Введение

TGV (высокоскоростной поезд) – это высокоскоростное железнодорожное сообщение Франции. Идея высокоскоростного поезда во Франции возникла примерно за двадцать лет до начала эксплуатации первых поездов TGV. В то время, около 1960 года, была выдвинута радикально новая концепция: сочетание очень высоких скоростей и значительных уклонов позволило бы железной дороге повторять рельеф местности, подобно мягким американским горкам. Вместо уклонов в один-два процента, которые считались бы крутыми в обычных условиях, стали возможными уклоны до четырех процентов, что обеспечивало более гибкую (и экономичную) прокладку новых линий. В течение последующих нескольких лет эта общая идея породила множество концепций высокоскоростного транспорта, которые все больше отходили от традиционных транспортных средств типа "колесо по рельсу". Фактически, правительство Франции в то время отдавало предпочтение более "современным" поездам на воздушной подушке или на магнитной левитации, таким как Aérotrain Бертена; стальное колесо на рельсе считалось тупиковой технологией. Параллельно SNCF (Французские национальные железные дороги) пытались увеличить скорость обычных поездов до 180–200 км/ч (110–125 миль/ч) на неэлектрифицированных участках, используя газовые турбины в качестве движителя. В те годы энергия была относительно дешевой, а газовые турбины (первоначально разработанные для вертолетов) представляли собой компактный и эффективный способ обеспечения необходимой мощности. После прототипа TGS в 1967 году, SNCF представила газотурбовозы ETG (Elément à Turbine à Gaz, или газотурбинный блок) в сообщении Париж – Шербур в марте 1970 года. Стремление к более высоким скоростям и успешная разработка программы турбопоездов – это две идеи, которые объединились в конце 1960-х годов, дополнительно стимулированные началом эксплуатации японского высокоскоростного поезда Синкансэн в 1964 году. Они были воплощены в совместной программе SNCF и промышленности для изучения возможности создания высокоскоростного газотурбинного агрегата. Проект, начатый в 1967 году, получил название "Перспективы железных дорог на новой инфраструктуре" и был кодифицирован как C03. Экспериментальный вагон X4300 TGS, предшественник ETG, был испытан на скоростях до 252 км/ч (157 миль/ч) в октябре 1971 года и показал многообещающие результаты. Поскольку высокоскоростные линии, планируемые SNCF, предусматривали скорости от 250 до 300 км/ч (155–186 миль/ч), SNCF заказала компании Alsthom Atlantique разработку специального прототипа высокоскоростного турбопоезда для тестирования некоторых концепций высокоскоростного железнодорожного транспорта. Так появился турбопоезд TGV 001, аббревиатура от Train à Grande Vitesse, или Высокоскоростной поезд 001.

Турбопоезд TGV 001

Турбопоезд TGV 001 был опытным поездом для масштабной исследовательской программы, охватывающей тяговые характеристики, динамику движения, торможение, аэродинамику, сигнализацию и другие технологии, разработка которых была необходима для достижения более высоких скоростей. Был построен только один экземпляр, хотя изначально планировалось построить вторую версию, оснащенную системой активного наклона кузова. Исследования по наклонной версии были завершены, но ее строительство так и не началось из-за технических сложностей с установкой системы наклона. TGV 001 состоял из двух головных вагонов с тремя промежуточными, при этом весь состав был соединен в единую конструкцию. Все оси приводились в движение электродвигателями, что обеспечивало низкую нагрузку на ось и высокое отношение мощности к весу. Электрическая тяга также позволяла использовать динамическое торможение, особенно эффективное на высоких скоростях. Каждый головной вагон был оснащен парой турбин (TURMO IIIG, а затем TURMO X, использовавшихся в вертолете Super Frelon компании Sud Aviation), работавших на постоянной скорости. Они были соединены с редукторной ступенью, выходной вал которой вращал генератор. Помимо турбинного привода, головные вагоны содержали аппаратуру управления тяговыми двигателями, решетки динамического торможения, сигнальное и тормозное оборудование и т.д. TGV001 был шарнирным, при этом соседние вагоны опирались на общую тележку. Это обеспечивало большую устойчивость (за счет объединения динамики кузовов) и освобождало место для пневматической вторичной подвески, расположенной на уровне центра тяжести, что снижало крен на поворотах. В ходе 5227 испытательных пробегов, общей протяженностью почти полмиллиона километров, турбопоезд TGV 001 превысил 300 км/ч на 175 пробегах и достиг максимальной скорости 318 км/ч 8 декабря 1972 года. Это был (и остается) мировой рекорд скорости для неэлектрического поезда. Испытательная кампания TGV 001 стала неоценимой частью проекта C03, подтвердив новые концепции в реалистичных условиях и предоставив обширные инженерные данные о высокоскоростном движении.

Электрическая мощность

С нефтяным кризисом 1973 года использование ископаемого топлива для будущего высокоскоростного поезда перестало быть экономически целесообразным. Требования были изменены на полностью электрическую тягу, что повлекло за собой масштабную программу перепроектирования и испытаний. В апреле 1974 года экспериментальный электрический моторвагон Z7001, получивший прозвище "Зебулон", приступил к испытаниям. "Зебулон" был восстановлен из поврежденного Z7115. С помощью этого вагона был разработан и испытан новый длиннобазовый тяговый агрегат Y226 (предшественник Y230 серийного TGV) с тяговыми двигателями, установленными на кузове, и карданной передачей на треноге. Установка тяговых двигателей на кузов стала важным новшеством, позволив значительно (на 3300 кг) снизить массу тягового агрегата, что обеспечило ему очень высокую критическую скорость и исключительную устойчивость при движении. "Зебулон" также использовался для разработки двухступенчатого высокоскоростного пантографа, который впоследствии стал пантографом AM PSE для TGV Sud Est, а также нового типа рельсового тормоза вихревого тока. Рельсовый тормоз вихревого тока создает магнитное удерживающее усилие, не вступая в контакт с рельсами. Однако обещание высокой эффективности и низкого износа было нивелировано проблемами с перегревом рельсов, и от этой конструкции отказались. Подвеска "Зебулона", не пневматического типа, оказалась полностью удовлетворительной и была принята для нового высокоскоростного поезда вместо пневматической подвески TGV 001. За 20 месяцев "Зебулон" прошел почти миллион километров, из которых 25 000 км были преодолены со скоростью свыше 300 км/ч. Максимальная скорость, достигнутая "Зебулоном", составила 309 км/ч. Перспективы проекта C03 были благоприятными, и в 1976 году он получил полное финансирование от французского правительства. Вскоре после этого началось строительство электрифицированной высокоскоростной линии Париж – Лион.

Стиль: что-то новое и другое

Оригинальный TGV был разработан промышленным дизайнером Жаком Купером. Он родился в Великобритании в 1931 году, прежде чем переехать во Францию. В середине 1950-х годов он несколько лет работал под руководством американского дизайнера Рэймонда Лоуи, чьи наиболее известные работы включали электрический локомотив GG1 Пенсильванской железной дороги. Уже в 1968 году, когда Жак Купер начал работать в компании Alsthom, его попросили разработать "поезд, который не походил бы на поезд". Он разработал внешний и внутренний вид турбопоезда TGV 001, и вскоре после этого родился дизайн TGV. Уже в 1975 году Купер проектировал поезда, напоминавшие TGV Duplex, который появился двадцать лет спустя. Хотя дизайн экстерьера поезда, предложенный Купером, был принят сразу, ему неоднократно приходилось возвращаться к чертежам, работая над дизайном интерьера, который включал в себя все – от сидений до дверных ручек. Множество требований к дизайну иногда противоречили друг другу, и Куперу приходилось искать оптимальное решение. Интерьер должен был быть гостеприимным и удобным, спокойным, тихим, легко поддаваться очистке и ремонту, а также гармонично сочетаться, создавая единую атмосферу. Комфорт должен был быть доступен всем пассажирам, при этом сохраняя определенный уровень престижа и элегантности. Главной целью было создать интерьер, который был бы одновременно расслабляющим и приятным. К концу 1970-х годов дизайн первого TGV был завершен. Первая партия серийных поездов была заказана 4 ноября 1976 года. В течение следующих двадцати лет было построено более 600 экземпляров всемирно известного носа TGV, разработанного Купером.

Проблемы в последнюю минуту

28 июля 1978 года два предсерийных состава TGV покинули завод Alsthom в Белфорте. Позже они стали составами TGV Sud Est № 01 и № 02, но в ходе испытаний получили прозвища "Патрик" и "Софи" по своим радиопозывным. В последующие месяцы испытаний в эти составы было внесено более 15 000 изменений, и они были далеки от безотказной работы. Особенно сложно было устранить высокочастотные вибрации: новые поезда были совершенно некомфортны на крейсерской скорости. Решение пришло не сразу и незначительно задержало график. В конечном итоге выяснилось, что установка резиновых блоков под основные пружины подвески решила проблему. К 1980 году, когда первоначально планировалось открыть первый участок новой линии Париж – Лион, были преодолены и другие трудности, связанные с устойчивостью тележек на высоких скоростях. Первый серийный состав № 03 был поставлен 25 апреля 1980 года. Поставка заказа на 87 составов TGV шла полным ходом в 1981 году, когда состав № 16 был использован для широко освещенной попытки установить мировой рекорд, получившей кодовое название "Операция TGV 100" (целевая скорость – 100 метров в секунду, или 360 км/ч). 26 февраля 1981 года цель была превышена, когда состав № 16 достиг скорости в полной безопасности. Это резко контрастировало с предыдущим рекордом, установленным 28 марта 1955 года парой французских электрических локомотивов CC 7107 и BB 9004. В ходе этих попыток установить рекорд, которые некоторые могли бы назвать безрассудными, железнодорожные пути были серьезно повреждены, а поезда оказались на грани схода с рельсов. 27 сентября 1981 года, после торжественной церемонии открытия пятью днями ранее в присутствии тогдашнего президента Франции Франсуа Миттерана, первый TGV с платными пассажирами отправился из Парижа. Так во Франции началась долгая традиция высокоскоростных наземных перевозок.