Троллейбус

Троллейбус — это безрельсовое транспортное средство, предназначенное для перевозки пассажиров и грузов, получающее электрическую энергию от двухпроводной контактной сети через токоприёмники (штанги) и использующее её для привода тягового электродвигателя. Относится к классу городского электрического транспорта, занимая промежуточное положение между трамваем и автобусом: сочетает электрическую тягу (как у трамвая) с возможностью манёвра на дорогах общего пользования (как у автобуса). Основное применение — городские и пригородные пассажирские перевозки.

История

Предпосылки и первые опыты

Идея создания безрельсового электрического экипажа возникла в конце XIX века, одновременно с развитием электротехники и трамвайного движения. Первые прототипы, известные как «электрические кареты» или «электробусы», питались от аккумуляторов, но их ограниченная ёмкость и большой вес не позволяли создать практичный транспорт. Решение было найдено в передаче энергии по проводам, подвешенным над дорогой.

В 1882 году немецкий инженер Эрнст Вернер фон Сименс продемонстрировал в Берлине первый в мире троллейбус — «Электромот» (Elektromote). Он представлял собой открытую повозку, получавшую ток от двух контактных проводов через гибкие кабели с роликовыми токоприёмниками. Длина испытательной линии составляла 540 метров. Однако из-за технического несовершенства (проблемы с токосъёмом и изоляцией) проект не получил развития.

Развитие в Европе и США

В начале XX века троллейбусы появились в нескольких странах. В 1901 году в Германии (Эберсвальде) была открыта первая коммерческая линия, работавшая по системе «Шиман-Шуккерт» (Schiemann-Schuckert). В 1911 году в Великобритании (Лидс и Брэдфорд) начали эксплуатироваться троллейбусы, ставшие прототипом для многих последующих моделей. В США троллейбусы (там их называли «trackless trolleys») активно внедрялись в 1920-1930-х годах, особенно в городах с холмистым рельефом, где они демонстрировали лучшую динамику, чем автобусы с бензиновыми двигателями.

Троллейбусы в СССР и России

СССР стал одной из ведущих стран по развитию троллейбусного транспорта. Первая советская троллейбусная линия была открыта в Москве 15 ноября 1933 года. Она проходила от Тверской Заставы до села Всехсвятское (ныне район Сокол). Для эксплуатации были построены первые отечественные троллейбусы — модели ЛК-1 (Лазарь Каганович), созданные на базе шасси автомобиля Я-6. В 1934 году началось серийное производство троллейбусов на заводе «Динамо» (Москва) и Ярославском автомобильном заводе (ЯАЗ).

В послевоенные годы троллейбусные системы активно строились в крупных и средних городах СССР. К 1960-м годам троллейбус стал основным видом городского транспорта во многих городах, особенно в тех, где не было метрополитена. Среди наиболее массовых моделей советского периода:

• ЗиУ-5 (1959–1972) — первый массовый советский троллейбус большого класса, выпускался на Заводе имени Урицкого (Энгельс).
• ЗиУ-9 (1972–2002) — самая массовая модель в истории СССР и России (выпущено более 40 000 единиц), отличавшаяся простотой и надёжностью.
• Шкода 9Тр (ЧССР) — импортные троллейбусы, эксплуатировавшиеся в Москве, Киеве, Ленинграде и других городах.

В 1990-е годы, в связи с экономическим кризисом, развитие троллейбусного транспорта в России замедлилось, многие линии были закрыты. Однако в 2000-2010-х годах началось обновление парка: появились модели с низким полом, асинхронными двигателями и системами автономного хода (например, «Тролза-5265» «Мегаполис», «БКМ 321»).

Устройство и принцип работы

Контактная сеть и токосъём

Троллейбус получает электроэнергию от двух воздушных проводов (контактной сети), подвешенных на опорах. Напряжение в сети — 600 Вольт постоянного тока (в некоторых системах — 550 или 750 В). Токосъём осуществляется двумя штангами (токоприёмниками), которые прижимаются к проводам с помощью пружин. На конце каждой штанги находится угольная или металлокерамическая вставка (башмак), скользящая по проводу.

Двухпроводная система (в отличие от трамвайной, где используется один провод и рельсы) обусловлена тем, что троллейбус не имеет электрического контакта с дорогой. Обратным проводом служит второй контактный провод. Это требует изоляции обоих проводов от земли и друг от друга.

Электрооборудование

Основные компоненты электрической системы троллейбуса:

• Тяговый электродвигатель — обычно двигатель постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения. В современных моделях используются асинхронные двигатели с частотным регулированием.
• Система управления — реостатно-контакторная (устаревшая) или транзисторная (IGBT-инверторы). Современные системы позволяют плавно регулировать скорость и рекуперировать энергию при торможении.
• Вспомогательное оборудование — компрессор (для пневматической системы тормозов и дверей), преобразователи напряжения (для питания цепей управления, освещения, отопления), аккумуляторная батарея (для аварийного питания).

Ходовая часть и кузов

Троллейбусы, как правило, строятся на специальных шасси или используют унифицированные агрегаты с автобусами. Кузов — цельнометаллический, вагонной компоновки. Современные троллейбусы имеют низкий пол (для удобства пассажиров, в том числе маломобильных групп), системы наклона кузова (книлинг) и автоматические аппарели.

Классификация

По назначению

• Пассажирские — основная категория, предназначенная для перевозки людей. Делятся на городские, пригородные и междугородные (редко).
• Грузовые — используются для перевозки грузов на промышленных предприятиях, в портах, на складах. Обычно имеют грузовую платформу или фургон. В СССР выпускались грузовые троллейбусы (например, ТГ-3, ТГ-4).
• Служебные — техническая помощь, ремонтные мастерские, буксиры.

По конструкции

• Одиночные — базовые двухосные машины (длина 10–12 м).
• Сочленённые — трёхосные (гармошка), длиной 16–18 м, вместимостью до 150–180 пассажиров. Примеры: ЗиУ-10, «Тролза-6206».
• Двухэтажные — встречались в Великобритании и некоторых других странах, но не получили широкого распространения.

По системе питания

• Классические — работают только от контактной сети.
• С автономным ходом — оснащены дизель-генератором или аккумуляторной батареей, позволяющей проезжать участки без контактной сети (до 10–20 км). Такие машины часто называют электробусами или троллейбусами с динамической подзарядкой. В России такие модели выпускаются, например, на заводе «Тролза» (модель «Тролза-5250»).

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Экологичность — отсутствие выхлопных газов, что особенно важно в крупных городах.
• Энергоэффективность — КПД электрической тяги выше, чем у двигателей внутреннего сгорания.
• Низкий уровень шума — по сравнению с дизельными автобусами.
• Долговечность — срок службы троллейбуса (20–25 лет) превышает срок службы автобуса (10–15 лет).
• Возможность рекуперации — при торможении энергия возвращается в сеть.

Недостатки

• Привязка к контактной сети — ограничивает манёвренность, требует дорогостоящей инфраструктуры.
• Высокие капитальные затраты — строительство линии и подстанций обходится дороже, чем прокладка автобусного маршрута.
• Сложность обгона — троллейбус не может объехать препятствие, если оно находится под проводами.
• Зависимость от погоды — обледенение проводов, снегопады и сильный ветер могут нарушить токосъём.
• Эстетика — воздушная сеть считается визуально загромождающей городскую среду.

Троллейбусные системы мира

Крупнейшие системы

• Россия — одна из стран с наибольшим количеством троллейбусных систем. Крупнейшие: Москва (до 2020 года — одна из крупнейших в мире, но в 2020–2023 годах была частично закрыта), Санкт-Петербург, Новосибирск, Екатеринбург, Нижний Новгород, Волгоград.
• Украина — Киев, Харьков, Днепр, Одесса.
• Беларусь — Минск, Гомель, Витебск.
• Китай — Пекин, Шанхай, Гуанчжоу. Китай активно развивает электробусы, но троллейбусные системы сохраняются.
• Бразилия — Сан-Паулу, Рио-де-Жанейро.
• Швейцария — Цюрих, Женева, Берн. Швейцария известна развитием троллейбусов с автономным ходом.

Закрытые системы

В ряде стран троллейбусы были полностью вытеснены автобусами или трамваями. Например, в Великобритании и Франции большинство систем закрыто к 1970-м годам. В США троллейбусы сохранились только в нескольких городах (Сан-Франциско, Сиэтл, Бостон).

Перспективы развития

В XXI веке троллейбусы сталкиваются с конкуренцией со стороны электробусов (аккумуляторных автобусов). Однако троллейбусы сохраняют преимущества:

• Энергоснабжение без батарей — не требуется замена дорогостоящих аккумуляторов.
• Большая вместимость — троллейбусы обычно крупнее электробусов.
• Долгий срок службы — троллейбусы могут эксплуатироваться 20–25 лет, тогда как электробусы — 10–12 лет.

Современные тенденции:

• Развитие троллейбусов с автономным ходом — позволяет гибко прокладывать маршруты, не требуя сплошной контактной сети.
• Модернизация контактной сети — использование автоматических стрелок, обогрева проводов, систем дистанционного управления.
• Интеграция с умными транспортными системами — GPS-навигация, автоматическое информирование пассажиров, бесконтактная оплата.

В России, несмотря на частичное сокращение сетей в 2000-2010-х годах, троллейбусы остаются важным элементом городского транспорта. В 2020-х годах началось обновление парка в ряде городов (Санкт-Петербург, Челябинск, Рязань) за счёт закупки низкопольных машин.

Интересные факты

• Самый длинный в мире троллейбусный маршрут (№ 100) действовал в Крыму (Симферополь — Алушта — Ялта) протяжённостью около 86 км. Он был открыт в 1959 году и частично работает до сих пор.
• В Москве до 2020 года действовала крупнейшая в Европе троллейбусная сеть (около 600 км линий). В 2020 году мэрия объявила о закрытии большинства маршрутов, заменив их электробусами.
• Троллейбусы могут работать в условиях низких температур (до -40 °C), что делает их незаменимыми в Сибири и на Дальнем Востоке.
• В СССР существовали троллейбусы-рестораны и троллейбусы-кинотеатры, переоборудованные для проведения экскурсий и мероприятий.

Источники

• Вукан Р. Вучик. «Транспорт в городах, удобных для жизни». — М.: Территория будущего, 2011.
• История развития троллейбусного транспорта в СССР. — М.: Транспорт, 1985.
• Техническая энциклопедия. Том 22. — М.: Советская энциклопедия, 1935.
• Данные Международного союза общественного транспорта (UITP) — отчёты о троллейбусных системах мира.
• Материалы заводов-изготовителей: «Тролза» (Энгельс), «Белкоммунмаш» (Минск), «Уфимский трамвайно-троллейбусный завод».