Вагоны типа 81-720 / 81-721 «Яуза» и их модификации (история)
История вагонов метрополитена моделей 81-720 (головные) и 81-721 (промежуточные) началась в 1987 году, когда Министерство путей сообщения СССР выдало Мытищинскому машиностроительному заводу (ММЗ) техническое задание на их проектирование, предусматривавшее соответствие новых вагонов международным стандартам того времени, обеспечение комфортных условий для пассажиров и машинистов, высоких потребительских свойств и надёжности составных частей.
Вскоре вагонам было присвоено название «Яуза» – по реке, протекающей через территорию предприятия. В 1989 году к их разработке было привлечено Особое конструкторское бюро (ОКБ) завода, ранее имевшее исключительно оборонную направленность. Первый опытный состав из четырёх вагонов предполагалось построить к концу 1990 года.
Образовав дополнительные подразделения, коллективу ММЗ удалось в короткий срок разработать необходимую документацию и силами экспериментальной базы изготовить в 1990-1992 гг. опытный пятивагонный состав (001-002-003-004-005). Изначально, помимо головных и промежуточных моторных вагонов с асинхронным приводом, был также предусмотрен выпуск прицепных (безмоторных) промежуточных вагонов типа 81-722, однако от этого варианта отказались ещё на стадии проектирования.
Помимо ММЗ, к разработке и испытанию опытных конструкций на стадии проектирования был привлечён ряд специализированных институтов, конструкторских организаций и предприятий, в том числе и военно-промышленного комплекса. Среди них: АЭК «Динамо» (тяговый привод), НИИ приборостроения г. Жуковский, АО «Трансмаш» (пневматическое оборудование), Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожной техники – ВНИИЖТ (механическая часть).
В результате сотрудничества этих предприятий получилась конструкция, которая впоследствии стала базовой для других новых разработок АО «Метровагонмаш» – рельсовых автобусов РА и вагонов «Скиф». Были реализованы новые подходы, принципиально новые компоновочные решения, материалы и технологии. Дизайн-проект поезда, разработанный Центром дизайна и рекламы Волжского автомобильного завода (г. Тольятти), был выдвинут на соискание Государственной премии России.
Внешний вид «Яузы» существенно отличается от всех её предшественников. В связи с необходимостью размещения оборудования принудительной вентиляции, высота крыши стала постоянной на всей её ширине, в результате чего вагоны стали смотреться выше, изменилась их окраска, кузов стал округлым и практически лишился привычных гофрированных рёбер жёсткости, в целях долговечности его начали выполнять из нержавеющей стали.
Изнутри вагоны стали отделываться шумопоглащающими материалами, окна представляют из себя стеклопакеты без форточек, было уменьшено число люков в полу. Всё это, наряду с использованием принудительной вентиляции авиационного типа, позволило снизить уровень шума в салоне и повысить комфорт перевозки. Информация о маршруте следования стала объявляться не только при помощи звукового автоинформатора, но и визуально – благодаря размещённым в торцах салонов бегущим строкам и наддверным индикационным табло со схемой линии.
На левой (не остеклённой) стороне лобовины головных вагонов впервые появился эвакуационный трап. Начиная со второго состава, на торцах автосцепок стали ставиться межвагонагонные подножки, последующие составы начали оснащаться автоматическими дверными замками, разблокируемыми с пульта машиниста, а также размещаемыми снаружи в торцах кузова петлями для аварийной транспортировки вагона на случай излома автосцепки.
В соответствии с проектом, первый опытный состав был оснащён тяговым приводом с инверторной системой управления (ИНСУ) и асинхронными двигателями переменного тока ТАД 120-4, получивший наименование «Ивертор-1». Блок управления тяговым приводом (БУТП) вначале поручили создать конструкторам из Новосибирска, однако впоследствии он также был разработан АЭК «Динамо».
При создании вагонов «Яуза» был использован ряд технических решений, применённых на опытных вагонах типа И – принудительная вентиляция салона, кондиционер в кабине управления, пневматическое подвешивание вагонов, обеспечивающее постоянный уровень пола независимо от их загрузки и др.
Начальный этап отладки состава проводился в конце 1992 года на базе Экспериментального кольца МПС (полигон ВНИИЖТ, ст. Щербинка Московской железной дороги). Для подготовки к испытаниям специалисты института переоборудовали местную тяговую подстанцию, чтобы с неё могло осуществляться питание вагонов метро напряжением 825 В.
Поскольку контактного рельса на железнодорожном испытательном кольце нет (появившиеся в 1985 году планы создать там полигон, предназначенный испытаний техники метрополитена, так и остались нереализованными), на крышу вагона 001 был временно установлен электровозный токоприёмник.
Летом 1993 года состоялись тягово-энергетические испытания этого поезда.
Несмотря на все достоинства, для постоянных поездок новый состав был не идеален. Целый список недоработок не позволил успешно пройти все испытания и проверки, самое большое число нареканий вызвал неудачно сконструированный тяговый привод. Если в условиях испытательного полигона обеспечивать его чёткую работу удавалось, то в реальной эксплуатации этому мешали перепады напряжения на тяговых подстанциях метрополитена.
Исправлять ошибки и изыскивать новые решения было чересчур сложно и дорого, ввиду чего в 1994 году все работы по испытаниям первого опытного состава «Яуза» прекратили, а Управлением Московского метрополитена совместно с ЗАО «Метровагонмаш» было принято решение упростить конструкцию и создать модификацию вагонов 81-720 и 81-721 с коллекторным приводом постоянного тока и тиристорно-импульсным регулятором, который в сжатые сроки реализовали на заводе «Динамо», разработав комплект электрооборудования «Пульс» («Динас-12»).
Для проверки нового оборудования было решено изготовить второй опытный состав. От его испытаний на полигоне ВНИИЖТ отказались, и потому его первые три вагона (0007-0006-0008) в сентябре 1995 года поступили непосредственно в электродепо «Красная Пресня».
В декабре была завершена их основная наладка, после чего начались регулярные обкатки – сначала на территории депо, а затем и главных путях Кольцевой линии. Первые поездки, на случай непредвиденных сбоев, осуществлялись в сцепе с тремя отключёнными от тяги вагонами типов 81-717 и 81-714 (у них работали только пневматические тормоза), но ни разу к их помощи обращаться не приходилось.
В июле 1996 г. в метрополитен поступили ещё три промежуточных вагона (0009, 0010, 0011), которые имели ряд отличий в механической части, не влияющих при этом на общую сцепляемость поезда. После их наладки был сформирован шестивагонный состав (0007-0006-0009-0010-0011-0008), благодаря чему появилась возможность перейти к дальнейшим испытаниям. Они проходили в конце 1996 – начале 1997 года: днём на Кольцевой линии, а ночью на отдельных перегонах радиальных линий (участки «Белорусская» – «Динамо», «Александровский сад» – «Багратионовская» и др.).
Результаты приёмочных испытаний второго варианта «Яузы» были признаны успешными, и в 1998 году выпуск этих вагонов начался на постоянной основе.
В течение последующих лет в электродепо «Печатники» поступали составы, которые до определённого момента было принято считать серийными, хотя на самом деле они официально являются опытно-промышленными. В повседневной практике это выражается тем, что вагоны годны для эксплуатации с пассажирами, однако в работе они недостаточно надёжны и не обладают рядом качеств серийных вагонов. Первый опытно-промышленный состав (0012-0100-0101-0103-0105-0107-0013) стал работать с пассажирами начиная с лета 1999 года.
Тем не менее, электрическая часть опытно-промышленных вагонов «Яузы» по сути не являлась новой и мало чем отличалась от старой, по вине которой может случаться до 70 процентов отказов в работе подвижного состава. Поэтому, одновременно со сборкой опытно-промышленных вагонов, шли работы по поиску асинхронного привода, который наиболее полно соответствовал бы всем предъявляемым к нему требованиям.
В 1999 году АО «Метровагонмаш» начало сотрудничество с англо-французской компанией «Alstom», у которой было закуплено три комплекта широко распространённого во многих странах мира асинхронного привода с инвертором «Onix».
Ими был оборудован построенный в 2000 году третий опытный состав (0022-0123-0023), вагонам которого присвоили индексы 81-720А (головные) и 81-721А (промежуточный). С завода он поступил в электродепо «Печатники», где начались его испытания. В конце года, после их окончания, поезд был отправлен обратно на завод.
После этого с вагонов были сняты все три комплекта асинхронного привода «Alstom», два из которых были установили на состоящий из двух вагонов опытный состав «Скиф», выпущенный в 2002 году. Последним комплектом привода «Alstom» от третьего опытного состава «Яуза» в 2003 году оборудовали промежуточный вагон для опытного состава «Скиф» 0501.
В начале 2002 года на вагоны 0022-0023 был установлен асинхронный привод «Хитачи», а вагон 0123 несколько позднее оснастили отечественным асинхронным приводом КЭАТП-1, состоящим из силового инвертора, БУТП, индуктора ДСФ-1, тормозного резистора (изготовляется в Чехии) и двигателей ТАД 280 М4.
Разработкой двигателей и индуктора занималась АЭК «Динамо», созданием остальных компонентов привода – АО «Метровагонмаш». Специально для этих целей на нём было создано новое конструкторское бюро по тяговому приводу в составе СКБ метро, в которое вошли имевшие свои наработки специалисты из Новосибирска и дополнительно принятые разработчики по данной теме. Ряд технических решений был взят у компании «Alstom».
После прошедших на территории ММЗ заводских испытаний вагоны 0022-0023 с приводом «Хитачи» в июне того же года поступили в электродепо «Печатники» для испытаний в условиях метрополитена.
Впоследствии они были возвращены в Мытищи, и к началу 2003 года на них, как ранее на не покидавший в этот раз завод вагон 0123, также был установлен привод КЭАТП-1.
В мае – августе 2003 года третий опытный состав 0022-0123-0023 прошёл испытания на полигоне ВНИИЖТ в Щербинке, которые были признанны удачными.
В конце 2003 года АО «Метровагонмаш» начало изготовление опытно-промышленной партии аналогичных вагонов. В связи с тем, что на них были установлены тяговые двигатели ДАТЭ-170 и индукторы ДСФ-1Л производства ХК «Привод» (Лысьва), а не ТАД 280 М4 и ДСФ-1 соответственно АЭК «Динамо», им были присвоены новые обозначения (81-720.1 – головные, 81-721.1 – промежуточные).
Ранее эти же индексы были даны опытным вагонам производства Ленинградского вагоностроительного завода им. И.Е. Егорова. В середине девяностых годов они были списаны, обозначения оказались свободными, и каких-либо препятствий для их присвоения новым вагонам не было.
Опытно-промышленная партия вагонов «Яуза» с асинхронным приводом состояла из четырёх семивагонных составов, изготовление которых началось в конце 2003 года. По состоянию на конец февраля 2004 года кузова всех вагонов были готовы, началась их окраска и оснащение оборудованием на начальном этапе.
Выпустить все четыре состава было намечено ещё в первом полугодии 2004 года, и возможности для этого у АО «Метровагонмаш» были (полный цикл изготовления вагона на данном предприятии составляет около полутора месяцев), однако первый состав поступил в электродепо «Печатники» только в начале августа. Примерно через месяц, после необходимой наладки, начались его плановые испытания, которые завершились к концу года.
Вагоны 81-720.1 / 81-721.1 отличаются от своих предшественников не только типом привода. Полностью были переработаны неудачно исполненные на опытных и опытно-промышленных составах салон и кабина управления, установлены отдельные узлы, хорошо зарекомендовавшие себя эксплуатацией на вагонах «Скиф».
В салоне – более яркое люминесцентное освещение, новые индикационные табло и бегущие строки. В кабине – блоки управления, кресло и пульт машиниста, индикационное табло с номером маршрута и станцией назначения, изменено расположение микропроцессорной системы диагностики и безопасности движения «Витязь». Изменена окраска раздвижных дверей, стала ровной форма торцевых стёкол, в двух из трёх больших боковых окнах установлены форточки.
В новых вагонах стало использоваться небольшое число импортных комплектующих – компрессоры (Германия), наддверные индикационные табло (Словения), кресло машиниста (Чехия). Все остальные комплектующие отечественного производства.
Несмотря на большое количество новшеств и изменений, конструкция новых вагонов оказалась удачной и оправдала возложенные на неё ожидания. Это хорошо подтвердило то, что 27 октября состав 0032-0151-0033 своим ходом в дневное непиковое время совершил поездку в электродепо «Фили», где в него были загружены имитирующие пассажирскую нагрузку чугунные болванки, оставшиеся там после окончания плановых испытаний второго опытного состава «Скиф», также оснащённого асинхронным приводом разработки АО «Метровагонмаш». На следующий день эта «Яуза» вновь своим ходом вернулась обратно, причём за всё это время с новыми вагонами не произошло ни одного сбоя.
С ноября 2004 года постоянные обкатки новых составов стали постоянными, тогда же началось обучение работы с ними машинистов.
Пассажирская эксплуатация вагонов типа 81-720.1 / 81-721.1 началась в 16 часов 34 минуты 23 марта 2005 года, когда из электродепо «Печатники» на линию вышел состав 0030-0137-0140-0149-0153-0155-0034. Два других состава начали работу соответственно в июне и сентябре того же года.
Судьба вагонов «Яуза»
Всего в 1990-2005 годах был выпущен 91 вагон «Яуза».
В январе 1993 года первый опытный состав был показан на третьем пути ст. «Полежаевская» Президенту России Б.Н. Ельцину, Председателю Правительства В.С. Черномырдину и Мэру Москвы Ю.М. Лужкову.
В 1994 году этот состав был списан. Вагоны 001, 003, 004, 005 возвратились обратно на завод, вагон 002 остался в электродепо «Красная Пресня», где его стали использовать в качестве тренажёра ПВС. В 2002 году вагоны 003 и 004 были переоборудованы со сменой нумерации в стандартные опытно-промышленные вагоны 0003 и 0004, после чего стали эксплуатироваться с пассажирами.
Вагоны 001 и 005 по-прежнему находятся на заводе. В настоящее время они в разной степени некомплектности стоят на расположенном под открытым небом лесном складе предприятия, и их дальнейшая перспектива неизвестна.
Второй опытный состав, после того как в 1997 году были завершены его испытания, поступил в электродепо «Печатники». 11 июня 1998 года на станции «Марьино» состоялась его официальная презентация, после чего он начал работать с пассажирами. Несмотря на то, что на Люблинской линии эксплуатируются поезда из семи вагонов, эта «Яуза» так и осталась шестивагонной – ещё одного вагона, совместимого с остальными, попросту не существовало.
Поскольку вагоны этого состава имели заметные различия между собой, а также не могли совместно эксплуатироваться с другими вагонами «Яуза», в марте 2000 года он был отправлен обратно на завод для прохождения ТР-3 и модернизации. В июне 2002 года он вместе с вагонами 0003 и 0004 был приведён в соответствие с остальными вагонами, после чего вернулся обратно в электродепо «Печатники».
Третий опытный состав с августа 2003 года находится на заводе, его дальнейшая перспектива неизвестна также.
В день открытия станции «Аннино» 12 декабря 2001 года Президенту России В.В. Путину и Мэру Москвы Ю.М. Лужкову был продемонстрирован состав 0018-0020. Интересно, во время возвращения в электродепо «Печатники» до станции «Серпуховская» он следовал с пассажирами.
1 января 2003 года на Люблинской линии произошла серьёзная авария. В 20:04 на станцию «Печатники» прибыл состав «Яуза» 0016-0110-0114-0107-0104-0105-0017. С четвертой по ходу движения колёсной пары вагона 0114 на перегоне от станции «Волжская» частично оторвался тяговый двигатель в результате излома прилива его крепления.
Когда поезд отправился со станции, тяговый двигатель оторвался уже окончательно и разбил всё подвагонное оборудование следующего вагона 0107, а также повредил вагон 0104. В результате аварии никто не пострадал, однако эти два вагона сошли с рельсов, были разбиты два сходных устройства станции «Печатники» и часть контактного рельса.
Падения двигателя на путь могло не произойти, однако при его отрыве от кронштейна крепления к раме тележки сделанные для таких случаев страховочные тросы так и остались на этом кронштейне, так как из-за конструктивной недоработки были пропущены через него.
После этого все вагоны «Яуза» временно были сняты с линии для проведения рентгеноскопии тяговых двигателей с целью проверки качества их сварных швов и сварных креплений к раме тележки. В ходе проверки на 38 вагонах из 43 эксплуатировавшихся был забракован 131 двигатель.
В качестве компенсации на Люблинской линии около двух месяцев работал состав, временно поступивший из электродепо «Свиблово».
Пострадавшие вагоны, после минимального ремонта, обеспечившего их безопасную транспортировку, были отправлены на завод для восстановления. В июне 2004 года в электродепо «Печатники» вернулся вагон 0114, в конце того же года – 0104, в феврале 2005 года – 0107. При этом, несмотря на начало выпуска серийных вагонов «Яуза», они так и остались опытно-промышленными.
Вся вина за аварию была возложена на производителя некачественного узла – АЭК «Динамо». Однако компания, ссылаясь на требования электротехнических ГОСТов на сварку, признала свою вину лишь частично.
Двигатели, на которых обнаружен некачественный сварной шов кронштейна и трещины на швах, дорабатывались на заводе «Динамо», непосредственно работу по снятию и установке двигателей, которая происходила в электродепо «Печатники», выполнялась силами подразделения «Метросервис» (составная часть АО «Метровагонмаш»).
После доработки двигателей с трещинами началась модернизация и остальных двигателей. К 2005 году эта работа, одновременно включающая в себя изменение их страховки (пропуск тросов через монтажные проушины двигателя, без их связи с кронштейном подвески – как на серийных вагонах), была закончена.
Однако выявленное в ходе плановой проверки весной того же года повторное появление трещин на уже доработанных 32 двигателях заставило отстранить от эксплуатации 19 вагонов и потребовать АЭК «Динамо» замены корпусов двигателей со сварного на литой. Часть арестованных вагонов была поставлена на задние места канав в электродепо «Печатники», часть – отправлена для хранения в новый неф электродепо «Новогиреево».
Из-за того, что все необходимые работы выполняются крайне медленно – эксплуатация первых двух отремонтированных вагонов возобновилась только спустя полгода после ареста.
По состоянию на 07.2006 замена всех двигателей не завершена до сих пор. В связи с отсутствием из-за этого необходимого числа составов весной-летом 2005 года в «Печатники» поступило некоторое число вагонов типа 81-717.5М / 81-714.5М из других депо и с завода.
В настоящее время все вагоны «Яуза» эксплуатируются только на Люблинской линии. По состоянию на 07.2006 года в электродепо «Печатники» сформирован один состав с коллекторным приводом и четырн три с асинхронным. Все они имеют свои маршруты в графике и работают с пассажирами на общих основаниях без каких-либо специально введённых ограничений.
Перспективы
Вскоре после начала работы вагонов «Яуза» с пассажирами неоднократно говорилось о том, что в ближайшее время на них будут заменены все поезда Люблинской линии. Вначале такая перспектива казалась вполне реальной: когда в 1998 году началось обновление парка депо «Северное», большая часть вагонов пришла в него именно из депо «Печатники», куда, в свою очередь, поступали новые «Яузы».
Однако в начале следующего года эта практика прекратилась: вагоны в «Северное» стали приходить непосредственно с завода, однако «Яузы» в «Печатники» поступать продолжали, но уже не в качестве компенсации, а для увеличения парности движения на Люблинской линии, которая в 2003 году достигла 30 пар поездов в час.
В 2002 году появились планы, что после окончания замены вагонов депо «Северное» (дата которой постоянно переносилась, конкретно тогда – на 2004 год), следующей в очереди на обновление подвижного состава должна была стать Арбатско-Покровская линия. В течение нескольких лет, вплоть до конца 2005 года, уверенно говорилось о том, что в обслуживающее её депо «Измайлово» будут поступать «Яузы».
Практическое подтверждение эти намерения получили только весной 2005 года, когда появились чётко озвученные планы о закупке для «Измайлово» 49 новых вагонов «Яуза» до конца года. В связи с этим некоторые машинисты-инструкторы оттуда даже начали проходить в депо «Печатники» обучение работе с новой техникой.
Но совсем скоро эти планы полностью изменились: вместо 49 вагонов «Яуза» для депо «Измайлово» метрополитен заказал 22 вагона «Русич» для депо «Фили». А уже летом, сначала – на уровне слухов, затем – всё увереннее, стало говориться о том, что «Яузы» больше выпускаться не будут, в связи с чем в депо «Измайлово» и «Фили» станут поступать исключительно «Русичи», а в депо «Печатники» – вагоны 81-717.5М или их новая модификация 81-717.6, начало производства которой ожидается в конце 2006 года. Ближе к зиме решение об этом было закреплено официально.
Согласно последней информации (01.2006), до конца текущего года в «Измайлово» поступят два пятивагонных состава «Русич», а в следующем году, для обеспечения пуска станции «Строгино», уже 26.
В качестве основных аргументов в пользу такого решения было названо два основных довода. Во-первых, семивагонная «Яуза» требует большее число комплектов тягового привода, чем пятивагоный «Русич» (28 против 20), во-вторых, когда с 2007 года депо «Измайлово» и «Фили» будут обслуживать Арбатско-Покровскую линию вместе, отпадёт необходимость в обслуживании двух типов подвижного состава одновременно.
Однако оба довода полностью перечёркивает изначальная непредусмотренность вагонов «Русич» для нормальной работы на линиях с большим пассажиропотоком. Ей препятствует меньшее количество дверных проёмов на полезную длину поезда и вызванная этим неудобная планировка салона, в связи с чем возрастает время стоянки на станциях и, как следствие этого, общее время хода по линии.
Впрочем, практика прошлых лет показывает, что эти планы, как и многие другие намерения подобного рода, вполне могут поменяться. Но пока все данные говорят об обратном.
Приложение
Выпуск вагонов «Яуза», их поступление в метрополитен и начало работы с пассажирами
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
81-720, 81-721 |
001-002-003-004-005 |
1992 |
– |
– |
|
0007-0006-0008 |
1995 |
09.1995 |
11.06.98 |
|
|
81-721 |
0009, 0010, 0011 |
1996 |
07.1996 |
|
|
81-720, 81-721 |
0012-0100-0101-0103-0105-0107-0013 |
1998 |
1998 |
07.1999 |
|
0014-0102-0104-0106-0108-0109-0015 |
04.1999 |
11.1999 |
||
|
0016-0114-0113-0112-0111-0110-0017 |
1999 |
04.2000 |
11.2000 |
|
|
81-720А, 81-721А |
0022-0123-0023 |
2000 |
– |
– |
|
81-720, 81-721 |
0018-0115-0116-0117-0119-0121-0020 |
2001 |
06.2001 |
11.2001 |
|
0019-0118-0120-0122-0124-0126-0021 |
12.2001 |
06.2002 |
||
|
0007-0004-0006-0009-0010-0011-0008 |
2002 * |
06.2002 |
12.2002 |
|
|
81-721 |
0003 |
10.2002 |
||
|
81-720, 81-721 |
0024-0125-0127-0128-0129-0130-0025 |
2001 |
10.2002 |
05.2003 |
|
0026-0131-0132-0133-0134-0135-0027 |
2002 |
12.2002 |
09.2003 |
|
|
81-721 |
0114 ** |
1999 |
07.2004 |
09.2004 |
|
81-720.1, 81-721.1 |
0032-0136-0145-0147-0150-0151-0033 |
2004 |
08.2004 |
10.2005 |
|
0028-0154-0148-0143-0141-0138-0029 |
11.2004 |
06.2005 |
||
|
81-721 |
0104 ** |
1999 |
02.2005 |
|
|
81-720.1, 81-721.1 |
0030-0137-0140-0149-0153-0155-0034 |
2004 |
12.2004 |
23.03.05 |
|
81-721 |
0107 ** |
1998 |
02.2005 |
09.2005 |
|
81-720.1, 81-721.1 |
0031-0152-0146-0144-0142-0139-0035 |
2004 |
2005 |
1. Тип вагонов. 2. Номера вагонов. 3. Год выпуска (по табличкам). 4. Поступление в метрополитен.
5. Начало работы с пассажирами.
* – табличек нет, ** – после ремонта
При подготовке материала была использована собственная информация, а также другие источники материалов, среди которых:
Журнал «Тяжёлое машиностроение»
Данилов Е.Б. «Вагоны метрополитена модели 81-720, 81-721. Практическое руководство по изучению и эксплуатации»
Газета «Петербургский метрополитен»
О.А. Иванов
13.03.2005