Электропо́езд (разг. электри́чка) — разновидность неавтономного моторвагонного подвижного состава на электрической тяге, состоящего не менее чем из двух вагонов, из которых как минимум один моторный, и получающего энергию от внешней контактной сети с помощью токоприёмников или от собственных бортовых аккумуляторов.
Электропоезда в основном используются в железнодорожном пригородном и ближнем междугородном сообщении, а также как городской поезд. В отличие от других типов тягоподвижного состава, они способны быстро разгоняться и тормозить на коротких перегонах между станциями, относительно малошумны и не загрязняют окружающую среду, что очень важно в густонаселённых районах. Кроме того, электропоезда применяются в высокоскоростном пассажирском сообщении.
Помимо железной дороги, особые электропоезда (как правило с нижним токосъёмом от контактного рельса) используются в метрополитене, а также на монорельсовом транспорте.
Составность Электропоезд формируется из моторных (выполняющих функцию тяги) и прицепных вагонов. Тележки моторных вагонов снабжены тяговыми электродвигателями, также на этих вагонах как правило размещают большую часть электрооборудования. В целях снижения веса моторных вагонов часть оборудования с них может быть размещена на прицепных вагонах, включая как первичное токоведущее и преобразующее оборудование (токоприёмники, трансформаторы, выпрямители), так и вспомогательное — например, компрессоры (получение сжатого воздуха для тормозной системы, подъёма токоприёмников, открывания-закрывания дверей, пневмоконтакторов и других систем), аккумуляторные батареи, преобразователи напряжения и так далее. Вагоны электропоезда с кабинами управления называются головными. Пассажиры или грузы как правило могут размещаться во всех вагонах электропоезда.
Минимальная составная единица комплектования, содержащая весь комплекс оборудования, называется электросекцией. Электросекция как правило состоит из моторных и прицепных электровагонов, часто неразъёмная в эксплуатации и управляемая по системе многих единиц. Несколько сцепленных между собой электросекций образуют электропоезд. Первые электросекции (например С) могли эксплуатироваться как самостоятельные подвижные единицы, однако со временем в ряде стран стали выпускать электросекции, которые могли эксплуатироваться лишь в сцепе с другими электросекциями (в СССР это было сделано начиная с ЭР1). Электросекции числятся как тяговые единицы и именно по ним ведётся учёт электропоездов, независимо от того, могут ли электросекции работать по отдельности или нет. При этом в составе электропоезда должен присутствовать хотя бы один головной вагон (а для возможности оборота — два головных вагона), вне зависимости от того, входят ли они в состав электросекций.
Примеры компоновки электросекций (П — прицепной вагон, М — Моторный вагон): П + М + П (электросекции С); М + П (ЭР1, ЭР2 и так далее); М + П + М (предусмотрено на ЭТ2); М + М (ЭР200).
Поскольку вагон электропоезда может быть не только моторным либо прицепным, но и головным либо промежуточным (то есть не имеющим кабины управления), то возможны четыре основных типа вагонов, обычно обозначаемые двумя буквами, где первая буква соответствует тяговой категории (М — моторный, П — прицепной), а вторая связана с наличием либо отсутствием кабины управления (г — головной, п — промежуточный). К примеру, композиция электропоезда ЭП2Д-0001, включавшего по одному вагону каждого типа, может быть записана как Мг+Пп+Мп+Пг.
В некоторых электропоездах каждый вагон имеет кабину управления или по умолчанию закрытый резервный пульт управления в салоне и может быть использован как головной — например, многие отечественные электропоезда метрополитена начиная с А и кончая Еж3 формировались только из головных вагонов с кабинами управления, большая часть которых использовалась в роли промежуточных.
Электропоезда также могут быть сформированы на основе электромотрис — самоходных одиночных электровагонов с двумя кабинами управления. Хотя одиночная электромотриса по умолчанию не считается электропоездом, который должен состоять как минимум из двух вагонов, состав из двух и более электромотрис, сцепленных по системе многих единиц, и опционально прицепных вагонов, или состав из электромотрисы с прицепными вагонами, один из которых головной, уже считается электропоездом. Такие электропоезда на основе электромотрис получили распространение на железных дорогах Швейцарии и некоторых других стран Европы.
В отличие от составов локомотивной тяги, электропоезда почти всегда эксплуатируются самостоятельно без дополнительных прицепных вагонов, не входящих в их состав, поскольку для быстрого оборота по их концам всегда должны располагаться головные вагоны. При необходимости увеличения составности электропоезда либо сцепляются вместе и эксплуатируются по системе многих единиц (при этом состав может быть сформирован из электропоездов разных моделей, совместимых по системе управления), либо в их состав включаются дополнительные прицепные вагоны совместимой модели как промежуточные (при этом в состав как правило могут быть включены только прицепные вагоны электропоездов, поскольку вагоны локомотивной тяги как правило не совместимы с электропоездами по своим электрическим схемам). Однако известны и исключения — например на железных дорогах Швейцарии метровой колеи, некоторые мощные модели электропоездов эксплуатируются совместно с составами из обычных прицепных вагонов, не входящих в их состав, а на конечных станциях перецепляются на другой конец поезда подобно локомотивам. Иногда они могут использоваться даже совместно с грузовыми вагонами.
Существуют электропоезда с силовыми модулями — короткими промежуточными вагонами, в которых внутри кузова сосредоточено всё основное силовое электрооборудование и как правило имеется проходной коридор для пассажиров. Силовые модули в общем случае могут быть как моторными, так и немоторными (моторными в этом случае являются пассажирские вагона), но как правило они сочленены со смежными пассажирскими вагонами либо через общие тележки Якобса, либо через специальные опорные тяги, через которые смежные вагоны опираются на силовой модуль, например у поездов Stadler GTW. Гибридные дизель-электропоезда могут содержать в своём составе дизель-генераторные силовые модули, используемые только при движении на неэлектрифицированных участках, а всё электрооборудование для движения под электротягой у них расположено в пассажирских вагонах (например у гибридных моделей поездов Stadler Flirt).
Также существуют электропоезда локомотивной тяги, в которых всё силовое и тяговое оборудование сосредоточено в одном или двух головных моторных вагонах, которые не имеют мест для перевозки пассажиров или грузов и технически представляют собой односторонние однокабинные электровозы. Отличием от полноценных электровозов является то, что при этом они унифицированы с промежуточными вагонами по конструкции, дизайну и габаритам и предназначены только для совместной эксплуатации с ними в составе электропоезда, и поэтому как правило не имеют отдельного обозначения серии (возможность эксплуатации с другими типами вагонов зачастую затруднена из-за специфической конструкции межвагонных сцепных устройств, переходов и электрических соединений). Такой головной вагон-электровоз принято называть «тяговой головой». Такую схему имеют многие высокоскоростные электропоезда, такие как французские TGV, немецкие ICE1/ICE2, испанские Talgo 250/350/AVRIL, итальянские ETR500, шведские X2000, американские Acela Express, корейские KTX-I и KTX-Sancheon, китайские DDJ1, DJJ1, DJJ2, CR200J и другие; аналогичную компоновку имеют узкоколейные электропоезда Новоафонской пещеры ЭП «Турист» и Эп-563. Промежуточные вагоны в составе таких поездов являются как правило безмоторными, однако в некоторых случаях отдельные вагоны могут оснащаться тяговыми двигателями, питающимися от оборудования головных вагонов, как например у TGV Sud-Est, TGV TMST и V150. Особым случаем является британский электропоезд APT-P серии 370, который имеет два непассажирских промежуточных моторных вагона, подобных средним бустерным секциям многосекционных электровов.
Конструкция
Механическая часть
Механическая часть вагона содержит кузов, тележки, ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование. В отличие от электровозов и тепловозов с электрической трансмиссией, тяговые электродвигатели (далее ТЭД) электропоездов выполнены самовентилируемыми (то есть их охлаждение обеспечивается вентиляторами, находящимися непосредственно на оси электродвигателя, в то время как на электровозах и тепловозах используются отдельные мотор-вентиляторы, или вентиляторы с механическим приводом от дизельного двигателя в старых тепловозах).
Кузов Кузова вагонов электропоездов имеют несущую конструкцию и чаще всего изготавливаются из нержавеющей стали или алюминия. Выбор материала зависит от конструкции кузова и задач, для которых он используется. Алюминиевые кузова являются более лёгкими и позволяют снизить вес вагонов поезда, однако стальные кузова обладают более высокой прочностью к столкновениям и устойчивостью к пожарам. Для несущих элементов рамы кузова применяют низколегированную сталь. Для обшивки и каркаса чаще всего используют нержавеющую сталь. Лобовая часть головных вагонов современных электропоездов часто выполняется в виде отдельного модуля из металлического каркаса, который снаружи покрывается пластиковыми панелями.
Головные вагоны электропоездов как правило оснащены кабиной машиниста с приборами управления и мониторинга. Однако существуют полностью беспилотные электропоезда, которые в условиях нормальной эксплуатации полностью управляются компьютером, вследствие чего не имеют кабины и лобовое стекло расположено в пассажирском салоне, но при этом как правило под лобовой панелью имеется закрытый от пассажиров резервный пульт управления для ведения поезда машинистом в случае выхода из строя автоматики. Такие электропоезда обычно применяются только на обособленных линиях метрополитена, легкорельсового транспорта или монорельса с платформенными раздвижными дверями, где практически полностью исключён риск падения людей с платформы или их выхода на пути. На общей сети железных дорог электропоезда на линиях с беспилотной системой автоведения как правило всё же оснащаются кабиной машиниста, однако при этом машинист обычно только контролирует ведение поезда компьютером, перенимая управление лишь в нештатной ситуации.
По конфигурации салона вагоны электропоездов могут быть одноэтажными и двухэтажными, а также высокопольными и низкопольными, и в составе электропоезда могут иметься вагоны одного или нескольких типов. У высокопольных одноэтажных вагонов электропоездов рама вагонов и пол салона целиком расположены выше уровня тележек (как правило на высоте от 1100 до 1400 мм у электропоездов нормальной колеи (в отдельных случаях, например на железных дорогах Великобритании, высота пола может быть занижена до 950 мм), а у низкопольных часть рамы и пола между основными тележками и опционально на уровне сочленённых тележек занижена и расположена на высоте порядка 550—700 мм для упрощённого выхода на средние и низкие платформы, и только пол над тележками расположен на высоком уровне (например на общей ЖД-сети Европы стандартная высота средних платформ составляет 550 мм, а высота пола низкопольных электропоездов — примерно 600 мм, а в Лондонском метрополитене на линиях глубокого заложения при высоте платформ 520 мм применяются электропоезда с высотой пола 700 мм). У двухэтажных электропоездов из-за ограничений габаритов первый этаж между тележками в большинстве случаев является низкопольным, хотя в некоторых странах на линиях, где позволяет габарит подвижного состава, встречаются и полностью высокопольные двухэтажные электропоезда (например Highliner в США).