секций М+П (то есть в композиции Пг+Мп+Мп+Пг) был направлен на скоростной испытательный полигон ВНИИЖТ (участок Белореченская-Майкоп) для проведения комплекса приёмочных и сертификационных испытаний.
Приёмочные и сертификационные испытания проводились в 2011 году организациями ВНИИЖТ, ВНИИЖГ и ВЭлНИИ. В итоге были проведены все необходимые виды испытаний (динамические, динамико-прочностные, тягово-энергетические, тепловые, тормозные, испытания по воздействию на путь и прочие). В октябре 2011 года состав из трёх учётных секций, то есть в композиции Пг+Мп+Мп+Пп+Мп+Пг, проходил обкаточные испытания на Курском ходу Московской Железной Дороги, на участке Москва — Тула-1-Курская.
С декабря 2011 по апрель 2012 года состав находился на заводе-изготовителе, где проводились доводочные работы для передачи ОАО «РЖД».
По результатам всех испытаний 25 апреля 2012 года электропоезд получил от ФБУ «Регистр сертификации на федеральном железнодорожном транспорте» сертификат соответствия нормам безопасности. Установочная серия была определена в количестве 30 экземпляров.
Состав ЭТ4А-001 22 мая 2012 года поступил в ТЧ-15 Санкт-Петербург-Балтийский для подконтрольной эксплуатации.
К началу года было построено всего лишь три состава: ЭТ4А-001 (восемь вагонов: шесть изначально, два изготовлены после передачи в депо), ЭТ4А-002 (восемь вагонов), ЭТ4А-003 (восемь вагонов).
Поскольку мощность АТЭД для ЭТ4А позволяла использовать для формирования состава помимо двухвагонных учётных электросекций М+П трёхвагонные М+2П, в 2014 году была произведена доработка электросхемы поезда для возможности его эксплуатации в трёхвагонной композиции Пг+Мп+Пг (до этого минимальной составности соответствовала композиция Пг+Мп+Мп+Пг).
Также известно, что в 2015 году для следующих поездов, начиная с ЭТ4А-004, студией FORMA Industrial Design (ООО «Форма», Санкт-Петербург) по заказу ЦНИИ «ТЭП» были разработаны дизайн и конструкция новой кабины управления. Эта кабина должна была быть оснащена сминаемыми энергопоглощающими брусами (для снижения тяжести повреждений состава при столкновении), что было продиктовано новыми требованиями по безопасности подвижного состава. Позже конструкция кабины для этой серии была несколько доработана той же студией.
Однако, в связи с тяжёлой ситуацией в то время на ТорВЗ, выпуск серии после создания ЭТ4А-003 стал невозможен.
Общие сведения В итоге было создано три электропоезда (с номерами от 001 до 003), каждый в восьмивагонной составности, после чего выпуск был прекращён. Первый состав (ЭТ4А-001) первоначально был сформирован из шести вагонов (в композиции Пг+Мп+Пп+Мп+Мп+Пг). Далее был дополнен одной секцией (Мп+Пп).
Составность Основная составность электропоезда — 11 вагонов (Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Мп+Пп+Пп+Мп+Пг). По аналогии с электропоездом ЭТ2М, число вагонов в составе может быть и нечётным. Для одного состава минимальная составность трёхвагонная; максимальное число вагонов — 12. При эксплуатации двух составов по системе многих единиц (СМЕ) минимальная составность шестивагонная (две секции Пг+Мп+Пг); максимальное число вагонов в этом случае 14.
В итоге возможны следующие варианты композиции поезда (не считая СМЕ): Пг+Мп+Пг (3 вагона); Пг+Мп+Мп+Пг (4 вагона); Пг+Мп+Пп+Мп+Пг (5 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Мп+Пг (6 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Пг (7 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Мп+Пг (8 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Пг (9 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Мп+Пп+Мп+Пг (10 вагонов); Пг+Мп+Пп+Пп+Мп+Мп+Пп+Пп+Мп+Пг (10 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Мп+Пп+Пп+Мп+Пг (11 вагонов); Пг+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Мп+Пп+Мп+Пп+Мп+Пг (12 вагонов); Пг+Мп+Пп+Пп+Мп+Мп+Пп+Пп+Мп+Пп+Мп+Пг (12 вагонов).
Нумерация и маркировка Система нумерации составов и вагонов ЭТ4А в целом соответствует советской, принятой для электропоездов РВЗ, а также серийных электропоездов ТорВЗ (ЭТ2 разных вариантов). Составы ЭТ4А получили номера трёхзначного написания (начиная с 001 и по 003 включительно). Маркировка на лобовой части головных вагонов выполняется в формате ЭТ4А XXX, где ХХХ — номер состава (без указания номера вагона). Тип поезда на заводе наносился слева, а номер — справа от прожектора (после перекрашивания стали наносить соответственно слева и справа от автосцепки). Каждый вагон состава получает свой номер в пятизначном формате, где первые три цифры — номер состава, последние две — номер вагона по комплекту. Маркировка с номерами вагонов выполняется на уровне окон по краям бортов вагонов и отличается добавлением двух цифр в конец того же формата. При этом моторные вагоны получают чётные номера, головные — нечётные 01 и 09; прицепные — нечётные (например, ЭТ4А-00201 — головной вагон состава ЭТ4А-002; ЭТ4А-00204 — моторный того же состава и т. п.). Маркировка с этими номерами наносится в две строки без дефиса (в первой строке название, во второй — пятизначный номер).
Технические характеристики Основные параметры электропоезда ЭТ4А основной составности: Параметр Вагон Пг Вагон Мп Вагон Пп Электропоезд Габарит по ГОСТ 9238 Т с верхним очертанием «а» База вагона, мм 15 000 15 000 15 000 —— Длина по осям сцепок, мм 22 188 22 086 22 086 243 150 Высота, мм до верхней точки кузова 4284 4284 4284 4284 с опущенным токоприёмником —— 5250 —— 5250 Ширина, мм 3522 3522 3522 3522 Диаметр новых колёс по кругу катания, мм 957 1050 957 —— Масса, т тары 51,0 63,2 46,2 602,8 расчётная 56,9 74,5 58,6 720,7 Нагрузка на ось при максимальной населённости, тс 17,5 21,5 17,0 —— Максимальная населённость, чел. 250 300 300 3200 Число сидячих мест 60 108 108 1092 Скорость, км/ч конструкционная 120 максимальная эксплуатационная 120 техническая (в расчётном режиме) 81 (не менее 75) Ускорение (до 60 км/ч), м/с² среднее 0,71 максимальное 0,93 Торможение (с 80 км/ч), м/с² среднее 0,76 максимальное 0,85 Мощность часового режима, кВт —— 450×4=1800 —— 1800×5=9000
Конструкция Кроме асинхронного двигателя, вагоны ЭТ4А отличаются от предыдущих вагонов семейства ЭТ конструкцией дверей (прислонно-сдвижные с выходом на низкие платформы), формой головной части (унифицирована с головной частью дизель-электропоезда ДТ1), асимметричной конструкцией токоприёмников, наличием кондиционеров и широкими тамбурами.
Механическое оборудование
Кузов Кузова вагонов выполнены из стали. Имеют увеличенную до длину и более широкие тамбуры (дверной просвет ), что выполнено по аналогии с поездами Демиховского машиностроительного завода (впервые заложено в проектах 1980-х годов Рижского вагоностроительного завода). С каждой стороны имеются по два входных проёма (тамбуры по концам кузова); выходы выполнены комбинированными (для выхода на низкие и высокие платформы).
Окна вагонов расположены в следующем порядке. За тамбуром после кабины расположено по одному большому окну на каждом борту: слева — у отсека для велосипедов, справа — окно санузлаЕсли смотреть по ходу вагона кабиной вперёд.. Далее по обоим бортам следует промежуток без окон, частично закрывающий те же отсеки; затем ещё подряд по пять больших и по одному малому окну перед вторым тамбуром. Окна промежуточных вагонов (Мп и Пп) также расположены по обоим бортам друг против друга, причём симметрично как относительно продольной, так и поперечной оси вагона (последовательность «малое — восемь больших — малое», между тамбурами).
Со стороны кабины головные вагоны оборудованы автосцепками СА-3, с поглощающими аппаратами Р-5П. Остальные межвагонные сцепления осуществляются жёсткими автоматическими беззазорными устройствами (БСУ) типа БСУ-ТМ производства ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения» (ВНИИтрансмаш) c поглощающими аппаратами Р-2П. Для возможности сцепления таких вагонов с ПС, оборудованным СА-3, на каждом головном вагоне предусмотрены специальные адаптеры.
Тележки