ЧС200

Ввиду возросшей необходимости перевода скоростного движения линии Ленинград — Москва на электрическую тягу с мощными и скоростными локомотивами, а впоследствии и обновления локомотивного парка на линии Ленинград — Москва, Правительством СССР совместно с МПС было принято решение о заказе в Чехословакии на народном предприятии Škoda в городе Пльзень нового мощного скоростного электровоза постоянного тока, способного развивать скорость 200 км/ч, мощностью двигателей 1050 кВт в часовом режиме, и 1000 кВт в длительном режиме. В 1969 году началась разработка и проектирование нового скоростного электровоза с условным обозначением ЧС200 (что означало: чехословацкий, с расчётной скоростью при эксплуатации 200 км/ч) и индексом разработки 66E₀, что означало: серия электровоза постоянного тока 66, испытательный (прототип). Руководителем проекта был назначен ведущий инженер завода Франтишек Палик. Основой проекта стал уже эксплуатирующийся и прекрасно зарекомендовавший себя на железных дорогах СССР электровоз постоянного тока ЧС2. Однако, в проект ЧС200 было внесено немало значительных изменений. Исходя из расчета тяги, разгона, а также поддержания скорости стало ясно, что электровоз будет двухсекционным и не похожим ни на одного из своих предшественников.

Мощность электровоза была определена из условий движения поезда, состоящего из 12—14 четырехосных пассажирских вагонов с установившейся скоростью 200 км/ч, с учётом замедлений и разгона такого поезда в местах ограничения скорости. Последнее требовало увеличения мощности тяговых электродвигателей примерно на 40 % по сравнению с мощностью, необходимой для ведения поезда с установившейся скоростью. Так как необходимая мощность электровоза должна быть порядка 8000 кВт, а мощность одного электродвигателя составляла около 1000 кВт, то количество тяговых электродвигателей определялось как восемь. Это, в свою очередь, определило, что локомотив должен быть восьмиосным. Такое решение позволило также одновременно получить приемлемую для высоких скоростей нагрузку от колёсных пар на рельсы.

Немаловажным в достижении скорости является и то, что в процессе разработки и проектирования форма кузова и кабин электровоза менялась четырежды. Вначале основой проектирования стал кузов электровоза ЧС2 в двухсекционном восьмиосном исполнении, позднее разрабатываемый параллельно кузов электровоза ЧС2^Т серии 63E, но испытания макетов этих кузовов в аэродинамической трубе на скорость потока воздуха 220 км/ч показали невысокие результаты, хотя электровоз ЧС2 и удавалось разогнать до 183 км/ч на Октябрьской железной дороге. Решение пришло неожиданно — во время испытаний на экспериментальном кольце Велим (ŽZO Velim), также известном, как полигон Церхенице (ŽZO Cerhenice), прототипа электровоза переменно-постоянного тока ES499.0 (заводской тип 55E₀). Он был построен для Чехословацких железных дорог, и при испытаниях развил скорость 219 км/ч[1]. Вариант кузова и кабины этого электровоза и стал окончательным в постройке опытных ЧС200.

В начале 1974 года завод Škoda закончил строительство двух опытных электровозов ЧС200-001 (зав. № 6435) и ЧС200-002 (зав. № 6436). 24 июля 1974 года электровоз ЧС200-001, имеющий ширину колеи 1435 мм, на экспериментальном кольце Велим в Чехословакии развил скорость 210 км/ч. В конце 1974 года оба электровоза ЧС200 прибыли в локомотивное депо Ленинград-Пассажирский-Московский (ТЧЭ-8) Октябрьской железной дороги для прохождения скоростных испытаний. Впоследствии разработка и строительство именно этих двух электровозов стало основой в строительстве серийных электровозов ЧС200 (тип 66Е₁), ЧС6 (серия 50Е) и ЧС7 (серия 82Е).

C 1979 года по 1980 год заводом Škoda была изготовлена партия из 10 серийных электровозов ЧС200 (заводской тип 66Е₁), в конструкции которых были внесены изменения и усовершенствования с учетом опыта испытаний электровозов ЧС200-001 и ЧС200-002, с испытанной скоростью 220 км/ч. Эти электровозы получили номера с 003 по 012.

Электровоз ЧС200 представляет собой двухсекционный локомотив, каждая секция которого имеет кузов сварной конструкции с несущей рамой, опирающейся на две двухосные тележки с цельнокатанными колёсными парами, при помощи люлечного подвешивания. Секции электровоза соединены жесткой шарнирной сцепкой-балкой с использованием ударно-челюстного механизма. Первая причина такого решения — установка такой сцепки исключает возможность саморасцепа секций при болтанке, возникающей на высоких скоростях. Другой причиной является наличие только одного управляющего силовыми контакторами промежуточного барабанного контроллера (ПБК) типа 330, установленного в секции № 1, что исключает работу каждой секции по отдельности. Для плавности хода, гашения поперечных колебаний и предотвращения заваливания кузова в кривых, обе секции электровоза оборудованы гасителями колебаний западногерманской фирмы Boge и голландской фирмы Koni. Кабины машиниста оборудованы кондиционерами и приточной вентиляцией.

По электрической схеме ЧС200 — два электровоза с раздельными силовыми цепями, работающие по системе многих единиц, и поэтому не имеющие последовательного соединения всех восьми тяговых электродвигателей (ТЭД), что для электровозов постоянного тока с реостатным регулированием нетипично и порождает проблемы. Вместо обычного барабанного контроллера управления, как на других чешских электровозах, пульт управления ЧС200 оборудован клавишным контроллером (с переключателем реверсоров, клавишами набора и сброса позиций, ослабления поля и включения автоведения). Для удобства ведения маневровой работы кабины машиниста оборудованы маневровым контроллером, расположенным у бокового окна со стороны кресла машиниста, а со стороны помощника машиниста находится индикаторное табло, позволяющее контролировать локомотивной бригаде работу электрических цепей и агрегатов электровоза, не выходя из кабины.

Между лобовыми окнами из триплекса толщиной 3,5 см расположен локомотивный светофор АЛС-200, позволяющий вести поезд с заданной скоростью в автоматическом режиме, учитывая количество свободных блок-участков впереди. Измерение скорости электровоза производит электронный указатель скорости и автоматический регулятор скорости (АРС), вмонтированный в приборную панель пульта управления электровозом, «завязанный» с системами автоматической локомотивной сигнализации (АЛС) и автоведения и имеющий две шкалы измерения скорости до 220 км/ч. Первая — программируемая машинистом через блок АРС на пульте управления, а вторая показывает достигнутую скорость электровоза. Слияние их в единую линию позволяет поддерживать скорость. Управляется автоведение с пульта c кнопками выбора заданной скорости движения от 0, 15, 25, 40, 50 … 180, 200 км/ч и переключателями работы в тяговых режимах, ходе, выбеге, с АЛС или без неё. Нажатие соответствующей кнопки определяет необходимую скорость, поддерживаемую в автоматическом режиме.

Второй скоростемер, швейцарской фирмы Hasler — электромеханический, имеющий шкалу показания скорости до 240 км/ч, с бортовыми самописцами внутри. Электровозы ЧС200 имеют три вида тормоза: пневматический, электропневматический и электродинамический (реостатный) тормоз, который впоследствии лег в разработку и строительство электровоза ЧС2^Т (серия 63Е) и последующих чехословацких электровозов. Электровоз оснащён дистанционной чехословацкой системой управления тормозами Dako.

Список электровозов ЧС200 (по состоянию на 2022 год)

ЧС200-001 списан, ЧС200-002 музейный экспонат на варшавском вокзале в Санкт-Петербурге, ЧС200-003 эксплуатируется, ЧС200-004 эксплуатируется, ЧС200-005 на консервации,

ЧС200-006 на консервации, ЧС200-007 списан и утилизирован, ЧС200-008 эксплуатируется, ЧС200-009 эксплуатируется, ЧС200-010 на консервации, ЧС200-011 эксплуатируется,

и ЧС200-012 эксплуатируется.

Изменения в конструкции серийных ЧС200

Скоростная лаборатория ЧС200-008

На этих серийных электровозах ЧС200 была изменена кабина машиниста и форма кузова, она стала более узкой и более обтекаемой; кузов был укорочен на 1080 мм. Также была изменена электрическая схема. Вместо асимметричных токоприемников AM18U французской фирмы Fevlei, установленных на прототипы, на серийных электровозах 66Е₁ были установлены отечественные симметричные двухступенчатые токоприемники ТСп-6м разработки И. А. Беляева и В. А. Шияна, конструкция которых параллельно испытывалась на электропоезде ЭР200. Также была увеличена мощность двигателей электровозов, для вождения поездов с большим количеством вагонов.

• 
  ЧС200-011 с поездом «Невский экспресс» на Московском вокзале Санкт-Петербурга
• 
  ЧС200-003 с поездом «Невский экспресс» в пути
• 
  ЧС200-004 в корпоративном окрасе РЖД

Пульт управления электровозом ЧС200-011

Из-за большой мощности электровоза для исключения пережога контактного провода при трогании необходимо поднимать три токоприёмника из четырёх. При поднятых токоприёмниках, включенных быстродействующих выключателях (БВ) и электропневматическом клапане (ЭПК) автостопа, переключатель направления ставится в положение «Вперёд» или «Назад» и нажимается кнопка «+1». ПБК 330 поворачивается на первую позицию, по его сигналам включается часть линейных контакторов и контакторы ослабления поля, но включения тяги не происходит — позиция предназначена для проверки и подготовки.

Повторное нажатие кнопки «+1» включает вторую позицию, включаются недостающие линейные контакторы, тяговые двигатели включаются в работу с ослабленным возбуждением, что при нулевой скорости даёт снижение силы тяги для плавности трогания, и полностью введённым пусковым реостатом. Также на второй позиции ПБК автоматически включаются вентиляторы охлаждения ТЭД. Ослабление возбуждения при трогании из электровозов ЧС применяется только на ЧС6 и ЧС200, но широко распространено на электровозах ВЛ — например, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ82^М. При наборе третьей позиции отпадают контакторы ослабления возбуждения (ОВ), двигатели переходят на полное поле, при наборе четвёртой и последующих позиций включаются реостатные контакторы, постепенно закорачивая части пускового реостата. Ослабление возбуждения на второй позиции, обеспечивая плавное трогание, имеет негативный эффект при включении тяги на скорости — на второй позиции тяговые двигатели резко включаются в режим ОВ, появляется большая сила тяги, вызывающая рывок, при наборе третьей позиции сила тяги спадает.

На 5-й позиции, если включен переключатель «Зима/Лето» (в настоящее время выключен круглогодично), закорачивается пусковой резистор вентиляторов ТЭД, и они выходят на полные обороты. При скорости 50-70 км/ч достигается 27-я позиция, на которой полностью выводится реостат тяговых двигателей — эта позиция ходовая. Если нажата фиксирующаяся кнопка «ШП» (аббревиатура от неправильно переведённого с чешского языка на русский как «шунтировка поля» термина «ослабление поля»), то при нажатии кнопки «+1» на 27-й позиции ПК 330 переходит на 28-ю, включая первую ступень ОВ. Далее доступны ещё 4 ступени ОВ, на 32-й позиции завершается пуск тяговых двигателей на последовательном соединении.

На указателе горит 27-я позиция, под цифрами зелёная лампа ходовой позиции (с выведенным пусковым реостатом)

На 32-й позиции возможен разгон до скорости 130—140 км/ч. Если отжать кнопку «ШП», то ПБК вернётся на 27-ю позицию. При отжатой кнопке «ШП» нажатие кнопки «+1» приведёт к непрерывному вращению ПБК 330 с 27-й позиции по 34-ю, при этом будет происходить не ослабление возбуждения, а переключение тяговых двигателей на параллельное соединение. На 34-й позиции будет вновь введён весь пусковой реостат и начнётся пуск ТЭД на параллельном соединении, полностью реостат будет выведен на 51-й позиции. На позициях 52-56 будут поочерёдно включены пять ступеней ослабления возбуждения. В норме переход на параллельное соединение разрешён с 80 км/ч, но при необходимости быстрого разгона возможен переход на меньшей скорости (но не менее 62 км/ч).

Для быстрого набора позиций кнопка «+1» утапливается дальше в положение «+» (вглубь пульта), при этом ПБК 330 непрерывно вращается на набор, останавливаясь на 27-й и 51-й позициях лишь в том случае, если нажата кнопка «ШП». Для сброса позиций существует кнопка сброса, позиции можно сбрасывать как по одной нажатием кнопки в положение «-1», так и непрерывно дожатием кнопки в положение «-». Быстро выключить тягу можно установкой реверсивного переключателя в нейтральное положение на позициях ПБК 330.

Локомотивы поступили в депо ТЧЭ-8 Ленинград-Пассажирский-Московский Октябрьской железной дороги, для обслуживания пассажирских, скорых и скоростных поездов на линии Ленинград — Москва. По состоянию на февраль 2021 года эксплуатируются шесть ЧС200, ещё четыре (005-008) по различным причинам отставлены от работы, один списан, один передан в музей. Локомотивы работают на линиях Санкт-Петербург — Москва, Санкт-Петербург — Мурманск (до ст. Свирь), Москва — Волховстрой — Мурманск (до ст. Свирь), Санкт-Петербург — Вологда (до ст. Бабаево), Великий Новгород — Москва, Санкт-Петербург — Хельсинки и Москва — Дача Долгорукова (Санкт-Петербург-Ладожский) — Хельсинки (до ст. Выборг), и из Москвы и Санкт-Петербурга до ст. Торжок.

ЧС200-010 в депо Санкт-Петербург-Пассажирский-Московский

Электровоз ЧС200-002 установлен в музее Октябрьской железной дороги на Варшавском вокзале Санкт-Петербурга.

• 
  ЧС200-002 Варшавском вокзале Санкт-Петербурга

ЧС200-002, вид спереди

Основные технические характеристики электровозов ЧС200[4]:

• Осевая формула — (2_О−2_О)+(2_О−2_О)
• Вес в рабочем состоянии — 156 т
• Часовая мощность ТЭД — 1050 кВт
• Сила тяги часового режима — 217 кН (22 130 кгс)
• Скорость часового режима — 135,9 км/ч
• Длительная мощность ТЭД — 1000 кВт
• Сила тяги длительного режима — 204 кН (20 800 кгс)
• Скорость длительного режима — 137,8 км/ч
• Максимальная сила тяги — 451 кН (46 000 кгс)
• Максимальная сила тяги при 5 км/ч — 352 кН (35 920 кгс)
• Максимальная сила тяги при 200 км/ч — 140 кН (14 320 кгс)
• Конструкционная скорость — 220 км/ч
• Минимальная скорость реостатного торможения — 65 км/ч
• Максимальное усилие при длительном реостатном торможении (120 км/ч) — 210 кН
• Напряжение контактной сети — 3 кВ
• Род тока — постоянный
• Мощность отопления состава — 1200 кВт (20 вагонов)

• Раков В. А. Пассажирские электровозы ЧС200, ЧС6 // Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985. — М.: Транспорт, 1990. — С. 54—58. — ISBN 5-277-00933-7.

• Электровозы ЧС200 и ЧС6 (неопр.). Железные дороги России.
• Восьмиосные электровозы завода «Шкода» на отечественных железных дорогах (неопр.). Железные дороги России.
• Список подвижного состава ЧС200 (неопр.). RailGallery.
• Список подвижного состава ЧС200 (неопр.). TrainPix. Дата обращения: 17 августа 2021.
• Список подвижного состава ЧС200 (неопр.). TrainPhoto. Дата обращения: 23 января 2022.