Высокоскоростной наземный транспорт (ВСНТ) — наземный железнодорожный транспорт, обеспечивающий движение скоростных поездов со скоростью свыше 250 км/ч по специализированным путям, либо со скоростью более 200 км/ч по модернизированным существующим путям.
Современные высокоскоростные поезда в штатной эксплуатации развивают скорости до 350—400 км/ч, а в испытаниях и вовсе могут разгоняться до 560—580 км/ч. Благодаря быстроте обслуживания и высокой скорости движения они составляют серьёзную конкуренцию другим видам транспорта (например, воздушному), сохраняя при этом такое свойство всех поездов, как низкая себестоимость перевозок при большом объёме пассажиропотока.
Впервые регулярное движение высокоскоростных поездов началось в 1964 году в Японии по проекту «Синкансэн». В 1981 году поезда ВСНТ стали курсировать и во Франции, а вскоре бо́льшая часть западной Европы, включая даже островную Великобританию, стала связана единой высокоскоростной железнодорожной сетью. В начале XXI века мировым лидером по развитию сети высокоскоростных линий, а также эксплуатантом первого регулярного высокоскоростного маглева стал Китай.
В России регулярная эксплуатация скоростных поездов «Сапсан», по общим путям с обычными поездами, началась в конце 2009 года. По стандартам международного союза железных дорог в настоящий момент в России нет специально построенных под высокие скорости высокоскоростных железнодорожных магистралей (со скоростью свыше 250 км/ч), идёт проектирование первой ВСМ Москва — Санкт-Петербург через Великий Новгород с ориентировочным началом движения в 2028 году и временем в пути 2 ч 15 мин (по объявленным в декабре 2020 года данным ответственного за ВСМ заместителя гендиректора — главного инженера РЖД Сергея А. Кобзева). Однако по стандартам международного союза железных дорог железнодорожная линия Санкт-Петербург — Москва (Октябрьская железная дорога, протяжённость 650 км) является первой модернизированной высокоскоростной магистралью в России (со скоростью свыше 200 км/ч). На большей части данной магистрали поезда следуют с максимальной скоростью 200 км/ч; на участке Окуловка — Мстинский мост — до 250 км/ч, минимальное время в пути между столицей и Санкт-Петербургом составляет 3 ч 30 мин. При обильных снегопадах скорость «Сапсанов» заметно снижается. Рассматривается также вопрос о проектировании второй ВСМ Москва — Казань. В январе 2019 года было одобрено строительство первого участка магистрали от Железнодорожного Московской области до Гороховца во Владимирской, однако затем проект был отложен из-за нерентабельности и недостаточного пассажиропотока.
В основном высокоскоростные поезда перевозят пассажиров, однако существуют разновидности, предназначенные и для перевозки грузов. Так, французская служба La Poste на протяжении 30 лет использовала специальные электропоезда TGV, служившие для перевозки почты и посылок (их эксплуатация завершена в июне 2015 года из-за сократившегося в последние годы объёма почтовых отправлений).
В среднем по европейским стандартам строительство 1 км высокоскоростной магистрали стоит 20—25 миллионов евро, её годовое обслуживание в расчёте на 1 км — 80 тысяч евро. Стоимость одного поезда для ВСМ с 350 сидениями колеблется от 20 до 25 млн евро, его годовое содержание обходится в 1 млн евро.
Определение
Понятие Высокоскоростной наземный транспорт (а также Высокоскоростной поезд) относительно условно и может отличаться как по странам, так и по историческим периодам. Так, ещё в начале XX века высокоскоростными называли поезда, следующие со скоростями выше 150—160 км/ч. В связи с дальнейшим ростом скоростей поездов данная планка постепенно увеличивалась. В настоящее время, например, в России и Франции, (на обычных линиях) её величина составляет 200 км/ч, в Японии, а также в той же Франции (но для специализированных линий) — 250 км/ч, в США — около 190 км/ч и так далее.
Помимо этого, во многих странах объединены такие понятия, как Высокоскоростной поезд и Скоростной поезд. Несмотря на то, что советские/российские (использование) ЭР200 и ЧС200 (локомотив поездов «Аврора» и «Невский экспресс») в испытательных поездках достигали скорости в 220 км/ч, высокоскоростными они не являются, так как их максимальная эксплуатационная скорость не превышает 200 км/ч.
Сфера применения Высокоскоростной наземный транспорт рациональнее применять между отдалёнными объектами, прежде всего, при наличии большого регулярного пассажиропотока, например, между городом и аэропортом, в курортных зонах или между двумя крупными городами. Этим и объясняется распространение высокоскоростных поездов в таких странах, как Япония, Франция, Германия и многих других, где высокая плотность населения городов. Учитывается возможность расположения станций в удобном для пассажиров месте, иначе жителям из пригородов будет быстрее добраться до другого города на автотранспорте, если дорога до железнодорожного вокзала занимает слишком много времени.
Также высокоскоростные поезда эффективны в условиях высоких цен на нефтепродукты, так как в основном питание для высокоскоростных поездов поступает от электростанций, которые могут использовать возобновляемые ресурсы (например, энергию падающей воды).
В Европе планируют сделать высокоскоростными и грузовые поезда.NGT Cargo — грузовой поезд следующего поколения
История
Поезда увеличивают скорости
Вскоре после открытия первых общественных железных дорог публика высоко оценила возможности поездов как быстрого транспортного средства. Так, на проведённых в 1829 году Рейнхильских состязаниях паровоз «Ракета» достиг скорости 38,6 км/ч (по другим данным — 46,7 км/ч), что на то время являлось мировым рекордом скорости. В дальнейшем максимальные скорости поездов продолжали расти, и в сентябре 1839 года паровозом «Ураган» на дороге «Грейт Вестерн» (Великобритания) был преодолён скоростной рубеж в 160,9 км/ч. 10 мая 1893 года скоростной паровоз № 999.
Скоростной рубеж в 200 км/ч был преодолён 6 октября 1903 года (за месяц до первого полёта самолёта) на тестовой линии Мариенфельде — Цоссен (пригород Берлина) экспериментальный электровагон, созданный компанией , показал рекордную скорость 206 км/чНекоторые источники указывают дату 7 октября и скорость 201 км/ч.. В конце того же месяца (28 октября) уже другой электровагон от фирмы показал скорость в 210,2 км/ч.
Первые высокоскоростные магистрали
Несмотря на многочисленные проекты в европейских странах, первая общественная высокоскоростная железная дорога появилась на другом конце континента — в Японии. В этой стране в середине 1950-х годов резко обострилась транспортная ситуация вдоль восточного побережья острова Хонсю, что было связано с высокой интенсивностью пассажирских перевозок между крупнейшими городами страны, особенно между Токио и Осака. Используя в основном иностранный опыт (особенно американский), Администрация японских железных дорог довольно быстро (1956—1958 гг.) создала проект высокоскоростной железной дороги между этими двумя городами. Строительство дороги началось 20 апреля 1959 года, а 1 октября 1964 года первая в мире ВСМ была запущена в эксплуатацию. Ей присвоили название «Токайдо», протяжённость трассы составляла 515,4 км, а максимальная допустимая скорость поездов — 210 км/ч. Дорога быстро завоевала популярность у населения, о чём, например, свидетельствует прирост объёма выполненных на линии пассажирских перевозок : с 1 октября 1964 по 31 марта 1965 — 11 млн пассажиров; с 1 апреля 1966 по 31 марта 1967 — 43,8 млн пассажиров; с 1 апреля 1971 по 31 марта 1972 — 85,4 млн пассажиров. Уже в 1967 году дорога стала приносить прибыль, а к 1971 полностью окупила затраты на строительство. В 1972 году в Японии была открыта вторая линия синкансен межу Осакой и Фукуокой.
В 1981 году во Франции было открыто высокоскоростное пассажирское сообщение (TGV) между Парижем и Лионом. Затем были построены другие линии TGV.
ВСМ объединяются в сеть В 1985 году, то есть через год после начала работы сети TGV, Комиссия по транспорту Европейских сообществ (ЕС) выдвинула ряд важных предложений по организации высокоскоростного сообщения в Европе. К тому времени уже отчётливо виднелись проблемы всеобщей автомобилизации, что отрицательно сказывалось не только на транспортной, но и экологической обстановке. Первоначально предложения об объединении ВСМ в единую сеть касались лишь магистралей, создаваемых по планам SNCF, однако вскоре были созданы и международные проекты.
Для проверки возможности реализации данной идеи была сформирована рабочая группа из специалистов из Международного союза железных дорог и Сообщества Европейских железных дорог, которая в 1989 году разработала «Предложения по Европейской высокоскоростной железнодорожной сети», на основании которых Совет министров ЕС образовал рабочую группу под названием «Группа высокого уровня» (известна также как группа «Высокая скорость»). В данную группу входили представители стран-членов ЕС, железнодорожных компаний, предприятий, выпускающих железнодорожную технику, а также ряда прочих заинтересованных компаний. 17 декабря 1990 года Совет министров ЕС одобрил разработанные Группой отчёт «Европейская сеть высокоскоростных поездов» и прилагаемый к нему генеральный план по развитию высокоскоростных железных дорог в Европе до 2010 года.
Технологии
В своём большинстве применяемые на ВСНТ технологии аналогичны стандартным технологиям железнодорожного транспорта. Отличия же обусловлены прежде всего высокой скоростью движения, что влечёт за собой возрастание таких параметров, как центробежные силы (возникают при прохождении поездом кривых участков пути, могут вызвать состояние дискомфорта у пассажиров) и сопротивление движению. В целом повышение скорости движения поездов ограничивают следующие факторы : аэродинамика; механическое сопротивление пути; тяговые и тормозные мощности; динамическая устойчивость движения; надёжность токосъёма (для ЭПС).
Для улучшения аэродинамических показателей поезда имеют обтекаемую форму передней части и минимальное число выступающих частей, а выступающие (например, токоприёмники) оборудуются специальным обтекаемыми кожухами. Дополнительно подвагонное оборудование закрывается специальными щитами. За счёт применения таких конструктивных мероприятий снижается заодно и аэродинамический шум, то есть поезд становится менее шумным.
Механическое сопротивление в основном заключается во взаимодействии колесо-рельс, то есть для снижения сопротивления требуется снизить прогиб рельсов. Для этого прежде всего усиливают железнодорожный путь, для чего применяются рельсы тяжёлых типов, железобетонные шпалы, щебёночный балласт. Также снижают нагрузки от колёс на рельсы, для чего в материалах кузовов вагонов применяют алюминиевые сплавы и пластик.
Как одна из альтернативных возможностей высокоскоростного железнодорожного движения и для отработки высоких скоростей на железнодорожных путях, в 1930-х годах в Германии («Рельсовый цеппелин»), в 1960-х годах в США (M-497) и в 1970-х годах в СССР (Скоростной вагон-лаборатория) проходили испытания прототипы поездов, не имеющие моторной тяги тележек колёсных пар и приводившиеся в движение турбовинтовыми и турбореактивными двигателями.
Также с целью вообще избавиться от колёсного трения, то есть заставить поезд висеть над путями (нерельсовыми направляющими или полотном), были разработаны поезда на воздушной подушке с турбовинтовыми и турбореактивными двигателями (французские аэротрейн, немецкий «цеппелин», и др.), не вошедшие в широкую эксплуатацию, также поезда на магнитной левитации (маглевы) с линейными тяговыми электродвигателями и сверхпроводниками, получившие в мире некоторое распространение.