Алюминий в поездах: что дает, что делали и что нужно

В октябре «Монокль» выпустил большой материал об очередной итерации проработки создания в России производства алюминиевые профилей для подвижного состава. Дал изданию большой комментарий по теме, привожу его ниже.

О плюсах алюминия

Основное преимущество применения алюминия – снижение веса подвижного состава. А чем легче поезд, тем меньше требуется энергии на движение и преодоление сопротивления воздуха. Именно поэтому для высокоскоростных поездов экструдированный алюминий – уже стандарт: корпуса всех новых моделей со скоростью движения от 300 км/ч сделаны из алюминия. При этом, по нормативам ЕС, их головные вагоны должны быть усилены сталью.

Энергоэффективность – значимый параметр для пассажирского транспорта. Современный подвижной состав является полноценной средой жизнедеятельности пассажира, для чего оборудован множеством энергоемких систем, в частности, вентиляции и кондиционирования. Новые поезда требуют более высокой мощности у систем энергоснабжения, а ее обновление – значительных инвестиций. Снижение веса может позволить добавить дополнительные потребительские опции без реализации дорогостоящих инфраструктурных проектов. Однако применение алюминия может потребовать модернизации мощностей депо и перестройки системы обслуживания на существующих линиях.

О российском опыте

В мире большинство современных электропоездов и метропоездов изготавливаются из алюминия. Во многом это связано с наличием существующих мощностей, которые нужно загружать. С точки зрения пассажира, разница в материале кузова состава отсутствует. Эффект получает только эксплуатант.

Эффект от снижения массы тары поезда растет при росте скоростей, для высокоскоростных поездов экструдированный алюминий уже долгие годы является основным материалом. Хотя следует отметить, что по нормативам ЕС головные вагоны высокоскоростных поездов должны быть усилены сталью.

В России самые жесткие требования по безопасности подвижного состава в мире. Например, использование алюминия в корпусе метровагонов в Москве было нормативно ограничено. Однако алюминиевые компоненты используются для отделки поездов: в каждом вагоне «Москвы 2020» более 100 кг алюминиевых изделий. В целом компоненты из алюминия активно внедряются на всем пассажирском рельсовом транспорте.

«Уральские локомотивы» из экструдированных алюминиевых профилей ранее выпускали «Ласточки», а сейчас производят «Финисты». В свою очередь ПК ТС в 2021-м представила трамвай с алюминиевым кузовом 71-931АМ.

В России эксплуатируются поезда иностранного производства из алюминиевых профилей: электропоезда «Сапсан» и серии ЭШ2, поезда метро «НеВа».

Новые высокоскоростные поезда ЭВС360 будут из алюминиевых профилей. Стоит отметить, что алюминиевый корпус также был у электропоездов ЭР200 и «Сокол-250».

О производстве алюминиевых профилей

К проработке собственного производства алюминиевых панелей для пассажирских вагонов в России приступали уже не один раз. Основное ограничение – отсутствие долгосрочного заказа в достаточном объеме.

К сожалению, практика долгосрочных контрактов на подвижной состав еще не получила массового применения в России. Часто вагоностроители сами не знают, сколько поездов они смогут выпустить даже в следующем году и не могут гарантировать заказ своим поставщикам.

Перевести существующие производственные линии со стали на алюминий – тоже непростая задача, так как техпроцессы и станочный парк оптимизирован для работы со сталью.

Еще одной неочевидной задачей будет переосмысление процесса разработки поезда. Конструкторская школа на большинстве предприятий России специализировалась на работе со сталью, их ноу-хау и наработки ориентированы на этот материал. К тому же есть марки стали, решающие в определенной степени задачи снижения веса. Проектирование поездов из алюминия имеет свою специфику и нюансы, в которые надо погружаться.

Что делать?

Оптимальным для российской промышленности было бы создание производственных мощностей по выпуску длинномерных алюминиевых профилей для высокоскоростных поездов с последующей интеграцией в трамваи, электропоезда и вагоны локомотивной тяги.

Однако и этого будет мало – необходим комплексный гарантированный заказ от нескольких отраслей-потребителей. Один железнодорожный рынок не может дать необходимый уровень спроса, несмотря на высокую потребность. Про это, кстати, в статье «Монокля» говорит и «Армавирская металлургическая компания», прорабатывающая такой проект.