В рамках Международной конференции по сближению систем технического регулирования в апреле в Москве состоялась презентация первого российского локомотива с интеллектуальным асинхронным гибридным приводом ТЭМ 9Н SinaraHybrid. Гибридный тепловоз был разработан ООО "Центр инновационного развития СТМ" и изготовлен на Людиновском тепловозостроительном заводе (входят в дивизиональный холдинг ОАО "Синара - Транспортные Машины") при поддержке инновационного фонда "Сколково" и ОАО "Российские железные дороги". По мнению экспертов, применение нового тепловоза позволит значительно экономить энергоресурсы, снизить количество вредных выбросов в атмосферу, удешевить его эксплуатацию. О дальнейших этапах реализации проекта, сроках запуска локомотива в серийное производство и перспективах локомотива в интервью агентству "Интерфакс-Урал" рассказал гендиректор Центра инновационного развития СТМ Антон Зубихин.
- Антон Владимирович, в чем основные технологические особенности локомотива SinaraHybrid, какие инновационные технологии использовались при его создании?
- Маневровый тепловоз с гибридной силовой установкой ТЭМ 9Н SinaraHybrid - это четырехосный локомотив с электрической передачей переменно-переменного тока, индивидуальным приводом колесных пар, суммарной мощностью 1200 л.с.
В России нет аналогов нашему тепловозу. При создании ТЭМ 9H командой разработчиков было реализовано более 20 новейших инженерных решений. Все основные наукоемкие компоненты созданы российскими учеными и конструкторами. Управление локомотивом осуществляется при помощи интеллектуальной микропроцессорной системы на базе GLONASS. Эта система снабжена отдельным блоком интеллектуального предсказания пути. Она оптимально планирует расход ресурсов во время движения, выбирает более выгодный для конкретного участка пути источник энергии: либо от дизель-генератора, либо от литий-ионной батареи.
Во время движения в аккумуляторах происходит накопление энергии. Для этого в конструкции ТЭМ9Н предусмотрено использование дизель-генератора на 660 КВт и суперконденсаторов на 220 КВт. Двигаясь только за счет использования энергии литий-ионных аккумуляторов, локомотив SinaraHybrid может 20 часов возить собственный вес, либо один час - 2 тыс. тонн грузов, а это примерно 30 цистерн с нефтью.
При остановке двигатель гибридного тепловоза выключается, и все внутренние нужды обеспечиваются за счёт использования аккумулятора. Применение именно такого подхода к созданию локомотива было обусловлено необходимостью снизить эксплуатационные затраты. По подсчётам специалистов, 65-80% топлива маневровые тепловозы сжигают при работе силовой установки на холостом ходу - когда локомотив, по сути, стоит с работающим двигателем. А учитывая тот факт, что маневровая техника, как правило, используется в условиях городской инфраструктуры: на предприятиях, железнодорожных станциях, то вопросы экологии приобретают особую актуальность. Поэтому использование тепловозов с гибридной силовой установкой будет не только экологически оправданно, но и экономически эффективно: по сравнению с тепловозами предыдущего поколения ТЭМ 9Н расходует на 30% меньше дизельного топлива и дает на 55% меньше выбросов в окружающую среду.
- Какие российские предприятия принимали участие в разработке этого тепловоза?
- ОАО "РЖД" является главным научно-техническим партнёром и заказчиком гибридного локомотива. Именно железнодорожники сформулировали нам жесткие технические требования по энергоэффективности, экологии, инновационности новой машины. Мы, в свою очередь, поставили высокую планку качества всем производителям комплектующих.
В создании первого локомотива был задействован целый ряд российских предприятий и компаний из стран СНГ. Екатеринбургское НПО "Автоматика" разрабатывало кабину, занималось ее эргономикой. Кабина спроектирована так, что для управления тепловозом достаточно одного машиниста. Учтены все потребности локомотивной бригады: установлена микроволновая печь, холодильник, пульт машиниста разработан с учетом физиологических и психологических особенностей работы локомотивной бригады.
Другое уральское предприятие - НПО "Приводная техника" (Челябинск) - разработало преобразователь энергии для асинхронного привода. Харьковский "Электротяжмаш" поставил тяговый двигатель и генератор.
В создании тепловоза SinaraHybrid использовались только высокоэффективные компоненты, которые, с одной стороны, способствуют удорожанию локомотива, с другой существенно - на 25% - снижают так называемую "стоимость жизненного цикла" тепловоза, рассчитанного на сорокалетнее использование. Так, только за счет применения сверхвысокопрочных бандажей производства Нижнетагильского металлургического комбината мы смогли увеличить межремонтные сроки по колесным парам. То есть колесные пары не будут "перекатываться" раз в три-четыре года, их срок эксплуатации увеличится, по нашим оценкам, примерно вдвое. То же самое и по другим компонентам. Мы постарались поставить на этот локомотив самые высокоэффективные комплектующие, за счет применения которых увеличатся межремонтные сроки.
- Какова будет стоимость нового локомотива?
- Приблизительная стоимость такого локомотива SinaraHybrid будет составлять 70 млн рублей. При этом тепловоз окупится в течение десяти лет работы. Только по дизельному топливу ежегодная экономия составит около 60 тонн. Дополнительная экономическая эффективность будет достигаться не только за счет применения накопителей энергии: литий-ионных аккумуляторов и суперконденсаторов, но и за счет применения асинхронного тягового привода и других параметров.
- Кто выступил инвестором проекта?
- На первоначальном этапе инвестором проекта по созданию семейства гибридных локомотивов выступила Группа Синара. Затем "Центр инновационного развития СТМ" стал резидентом инновационного Фонда "Сколково" и в 2011 году получил грант на разработку в размере 35 млн рублей. В 2012 году мы подали заявку на грант Фонда в размере около 30 млн рублей, которые намерены потратить на проведение комплекса испытаний и сертификацию этого локомотива.
- Где будет организовано производство тепловоза?
- Локомотив будет производиться Людиновским тепловозостроительным заводом (ЛТЗ), который также входит в дивизиональный холдинг "Синара - Транспортные машины".
- Существуют ли конкретные договоренности с РЖД о дальнейшей закупке этого тепловоза?
- На состоявшейся презентации старший вице-президент ОАО "РЖД" Валентин Гапанович позитивно отозвался о представленной машине. Российские железные дороги уже в нынешнем году хотят получить первый локомотив SinaraHybrid. Для этого мы должны завершить сертификацию ТЭМ 9Н в декабре и сразу же передать первую модификацию тепловоза ОАО "РЖД". Планируется, что следующим этапом будет подписание между РЖД и Группой Синара контракта на производство и поставку партии гибридных локомотивов. В этом смысле мы уверены в отличных перспективах ТЭМ 9Н.
- Кто еще может стать покупателями тепловоза SinaraHybrid?
- "Якорный" заказ от РЖД позволит нам выйти и на другие рынки сбыта. Потенциальный рынок локомотивов такого класса может составлять порядка 7 тыс. машин. Интерес к нашей разработке уже проявили Казахстанские и Латвийские железные дороги. Президент Латвийских железных дорог Угис Магонис приезжал в Москву на апрельскую презентацию и провел осмотр новой машины.
- Какими разработками ЦИР занимается в настоящее время?
- На данный момент в разработке Центра находятся одновременно более восьми тем НИОКР. Среди них разработка микропроцессорных систем управления и диагностики (МПСУиД) для тепловозов, разработка преобразователя собственных нужд (ПСН) для грузовых электровозов постоянного тока и другие проекты.
Ключевые разработки ЦИР - гибридный тепловоз ТЭМ 9Н, магистральный тепловоз ТЭ 8. Остальные предназначены для модернизации локомотивов, которые ранее выпускались Людиновским тепловозостроительным заводом. Так, на основе базовой четырехосной платформы ТЭМ 9 мы планируем создать целое поколение перспективных гибридных тепловозов. На базе экипажной части восьмиосного тепловоза создаем восьмиосный магистральный локомотив ТЭ 8 с дизельным силовым агрегатом General Electric.
Еще одна очень важная разработка - создание двухсекционного магистрального тепловоза ТГ 16М для Сахалинских железных дорог. ТГ 16М - это абсолютно новая модель тепловоза, которую мы будем создавать совместно с немецкой компанией Voith Turbo. Гидропередача и трансмиссия локомотива будут зарубежного производства. Планируется, что первые поставки уже сертифицированного тепловоза начнутся в 2013 году.
Кроме того, сейчас мы ведем переговоры с РЖД по совместной разработке газотурбовоза нового поколения с асинхронным тяговым приводом и моторно-осевыми подшипниками качения.
Этот проект пока находится лишь на стадии переговоров, но предыдущий успешный опыт Центра инновационного развития СТМ и репутация холдинга "Синара - Транспортные машины" как производителя современной надежной техники позволяют нам с оптимизмом смотреть в будущее.
