CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «электротранспорт»

Создателями электрической тяги были знаменитый немецкий учёный, изобретатель и промышленник Эрнст Вернер фон Сименс (Werner von Siemens, 1816-1892) и инженер Хальске. Впервые применение электричества в качестве источника энергии для тяги поездов было продемонстрировано на промышленной выставке в Берлине в 1879 году, где был представлен макет электрической железной дороги. По участку протяжённостью около 300 м со скоростью 7 км/ч двигался поезд, состоящий из локомотива мощностью 2,2 кВт и трёх вагончиков, в каждом из которых могло разместиться 6 пассажиров.

Продемонстрированные на выставке электрическая линия и поезд стали сенсацией. За 4 месяца поезд перевёз около 90000 посетителей выставки. Электроэнергия постоянного тока напряжением 150 В к электровозу подводилась по контактному рельсу, расположенному между основными рельсами, которые служили обратным проводом. Регулирование тяги производилось посредством а.

Расширение применения электрической тяги на первом этапе наталкивалось на серьёзное сопротивление чиновников. Эрнсту Вернеру фон Сименс из-за этого пришлось строить на собственные средства демонстрационную модель трамвая на электротяге. Первая в мире постоянно действующая электрическая трамвайная линия открылась в Берлине весной 1881 года.

Русский инженер-изобретатель Федор Аполлонович Пироцкий (1845-1898) в 1874 году начинает проводить опыты с применением электричества. В 1875 в Санкт-Петербурге на участке Сестрорецкий железной дороги он проводит эксперименты с электрическими вагонами, для чего было электрифицировано около одной версты пути. В его конструкции рельсы были подключены к генератору Грема. Оба рельса были изолированны от земли, один из них был прямым проводником, а другой обратным.

На основании проведённых экспериментов в 1880 году он за свой счёт модернизирует один городской конный двухэтажный трамвай в Санкт-Петербурге на электрическую тягу, и 3 сентября новый общественный транспорт начинает перевозить жителей Санкт-Петербурга.

Вагон массой 7 т мог перевозить до 40 пассажиров со скорость 12-14 км/ч. Эксперименты Пироцкого продолжались до конца сентября 1880 года, после чего он предложил заменить в Санкт-Петербурге все «конки» на электрические трамваи К сожалению, бумаги долго бродили по кабинетам чиновников. Только в 1892 году, когда электрические трамваи уже успешно завоевали европейские города, они появились на улицах Санкт-Петербурга.
Инженер Ф.Б. Беспалов, в опубликованной в 1894 году брошюре «Электрическая экономическая железная дорога», впервые в мире обосновал принцип управления вагонами в сцепе с одного поста. Это ключевой принцип управления многосекционным подвижным составом.

Впервые в промышленном применении участок электрической железной дороги длиной примерно 2 км был запущен в 1879 году на текстильной фабрике во французском городе Брейле.

В Великобритании первой линией, электрифицированной на постоянном токе напряжением 500 В с применением контактного рельса, стала подземная пассажирская City & South London Railway длиной 5,6 км, открытая в 1890 году. Компанией Messrs Mather & Platt and Siemens Bros для неё было поставлено 16 электровозов, на каждом установлены 2 тяговых безредукторных двигателя мощностью 36,7 кВт. Фактически это был первый в мире метрополитен.

Первый в Европе опытный электровоз для магистральных линий был создан венгерским инженером Кальманом Кандо в 1894 году. Электровоз питался от трёхфазной сети высокого напряжения 3300 В частотой 15 Гц и был оборудован асинхронным тяговым двигателем. В качестве преобразователя применялся фазовращатель Кандо. К. Кандо для европейских инженеров имеет такое же значение, как Ф. Спарг для американцев, поэтому в европейских странах «отцом электрической тяги» считают К. Кандо.

Электровозы, сконструированные К. Кандо, были применены в Италии для организации движения на полноценном железнодорожном маршруте (до этого они применялись только на отдельных участках дорог). Энергия к электровозу подавалась по двум контактным проводам, в качестве третьей фазы использовались рельсы.

Рассмотрим этапы развития электрических железных дорог на примере США. Там, появление электрической тяги связано с именем изобретателя Франклина Дж. Спарга (1857-1934), которого называют в Америке «отцом электрической тяги». В 1880 году он получил патент на систему токосъёма от контактного провода с контактным колёсиком на токоприёмнике. В 1887 году в Ричмонде (Вирджиния) была построена первая в США электрическая трамвайная система Richmond Union Passenger Railway, с использованием патента на систему токосъёма. Здесь 2 февраля 1888 года впервые была продемонстрирована возможность эксплуатировать трамвайные линии с уклонами до 10%, что исключалось при конной тяге.

Первый участок магистральной железной дороги на электрической тяге длиной 11,2 км был открыт в 1895 году в США между Балтимором и Огайо с напряжением в контактной сети 675 В постоянного тока. Линия состояла из открытого участка длиной 6,4 км и подземного в черте города. Электровозы для неё поставлялись компанией General Electric.

Начало 20 века было временем прогресса для новых технологий. Железная дорога (ЖД) New York Central завершила масштабный проект электрификации пригородных линий, где применила систему постоянного тока с контактным рельсом. ЖД New Haven запустила проект электрификации на переменном токе линии от Нью-Йорка до Нью-Хейвена, штат Коннектикут. ЖД Pennsylvania Railroad начала работу над большим проектом электрификации тоннеля и станции в Нью-Йорке, что позволило организовать движение поездов на электрической тяге в направлении Манхэттена через тоннели под рекой Гудзон и проливом Ист-Ривер.

На Западе США ЖД Butte, Anaconda & Pacific и большая часть Milwaukee Road были электрифицированы на постоянном токе. ЖД Norfolk & Western и Virginian смонтировали системы однофазного переменного тока и так далее.

Крупнейший за всю историю проект электрификации в США был завершён в 1930-х годах. В те годы Соединённые Штаты являлись мировым лидером в электрификации железных дорог. Эксплуатационная длина электрифицированных участков в США составляла 2400 миль – это намного больше, чем в любой другой стране. В общей протяжённости мировых электрифицированных железных дорог доля США составляла более 20 %.

Электрическая тяга позволила существенно повысить скорость движения и увеличить пропускную способность железнодорожных линий. Электровозы работали с гораздо меньшими расходами на топливо и техническое обслуживание, чем паровозы, которые они заменили. Время, которое электровозы могли проводить в рейсах, было в два-три раза больше, чем у паровозов, а ожидаемый срок службы — вдвое больше. Сторонники электрической тяги указывали на эти преимущества и предсказывали светлое будущее электрификации в США.

Хотя электрическая тяга имела множество преимуществ, электрификация железных дорог в США пошла на спад. Большая часть существующей электрификации начала исчезать.

Первый удар по «светлому будущему» электрификации нанесло развитие тепловозной тяги, которая в конце 1930-х годов стала основным конкурентом электрификации. Сразу вспоминается нефтяная мафия. Однако, тепловозостроение принесло полезные разработки и для электротяги. Поскольку дизельные локомотивы были, электровозами с собственной силовой установкой, они включали в себя ряд компонентов, идентичных обычным электровозам. Таким образом, методы массового производства, впервые применённые производителями тепловозов, позволили разработать прочные, эффективные и дешёвые тяговые двигатели, тележки, системы тягового привода, органы управления и другие компоненты, которые в равной степени были применимы и к электровозам.

Дизельные локомотивы могли помочь и в другом случае. До появления тепловозов все экономические преимущества электрификации могли быть реализованы только за счёт полной замены паровозов и их дорогостоящего обслуживания, и ремонта. Однако в этом случае потребовалась бы электрификация всех второстепенных путей на станциях, а также ответвлений и малодеятельных участков, что привело бы к дополнительным затратам. Но, эксплуатируя на таких второстепенных путях тепловозы, требующие менее дорогостоящего обслуживания, стало возможным ограничить электрификацию лишь главными путями.

Провал электрификации был также связан с отсутствием капитала. Для развития отрасли требовалось брать займы у банков. Опять нефтяная мафия.

Для электрификации требовались огромные капитальные затраты. Риски, связанные с электрификацией, также были сильным сдерживающим фактором. Прогнозируемая окупаемость инвестиций выглядела хорошо, однако, возникали вопросы. Удастся ли завершить электрификацию вовремя и по запланированной стоимости? Будет ли электроэнергия доступна по стабильным ценам? Смогут ли энергетические предприятия генерировать мощность, достаточную для питания железнодорожных потребителей? Если потребуются новые электростанции, возможно ли их вовремя ввести в эксплуатацию? Если изменить любой из этих параметров, электрификация может принести убытки. Большинство факторов зависит опять от нефтяной мафии.

Подавляющее большинство железнодорожных грузоперевозочных компаний США являются частными и пользуются очень малой государственной поддержкой. Большая часть железнодорожных путей, на которых работают американские грузовые компании, строится, управляется, и обслуживается самими компаниями. Для сравнения, пассажирские перевозки в США, так же как пассажирские и грузовые перевозки почти во всех других странах мира, активно субсидируются правительством.

Основные конкуренты американских железнодорожных компаний – автомобильные перевозчики и владельцы баржей (вспомним про нефтяную мафию). Они осуществляют перевозки по автомагистралям и водным путям, которые имеют статус общественных (то есть обслуживаются за счёт государства). Автомобильные перевозчики и владельцы баржей получают значительные субсидии от правительства и других пользователей автодорог и водных коммуникаций.

В 1887 году в США был принят Межштатный транспортный закон, в соответствии с которым железнодорожные перевозки грузов стали объектом всеобъемлющего экономического регулирования со стороны государства (ну как обойтись без нефтяной мафии). 93 года федеральное правительство США в лице Комитета по межштатному транспорту и торговле контролировало всю сферу железнодорожных перевозок.

Столь активная забота государства об экономике привела к тому, что к 1970 году отрасль железнодорожных грузовых перевозок США оказалось на грани разорения. Доходы железных дорог были слишком малы, чтобы поддерживать пути и оборудование в приемлемом состоянии, тарифы росли, качество услуг снижалось, банкротства железнодорожных компаний стали обычным делом. Конгресс признал, что существующее законодательство ставит под вопрос развитие отрасли, её дальнейшее существование. Всё чаще стали звучать предложения национализировать отрасль.

Однако этому противилась нефтяная мафия. Спасением для железных дорог стал принятый Конгрессом в 1980 году Закон Стэггерса о железных дорогах. Было решено, что железные дороги должны управляться железнодорожными компаниями, они должны решать, руководствуясь требованиями рынка, какие маршруты развивать, какие устанавливать тарифы и какие услуги предлагать.

Правительственный контроль сохранялся в минимальном виде. Закон позволил железнодорожным компаниям реинвестировать сотни миллиардов долларов в своё развитие и благодаря этому значительно повысить качество и безопасность услуг; увеличить грузооборот и доходность при одновременном снижении тарифов.

Сейчас система грузовых железнодорожных перевозках США по многим показателям считается одной из наиболее эффективных в мире. Залогом ее успешного развития эксперты называют относительную свободу от государственного регулирования и принадлежность железнодорожных путей и большей части сопутствующей инфраструктуры частным компаниям.

Американские железнодорожники значительно уступают по уровню доходов своим основным конкурентам – автоперевозчикам. Однако, они наращивают грузообороты и надеются увеличить свою долю в общем объёме национальных грузоперевозок. Главное, чтобы им позволили самостоятельно распоряжаться своими ресурсами, определять тарифную политику и строить взаимоотношения с партнёрами и клиентами. Возможно, снова начнётся полная электрификация железных дорог.