81-720.1/721.1 — тип экспериментальных и непошедших в серийное производство электровагонов метрополитена с асинхронным тяговым приводом, выпущенных Ленинградским вагоностроительным заводом имени И. Е. Егорова, проходивших испытания в Московском метрополитене.

В дальнейшем на его основе были созданы вагоны 81-550/551/552, впоследствии переоборудованные в 81-540.1/541.1 (установлена реостатно-контакторная система управления тяговыми коллекторными электродвигателями).

История

Проектирование В конце 1980-х годов для метрополитенов СССР на Мытищинском вагоностроительном заводе и Ленинградском вагоностроительном заводе им. Егорова началась разработка электропоездов с асинхронным тяговым приводом на базе выпускаемых в то время серийных электровагонов модели 81-717/714. Применяемые на вагонах данной модели коллекторные электродвигатели постоянного тока с релейно-контакторной системой управления были конструктивно просты, но неэкономичны по расходу энергии и требовали частого дорогостоящего технического обслуживания и ремонта, что послужило причиной к созданию вагонов с более экономичными асинхронными двигателями.

После выпуска в году Ленинградским заводом первого экспериментального трёхвагонного электропоезда ЭС-720/719, на Мытищинском заводе на базе стандартных вагонов 81-717/714 была спроектирована новая модель, получившая обозначение 81-720.1 и 721.1 для головных и промежуточных вагонов соответственно. Вагоны должны были иметь новую модифицированную конструкцию кузова с удлинённой кабиной и оснащаться асинхронными электродвигателями и другим опытным электрооборудованием. Поскольку основные силы конструкторов завода были отданы на разработку вагонов нового поколения 81-720/721 «Яуза», выпуск вагонов модели 81-720.1/721.1 был поручен Ленинградскому заводу Ленинградский вагоностроительный завод «Ленвагонмаш» им. Егорова.

Выпуск

В году Ленинградский завод выпустил единственный головной моторный вагон с новой конструкцией кузова и опытным электрооборудованием, получивший обозначение модели 81-720.1 и бортовой номер 10037. С завода вагон имел двухцветную бело-синюю окраску: передний торец и боковые стенки вагона за исключением стенок кабины были выкрашены в синий цвет, а боковые стенки кабины, окантовка боковых стен основной части, задний торец и крыша — в белый, кроме того на уровне буферных фонарей имелась белая полоса. От выпуска других вагонов данного типа до получения первичных результатов испытаний было решено отказаться, а для формирования опытного поезда завод выпустил один головной и два промежуточных вагона стандартной конструкции с серийным электрооборудованием, имеющих стандартную синюю окраску. Эти вагоны выполняли роль вагонов сопровождения для опытного и конструктивно были идентичны вагонам 81-717/714, но несмотря на это получили такое же обозначение серии, как и экспериментальный вагон — 81-720.1 для головного и 81-721.1 для промежуточных. Головной вагон получил бортовой номер 10036, а прицепные — 11027 и 11028.

Испытания и судьба вагонов Для проведения обкаточных испытаний вагоны были переданы в электродепо «Калужское» Московского метрополитена, где они были сформированы в четырёхвагонный электропоезд. В ходе непродолжительных испытаний в работе асинхронного тягового привода вагона № 10037 был выявлен ряд существенных недостатков, однако представленное им направление развития российского метровагоностроения было признано перспективным. Испытания позволили выявить слабые места в асинхронном приводе и определить решения по усовершенствованию подобных конструкций.

После завершения испытаний состав был расформирован, однако вагоны в течение некоторого времени находились в электродепо «Калужское». Впоследствии вагоны сопровождения были переданы в электродепо «Новогиреево» на консервацию, а опытный вагон № 10037 — в электродепо «Северное», где впоследствии долго находился в нерабочем состоянии. К сожалению, в сентябре 2009 года уникальный вагон был порезан на путях депо и до настоящего времени не сохранился. Вагоны сопровождения также были порезаны.

Наследие С учётом применённых на вагоне технических решений и результатов испытаний вагона как Ленинградский, так и Мытищинский заводы продолжили разработку электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями.

Ленинградский завод внёс усовершенствования в конструкцию вагона и 1992 году на его базе выпустил полноценный шестивагонный электропоезд 81-550/551/552, являющийся дальнейшим развитием модели 81-720.1/721.1 и имеющий аналогичный кузов с незначительными отличиями. Впоследствии после непродолжительной эксплуатации с пассажирами в работе асинхронного оборудования был выявлен ряд проблем, и в итоге поезд был отставлен от работы, разукомплектован и переоборудован в 81-540.1/541.1, впоследствии поступив в эксплуатацию на Московско-Петроградскую линию с припиской к тяговому электродепо ТЧ-6 «Выборгское». В дальнейшем заводом выпускались малосерийные вагоны 81-540.8/541.8 с коллекторными электродвигателями для Петербургского метрополитена и 81-553.3/554.3/555.3 с асинхронными двигателями для Казанского метрополитена.

Мытищинский завод также заимствовал часть конструктивных решений от вагона 81-720.1 при создании нового поезда 81-720/721 «Яуза» с кузовом нового типа: в частности, конструкция сидений и потолка в салоне во многом были идентичны опытному вагону. Первый опытный состав, изначально оснащённый коллекторными двигателями, в 1992 году в порядке эксперимента был переоснащён опытным асинхронным тяговым оборудованием. Результаты его испытаний оказались неудачными, и в дальнейшем поезда «Яуза» выпускались с коллекторными двигателями. Впоследствии в 2000 году был выпущен новый поезд с асинхронными двигателями, имевший обозначений 81-720А/721А, а в 2004 году — ещё 4 серийных поезда, получивших обозначение 81-720.1/721.1 — как и опытные вагоны. Таким образом, впервые в истории российского метровагоностроения одно и то же обозначение серии было использовано повторно для вагонов принципиально разной конструкции.

Конструкция В основе конструкции новой модели 81-720.1/721.1 лежали серийные вагоны 81-717/714, наиболее существенными изменениями в которой стали новая удлинённая кабина машиниста, обводы кузова, система вентиляции и применение асинхронного тягового оборудования. Поскольку остальные 3 вагона сопровождения ничем не отличались от базовой модели 717/714, здесь рассмотрена конструкция только опытного вагона.

Кузов

Вагон 81-720.1 № 10037 имел цельнометаллический несущий кузов сварной конструкции с обшивкой из прочной листовой стали, созданный на основе кузова вагона 81-717, однако имеющий ряд отличий от последнего. Основными частями кузова являлись рама, боковые стенки, лобовые и концевые части, крыша и металлический пол. Помимо этого, в кузове вагона была расположена сплошная металлическая перегородка, отделяющая кабину машиниста от пассажирского салона. По торцам рамы были размещены ударопоглощающие аппараты с автосцепками Шарфенберга метрополитеновского образца, автоматически соединяющие пневмомагистрали и электрические контакты сцепляемых вагонов.

По сравнению с вагоном 81-717, кузов головного вагона 81-720.1 имел большую по длине кабину машиниста и удлинённую раму: длина кузова головного вагона по торцевым стенкам за счёт удлинения головной части с кабиной управления составляла 19250 мм против 18806 мм у 81-717. Длина промежуточных вагонов модели 81-721.1 новой конструкции, которые так и не были выпущены, была равна 18810 мм и аналогична по длине кузовам вагонов 81-714 — впоследствии промежуточные вагоны с такими кузовами были выпущены в составе электропоезда 81-550/551/552, являющегося дальнейшим развитием модели 81-720.1/721.1. Это позволяло поездам с кузовами данной конструкции эксплуатироваться на линиях со станциями закрытого типа в Петербургском метрополитене, поскольку расстояния между дверями каждого вагона и разных вагонов в составе поезда не изменилось.

Лобовая часть вагона с кабиной машиниста превосходила по длине стандартную у 81-717 и имела вытянутую форму с небольшим сужением по ширине и высоте крыши в передней части по сравнению с шириной и высотой основной части кузова; по бокам от сужения на уровне рамы имелись выступы, по ширине соответствующие основной части, также выступ на уровне рамы имелся спереди. Для входа и выхода машиниста с левой стороны имелась одностворчатая ручная дверь, поворачивающаяся при открытии вовнутрь, по сравнению с 81-717 перед дверью появилось боковое окно, а с правой стороны бока кабины располагалось два окна вместо одного. Торец в лобовой части имел плоскую форму, по сравнению с 81-717 была изменена конструкция лобовых стёкол и расположения буферных фонарей. В левой части торца кабины располагалась открывающаяся наружу аварийная эвакуационная дверь с выдвижным трапом для возможности безопасной эвакуации пассажиров на пути в случае аварии, а рабочее место машиниста было смещены из центра в правую часть кабины. В лобовую часть было встроена два стекла одинаковой высоты — одно широкое с правой стороны перед пультом машиниста и более узкое левое в двери аварийного выхода. Буферные фонари вагона размещались под лобовыми стёклами и с каждой стороны имели по 3 лампы, включая две лампы освещения и одну красную дампу хвостовых огней; левые буферные фонари были встроены в аварийную торцевую дверь. Также вагон 10037 стал первым вагоном Ленинградского завода, у которого на лобовом торце кабины был нарисован заводской логотип, размещённый между буферными фонарями по центру.

Боковые стенки и задняя часть кузова были собраны из вертикальных стоек, подоконных балок и верхнего листа. С каждой стороны вагон имел по 4 парные автоматические двери, рассчитанные на высокие платформы станций метрополитена и конструктивно аналогичные дверям вагонов 81-717/714. В качестве обшивки в нижнем и верхнем поясах были смонтированы стальные гофрированные листы, такие же как и у вагонов 81-717/714, но в дополнение по периметру боковины имел окантовку, что позволило улучшить внешний вид за счёт применения двухцветной окраски (белый цвет вместе со светло-синим). Также отличительной особенностью вагонов новой конструкции стали резкие прямые углы в местах перехода задней торцевой стенки в боковые вместо углов с плавными скруглёнными обводами.

Крыша вагона за счёт установки системы принудительной вентиляции и отсутствия вентиляционных черпаков стала покатой и имела практически плоскую форму с наклонными скатами по бокам, высота крыши над уровнем головки рельс превосходила крышу вагонов 81-717/714 в средней части и составила 3700 мм. Для вентиляции салона в боковой наклонной части крыши с каждой стороны были вырезаны по 7 тройных воздухозаборных решёток. Над кабиной машиниста был установлен кондиционер, а уровень крыши занижался по направлению к головному торцу.

Тележки Вагон имел две моторные двухосные тележки с индивидуальной подвеской колёсных пар, конструктивно идентичные тележкам 81-717/714. Колёсная база тележек составляла 2100 мм, диаметр колёс — 780 мм, ширина колеи — 1520 мм.

Рама тележки опиралась на каждую буксу через две цилиндрические витые пружины. В центре тележки располагалась центральная балка, соединённая предохранительным шкворнем с кузовом вагона и на которую непосредственно передавался вес последнего. Кузов опирался на центральный пятник балки, а для устранения боковой качки на балке были установлены боковые резиновые скользуны (выполнены в виде роликов). Вес центральной балки на основную раму тележки передавался через центральное рессорное подвешивание, поддон и сочленённые подвески. Центральное рессорное подвешивание тележки выполнено из 4 (по 2 с каждой стороны) двухрядных витых цилиндрических пружин. По бокам от колёс располагались тормозные колодки. Колёсные пары вагонов цельнокатанные.