81-720/721 «Яуза» — тип электровагонов Московского метрополитена. Название получила в честь одноимённой реки. Вагоны модели 81-720 — головные, 81-721 — промежуточные, оба являются моторными. Внешний вид создан художниками-конструкторами (дизайнерами) Волжского автомобильного завода, что по времени приблизительно совпадало с утверждением образа кузовов легковых автомобилей поколения ВАЗ-2110. Является первой в России моделью, оснащённой асинхронными тяговыми электродвигателями.
Всего с 1991 по 2004 год построено 14 составов: 9 базовой модели 81-720/721 (1 опытный пятивагонный, 1 шестивагонный и 7 опытно-промышленных семивагонных), 1 опытный трёхвагонный модификации 81-720А/721А и 4 семивагонных состава серийной партии модификации 81-720.1/721.1. Из-за многочисленных сбоев в начале эксплуатации вагон получил прозвище «Язва» и через несколько лет после начала мелкосерийного производства их дальнейший выпуск был прекращён. Все вагоны этой серии после столкновения у оборотного тупика станции «Каширская» выведены из регулярной эксплуатации; большинство вагонов по состоянию на 2025 год утилизировано, а 4 вагона сохранены для Музея транспорта Москвы.
История создания и выпуска В году Мытищинский машиностроительный завод начал проектирование электропоездов принципиально нового типа для метрополитенов, отталкиваясь от некоторых наработок и концепции вагонов типа И. При разработке нового типа вагонов одной из приоритетных задач стало создание нового современного дизайна поезда, который бы принципиально отличался от предыдущих моделей.
Экстерьер и интерьер поезда был спроектирован специалистами дизайн-центра Управления главного конструктора Волжского автомобильного завода. В связи с тем, что разработкой поезда занимались автомобилисты, некоторые элементы нового поезда, такие как фары и сигнальные фонари, были внешне схожи с автомобильными. Новшеством в дизайне стала новая асимметричная лобовая часть кабины машиниста с горизонтальной выступающей панелью фар, при этом торцевая эвакуационная дверь была смещена вправо, а рабочее место машиниста и лобовое стекло занимало левую и центральную часть кабины. В пассажирских салонах было решено применить сиденья со спинками анатомической формы, однако в дальнейшем из-за неудобства для некоторых пассажиров разных комплекций и неустойчивости к порче вандалами они были заменены более простыми сиденьями.
По итогам долгой работы заводского коллектива в 1990—1991 годах был собран опытный пятивагонный электропоезд с номерами вагонов 001, 002, 003, 004 и 005, получивший коммерческое название «Яуза».
Первоначально состав из вагонов 81-720/721 имел стандартный коллекторный тяговый привод, однако в конце 1992 года его оснастили опытным асинхронным приводом разработки завода «Динамо». Испытания этого поезда проводились на экспериментальном кольце ВНИИЖТа в подмосковной Щербинке. Для наладки и испытаний «Яузы» специалисты института переоборудовали тяговую подстанцию для питания вагонов метро напряжением 850 В. Поскольку контактного рельса на железнодорожном испытательном полигоне нет, на крышу поезда был временно установлен электровозный токоприёмник (пантограф). Какое-то время ушло на наладочные работы, и наконец летом 1993 года состоялись тягово-энергетические испытания.
В ходе опытной эксплуатации метропоезда выяснялось, что та или иная доводка требовала либо слишком длительного времени, либо была сопряжена с крупными дополнительными затратами (через несколько лет выяснилось, что силовые тиристоры, приобретённые для использования в электроприводе опытного состава, были поддельными. Сотрудница завода-изготовителя маркировала тиристоры низкого класса, как более высокого, из-за чего, поработав некоторое время, они выходили из строя). В итоге от асинхронного привода на данном этапе было решено отказаться. Идею метропоезда подкорректировали, задачу разработчикам-электрикам упростили, и в сжатые сроки на заводе «Динамо» создали привод для второго состав из вагонов 81-720/721, имеющий стандартные коллекторные двигатели и импульсное регулирование тягового привода.
В 1994—1995 годах был собран второй опытный состав, на этот раз трёхвагонный. В отличие от первого опытного состава, он имел обычные коллекторные двигатели. Кроме того, была изменена система нумерации вагонов: она стала четырёхзначной, и номер 0006 получил промежуточный, а 0007 и 0008 — головные вагоны. После проведения первичных испытаний в 1996 году завод построил для этого поезда ещё три промежуточных вагона с номерами 0009—0011.
После нескольких месяцев эксплуатации второго поезда было принято решение о начале серийного производства вагонов. В оборудование серийных вагонов типа 81-720/721 были внесены новые изменения, в результате чего опытные составы стали несовместимы с серийными. Всего с 1998 по 2002 год были собраны 14 головных и 35 промежуточных метровагонов типа «Яуза», образовавших 7 серийных составов. Нумерация головных вагонов продолжилась в диапазоне 00xx от 0012 по возрастанию, а для промежуточных вагонов был выделен отдельный диапазон номеров, начиная с 0100.
В 2000 году на Мытищинском заводе был выпущен опытный состав из вагонов типа 81-720А/721А № 0022-0023, 0123. Вначале опытные вагоны были оборудованы асинхронными двигателями фирмы Alstom, затем на двух из них испытывался асинхронный тяговый привод фирмы Hitachi, а на третьем — комплект асинхронных двигателей из Новосибирска. После непродолжительных испытаний в метрополитене этот опытный состав был возвращён на завод, где впоследствии был утилизирован.
В 2002 году на Мытищинском машиностроительном заводе был выпущен первый метропоезд 81-740/741 «Русич», предназначенный для использования на линиях лёгкого и мини-метро. Этот поезд был дальнейшей проработкой проекта 81-720А/721А, на основе которой в 2004 году были разработаны новые метровагоны типа «Яуза». В 2004 году было изготовлено 4 семивагонных состава 81-720.1/721.1 с тяговым оборудованием КАТП-1 производства АО «Метровагонмаш» и асинхронными двигателями переменного тока ТАД 280М4 У2 мощностью 170 кВт производства АЭК «Динамо», по тяговой (и не только) части идентичные вагонам «Русич». Эти составы считаются серийными, а 81-720/721 — опытно-промышленными.
Данные по выпуску вагонов «Яуза» разных модификаций по годам приведены в таблице///:
Год выпуска Модификация Вагонов насостав Количествосоставов Количество вагонов Номера выпущенных вагонов 81-720 81-721 81-720 81-721 1991 81-720/721 5 1 2 3 001, 005 002—004 1994 3, далее 6 1 2 — 0007, 0008 — 1995 — 1 — 0006 1996 — 3 — 0009—0011 1998 7 2 4 10 0012—0015 0100—0109 1999 1 2 5 0016—0017 0110—0114 2000 81-720А/721А 3 1 2 1 0022, 0023 0123 2001 81-720/721 7 2 4 10 0018—0021 0115—0122, 0124—0125 2002 2 4 10 0024—0027 0126—0135 2004 81-720.1/721.1 7 4 8 20 0028—0035 0136—0155
Технические характеристики
Конфигурация — поезд из 6—8 моторных вагонов Конструктивная скорость — 100 км/час Число и номинальная мощность тяговых двигателей — 4×115 кВт Вместимость вагона при плотности 10 чел./м² — 330/350 чел. Число мест для сидения — 36/36 Длина вагона — 20/19,21 м Ширина вагона — 2,7 м Начальное ускорение до 28 км/ч при максимальной нагрузке — 1,3 м/с² Максимальное замедление (электроторможение от 100 до 7 км/ч, электромеханическое от 7 до 0 км/ч) — 1,3 м/с² Рекуперация энергии — имеется, но не используется на практике так как тяговые подстанции не переоборудованы. Тип двигателей: опытно-промышленный из первых партий вагон — коллекторные; вагон из второй установочной партии — асинхронные. Уровень шума: в пассажирском салоне — 71—78 дБА в кабине машиниста — 69—73 дБА
Конструкция
Конструкция вагонов «Яузы» принципиально отличается от предыдущих серий: кузов выполнен из нержавеющей стали, использованы современный дизайн, новая тележка. Тяговый привод с двигателями постоянного тока ДК-120 и тиристорно-импульсной системой управления разработан АЭК «Динамо». Применено опорно-рамное подвешивание тягового двигателя и редуктора, центральное подвешивание — пневматическое, а буксовое — одностороннее рычажное.
Вагоны имеют повышенные эксплуатационную надёжность и пожаробезопасность. Они оборудованы микропроцессорной системой автоматического управления и технической диагностики, электропневматической системой управления тормозами, системами пожаротушения и пожарной сигнализации, экстренной связи и радиооповещения пассажиров. Система автоматизированного управления поездом «Витязь-1» была разработана в ОАО «НИИ приборостроения им. В. В. Тихомирова». Благодаря конструктивным решениям значительно упрощён и удешевлён ремонт вагонов, используется система рекуперативного торможения (при торможении тяговые двигатели работают как генераторы вырабатывающие электроэнергию, которая возвращается в контактную сеть). Вагоны имеют более плавный и менее шумный ход, повышена и максимальная конструктивная скорость — до 100 км/ч.
Механическое оборудование
Тележки Кузов метровагона «Яуза», аналогично другим метровагонам, опирается на две двухосные тележки. Рамы тележек имеют сварную коробчатую конструкцию из металлических листов. Тележки имеют двухступенчатое рессорное подвешивание: рама тележки опирается на буксы через пружинные рессоры буксовой ступени подвешивания, а кузов опирается на раму тележки через пневматические рессоры центральной ступени рессорного подвешивания. Крепление букс к раме тележки — одностороннее рычажное (впервые на серийном метровагоне). Конструкция пневматических рессор, также впервые использованных на серийном метровагоне, рассмотрена в разделе «Пневмоподвешивание». Горизонтальная связь кузова с тележкой на вагонах 0006—0008 выполнена шарнирной с плавающим шкворнем, а на вагонах 0009—0011 — бесшарнирной: кузов и тележка связаны односторонней тягой, шарнирно закреплённой на раме вагона (в гнезде автосцепки) и на поперечной балке рамы тележки. Гашение колебаний кузова и тележек выполняется гидравлическими гасителями, установленными параллельно обеим ступеням подвешивания.
Все тележки являются моторными. В каждой тележке установлены два тяговых двигателя, по одному на каждую колёсную пару. На метровагонах «Яуза» впервые для отечественных метровагонов и метровагонов СНГ применён третий класс тяговой передачи. При этом каждый тяговый двигатель вагона жёстко связан со своим тяговым редуктором. Полученный блок из тягового двигателя и редуктора имеет опорно-рамное подвешивание — он опирается только на раму тележки, а значит, полностью подрессорен. Вал тягового двигателя вращает ведущую шестерню редуктора, а она вращает ведомую шестерню. Вращение ведомой шестерни передаётся к колёсной паре с помощью компенсационной муфты — полого вала, надетого на ось колёсной пары. Связь полого вала с шестернёй и осью колёсной пары выполнена поводками с резино-металлическими элементами. Это позволяет колёсной паре перемещаться относительно редуктора.
Для подачи высокого напряжения на вагон на каждой тележке установлены два рельсовых токоприёмника (справа и слева). Каждый токоприёмник находится на изолированном брусе, закреплённом на буксах. Одна из букс каждой колёсной пары имеет заземляющее устройство, через которое цепи высокого напряжения вагона подключены к колёсным парам и рельсам.
Для фрикционного торможения поезда на каждой тележке установлены тормозные цилиндры. При подаче в них сжатого воздуха поршни тормозных цилиндров перемещают рычаги тормозной рычажной передачи. На вагонах 0006—0008 тормоза дисковые: тормозная рычажная передача прижимает тормозные колодки к дисковым накладкам, установленным справа и слева на каждом колесе. На вагонах 0009—0011 тормоза колодочные, с односторонним нажатием: тормозная рычажная передача прижимает к поверхности катания каждого колеса тормозную колодку. Для затормаживания поезда при отсутствии сжатого воздуха тормозные цилиндры имеют специальные пружины. При отсутствии сжатого воздуха в пневмосистеме эти пружины воздействуют на тормозную рычажную передачу, затормаживая поезд. Такой тормоз называется стояночным пневмопружинным тормозом.
Пневмоподвешивание