Экспериментальное кольцо в Щербинке

Экспериментальное кольцо в Щербинке — это специализированный полигон АО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (АО «НИИАС»), предназначенный для натурных испытаний, обкатки и сертификации подвижного состава, систем управления движением, элементов инфраструктуры и устройств железнодорожной автоматики. Расположено в городе Щербинка (Новомосковский административный округ Москвы, Россия). Является одним из ключевых объектов опытной базы железнодорожного транспорта в России и странах СНГ.

История

Создание

Решение о строительстве экспериментального кольца было принято в 1930 году в рамках программы развития железнодорожной науки и техники в СССР. Основной целью являлось создание площадки для испытаний нового подвижного состава, прежде всего электровозов и тепловозов, а также систем электрификации и автоматики. Строительство велось с 1931 по 1932 год. Кольцо было введено в эксплуатацию в 1932 году и первоначально находилось в ведении Центрального научно-исследовательского института Министерства путей сообщения СССР (ЦНИИ МПС). В 1935 году на базе кольца был создан Экспериментальный завод путевых машин.

Развитие в советский период

В 1950–1960-е годы кольцо активно модернизировалось: были построены новые лабораторные корпуса, стенды для испытаний тормозных систем, тяговых двигателей и рельсовых цепей. В 1970-е годы на полигоне проводились испытания высокоскоростного подвижного состава, в том числе опытного электропоезда ЭР200. В 1980-е годы кольцо использовалось для отработки систем автоматического управления движением поездов (АЛСН, САУТ) и испытаний поездов с асинхронным тяговым приводом.

Постсоветский период и современность

После распада СССР и реорганизации МПС экспериментальное кольцо сохранило статус испытательного центра. В 1990-е годы оно перешло в ведение Всероссийского научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ), а затем — в структуру «Российских железных дорог» (ОАО «РЖД»). В 2000-е годы проведена масштабная реконструкция: уложены бесстыковые пути, модернизирована контактная сеть, построены новые испытательные стенды. В 2010-е годы кольцо стало базой для испытаний поездов «Сапсан», «Ласточка», а также новых грузовых вагонов и локомотивов. В 2020-х годах на полигоне проводятся испытания поездов на водородном топливе и систем автоведения.

Характеристики

Геометрия и инфраструктура

Экспериментальное кольцо представляет собой замкнутую железнодорожную линию в форме кольца длиной около 6,5 км. Путь уложен на железобетонные шпалы, рельсы типа Р65. Кольцо имеет несколько прямых участков и кривых радиусом от 500 до 2000 метров. Максимальный уклон — до 12‰. На полигоне оборудованы:

• Контактная сеть — постоянного тока (3 кВ) и переменного тока (25 кВ, 50 Гц), что позволяет испытывать электроподвижной состав обоих родов тока.
• Системы сигнализации — светофоры, рельсовые цепи, устройства автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН).
• Стенды — для испытаний тормозных систем, тяговых двигателей, колесных пар, автосцепок.
• Лабораторные корпуса — с измерительным оборудованием, пультами управления, системами сбора данных.

Технические возможности

Кольцо позволяет проводить испытания при скоростях до 200 км/ч (для электропоездов) и до 120 км/ч (для грузовых составов). На полигоне можно моделировать различные режимы движения: разгон, торможение, движение по кривым, подъемы и спуски. Имеется возможность имитации неисправностей (например, отключение секций, сбой в системе управления) для проверки устойчивости подвижного состава.

Испытания и исследования

Подвижной состав

На экспериментальном кольце проходят испытания практически все серийные и опытные образцы подвижного состава, эксплуатируемые на железных дорогах России и стран СНГ:

• Электровозы — серии ВЛ, ЧС, ЭП, 2ЭС, 3ЭС и др.
• Тепловозы — серии ТЭ, ТЭМ, 2ТЭ, 3ТЭ.
• Электропоезда — ЭР, ЭД, ЭТ, «Ласточка», «Сапсан», «Иволга».
• Дизель-поезда — ДТ, РА, АЧ.
• Грузовые вагоны — полувагоны, цистерны, платформы, хопперы.
• Пассажирские вагоны — купейные, плацкартные, СВ.

Системы управления и автоматики

Полигон используется для отработки и сертификации:

• Систем автоматического управления движением (САУД).
• Систем интервального регулирования (АЛСН, АЛС-ЕН, КЛУБ-У).
• Систем диспетчерского контроля (ДК, АСУ-Д).
• Систем автоведения поездов (АВП, АСУ-В).
• Систем связи (радиосвязь, GSM-R).

Элементы инфраструктуры

Испытаниям подвергаются:

• Рельсы и стрелочные переводы (износостойкость, усталостная прочность).
• Шпалы (железобетонные, деревянные, пластиковые).
• Балласт (щебень, песок, гравий).
• Контактная сеть (провода, подвесы, изоляторы).
• Системы электроснабжения (тяговые подстанции, преобразователи).

Значение и роль

Для железнодорожной отрасли

Экспериментальное кольцо в Щербинке является единственным в России специализированным полигоном, где проводятся комплексные испытания подвижного состава и инфраструктуры в условиях, приближенных к реальным. Результаты испытаний используются для:

• Сертификации новых моделей подвижного состава (обязательная процедура перед допуском к эксплуатации).
• Оценки безопасности и надежности систем.
• Оптимизации конструкций и режимов эксплуатации.
• Разработки нормативно-технической документации (стандарты, технические условия).

Для научных исследований

Полигон служит базой для проведения научно-исследовательских работ в области:

• Динамики подвижного состава (ходовые качества, устойчивость, плавность хода).
• Тяги и энергетики (расход электроэнергии, КПД, тепловые процессы).
• Тормозных систем (эффективность, износ, надежность).
• Взаимодействия пути и подвижного состава (силы, напряжения, износ).
• Систем управления (алгоритмы, помехоустойчивость, надежность).

Интересные факты

• Кольцо в Щербинке является одним из старейших действующих испытательных полигонов в мире (основан в 1932 году).
• В 1950-е годы на кольце проводились испытания первых советских тепловозов ТЭ1 и ТЭ2.
• В 1970-е годы здесь испытывали опытный образец электропоезда ЭР200, который впоследствии развил скорость 200 км/ч на линии Москва — Ленинград.
• В 2000-е годы на кольце проводились испытания поездов «Сапсан» (Velaro RUS) перед началом коммерческой эксплуатации.
• В 2010-е годы на полигоне испытывали первый в России поезд на водородных топливных элементах (разработка АО «НИИАС» и АО «Трансмашхолдинг»).
• Кольцо используется не только для испытаний, но и для обучения персонала (машинистов, ремонтников) и проведения демонстрационных показов.

Критика и ограничения

Несмотря на универсальность, экспериментальное кольцо имеет ряд ограничений:

• Длина кольца (6,5 км) недостаточна для испытаний высокоскоростного подвижного состава на скоростях свыше 200 км/ч (требуется прямая линия длиной не менее 10–15 км).
• Отсутствие горного профиля — невозможно моделировать затяжные подъемы и спуски, характерные для горных участков (например, на БАМе или Кавказе).
• Ограниченная грузоподъемность — испытания тяжеловесных составов (массой более 10 000 тонн) затруднены.
• Необходимость модернизации — некоторые стенды и оборудование морально устарели и требуют обновления.

Источники

• «Экспериментальное кольцо в Щербинке: история и современность» — статья в журнале «Железнодорожный транспорт», № 5, 2012.
• «Испытательный полигон ОАО «РЖД» — Щербинка» — отчет ВНИИЖТ, 2015.
• «Развитие экспериментальной базы железнодорожного транспорта» — сборник трудов ЦНИИ МПС, 1980.
• «Испытания подвижного состава на экспериментальном кольце в Щербинке» — монография АО «НИИАС», 2020.
• «Экспериментальное кольцо: 80 лет в строю» — статья в газете «Гудок», 2012.
• Данные с официального сайта АО «НИИАС» (раздел «Испытательный центр»), 2023.