Освоение высоких скоростей было начато с использования подвижного состава с электрической тягой. Рекорды скорости принадлежат французским железным дорогам: в 1945 г. электропоездом преодолена скорость 243 км/ч; в 1955 г. — 331 км/ч; в 1981 г. суперэкспрессом TGV — Trains Grande Vitesse, что в переводе с французского означает «сверхскоростной поезд» — 380 км/ч; в 1989 г. — 482,4 км/ч; в 1990 г. поездами того же типа после модернизации — 515,3 км/ч. Однако эксплуатационная скорость суперэкспресса ограничивается 300 км/ч.
В развитии ВСНТ наибольших успехов добилась Великобритания, где в 1978 г. уже были получены скорости более 300 км/ч: на линии Лондон—Глазго усовершенствованный пассажирский поезд APT (Advanced Passenger Traina) в экспериментальном рейсе развил скорость 315 км/ч. Большой вклад в ВСНТ внесла Япония, которая одной из первых стран начала строить скоростные линии. Япония приступила к созданию высокоскоростных пассажирских линий в 1964 г. На первой линии Новая Токайдо на участке Токио—Син Осака протяженностью свыше 500 км скорость поездов первоначально планировалась 250 км/ч, но затем была ограничена до 210 км/ч. Система линии ВСНТ составила общенациональную сеть Японии «Синкан-сен» («Поезд-стрела»), на которой скорость движения поездов доведена до 260 км/ч.
Во Франции были созданы высокоскоростные магистрали в 1981 г. (линия Париж— Лион длиной 426 км). Расчетная скорость, принятая для этой линии, составляла 300 км/ч, коммерческая — 213 км/ч, рекордная — 515 км/ч. В единую сеть ВСНТ включены линии TGV-Атлантик, TGV-Север, TGV-Boctok, TGV-Пикарди к порталу тоннеля под Ла-Маншем, а также линии южного и юго-западного направлений, соединяющие Францию со Швейцарией, Италией и Испанией. Высокоскоростные поезда TGV производства фирмы «Аль-стом» (Alsthom) имеют два моторных вагона (головной и хвостовой) и до 10 прицепных, вмещающие 400 пассажиров (рис. 5.27).
Поезд оборудован пневматическими и дисковыми тормозами, предусмотрено также резисторное торможение.
На железных дорогах Германии в эксплуатации находятся поезда системы «Трансрапид» (Transrapid) на магнитном подвесе, развивающие скорость до 482 км/ч (1988 г.). В 1991 г. началась эксплуатация поезда немецкого производства — Интер сити экспресс, ИСЕ (Inter Citi Express, ICE), который сформирован из двух моторных и 12 прицепных вагонов. В экспериментальном варианте этот экспресс развивает скорость 406,9 км/ч (рис. 5.28). Движение организовано на двух новых высокоскоростных линиях Ганновер—Вюрцбюрг и Мангейм—Штутгарт, а также на шести перестроенных участках железных дорог общей длиной 1430 км. На новых линиях поезда движутся с максимальной скоростью 250 км/ч и до 200 км/ч на перестроенных. Высокоскоростная магистраль Ганновер—Берлин (1997 г.) рассчитана на скорость 200 км/ч, участок между Эбисфельде и Штааксном — на 250 км/ч.
На сети ВСНТ железных дорог Италии эксплуатируются поезда на магнитном подвесе типа ETR 450 и ETR 500 (см. рис. 5.29). На участке Милан—Рим и Флоренция—Рим поезда типа ЕТР 450, состоящие из вагонов с наклоняющимся кузовом при прохождении криволинейных участков, развивают скорость 250 км/ч. С 1992 г. эксплуатируются поезда серии ETR 500, рассчитанные на скорость 300 км/ч.
Важнейшими составляющими сети ВСНТ железных дорог Италии являются магистрали Милан—Болонья—Флоренция—Рим—Неаполь и Турин—Милан—Венеция, по которым осуществляется свыше 50 % всех перевозок. Помимо строительства новых высокоскоростных линий в Италии ряд магистральных железных дорог реконструирован, что позволяет на основной части железнодорожной сети обеспечить движение пассажирских поездов со скоростями не менее 200 км/ч.На железных дорогах Испании в 1992 г. в эксплуатацию введена первая высокоскоростная линия Мадрид—Севилья протяженностью 490 км, в том числе 17 тоннелей и 34 виадука. На линии предполагается эксплуатировать поезда серии ABE (AVE), разработанные на базе поездов TGV, а также поезда типа «Талго» (Talgo) с колесными парами, регулируемыми по ширине колеи. Такие поезда развивают максимальную скорость 300 км/ч.
В США первая высокоскоростная магистраль Лос-Анджелес—Лас-Вегас была построена в 80-е годы прошлого столетия, на которой курсируют поезда системы «Маглев» — на магнитном подвесе с линейным электродвигателем. В начале 90-х гг. сооружен Северо-Восточный коридор между Нью-Йорком и Вашингтоном протяженностью 450 км, где наивысшая скорость пассажирских поездов достигает 200 км/ч. Особенностью этой магистрали является то, что наряду со скоростным пассажирским движением по ней осуществляются грузовые перевозки тяжеловесными поездами, а также пригородные и местные перевозки на малых скоростях. В эксплуатации находятся шведские электропоезда серии Х2 с наклоняющимся кузовом, а также японские высокоскоростные электропоезда «Хикари» и французские экспрессы ТЖВ. На новых высокоскоростных магистралях в перспективе предполагается довести скорости движения пассажирских поездов до 320—480 км/ч.
Таким образом, сети ВСНТ созданы на железных дорогах Японии, Франции, Германии, Италии, Испании, Великобритании. Западноевропейские страны объединили свои сети в общую систему общей протяженностью около 15 тыс. км.
На новых линиях протяженностью 9 тыс. км осуществляется движение со скоростью 250—300 км/ч на главнейших направлениях: Лондон—Ла-Манш—Гамбург—Копенгаген; Утрехт—Дуйсбург—Милан—Базель; Брюссель—Люксембург.
В международном союзе железных дорог в начале 90-х гг. прошлого столетия рассмотрены вопросы включения железных дорог Восточной Европы в систему общеевропейской скоростной сети в течение последующих 20 лет; возможности строительства линий, связывающих с европейской сетью Одессу, Львов, Москву, Санкт-Петербург; прокладки новых магистралей в странах Восточной Европы; строительства тоннеля, связывающего железные дороги Австрии и Швейцарии, и др.
Развитие монорельсовых дорог связано с более высокой экономичностью их сооружения. Поезда на таких дорогах перемещаются по одному рельсу, установленному на опорах или эстакаде на некотором расстоянии над землей.
Монорельсовые дороги классифицируются: по компоновке — навесной (рис. 5.30, а) или подвесной (рис. 5.30, б) транспорт; по конструкции ходовой части — транспорт с колесной, пневматической, магнитной подвеской или на скользящих опорах; с электрическим приводом или с двигателем внутреннего сгорания; с воздушно-реактивным двигателем или с линейным электрическим приводом и др.
Создание первых монорельсовых дорог относится к началу XIX века. Первая в мире коммерческая монорельсовая дорога открылась в 1901 г. в Вуппертале на юго-западе Германии, которая действует до сих пор. Вагоны такого электропоезда подвешены снизу к ходовым тележкам, скользящим по монорельсу.
Значительная часть маршрута протяженностью 12,9 км проходит над рекой Вуппер (рис. 5.31, а), что не влияет на застройку территории города.
В 1920-х годах Джорджем Бенни был сконструирован и испытан близ Глазго в Шотландии «Аэропоезд». Воздушный винт, как у самолета, приводил в движение вагоны, подвешенные к монорельсовой дороге (рис. 5.31, б). Приводной двигатель винта «Аэропоезда» мог быть либо дизельным, либо электрическим. Однако, несмотря на все преимущества такой надземной железной дороги, разработка проекта такого поезда не пошла дальше экспериментальной стадии.
В современных системах монорельсового транспорта используются различные конструктивные решения. В вагонах с колесной подвеской тележек вагонов имеются вертикальные опорные и горизонтальные стабилизирующие колеса, расположенные внутри или сна¬ружи ходовой направляющей.
Благодаря способности развивать относительно высокие скорости, повышению безопасности движения, возможности сообщения по кратчайшему расстоянию, независимости пути от ландшафта и условий планировки, сравнительно малой металлоемкости и высокой энергетической экономичности, возможности полной автоматизации системы монорельсового транспорта применяются в линиях высокоскоростного наземного транспорта (ВСНТ). Наиболее перспективным и экологически чистым, а также бесшумным, обеспечивающим повышенную комфортность пассажиров является ВСНТ с магнитным подвесом, в котором вагон (магнитоплан) не имеет непосредственного контакта с рельсом; он может быть использован для городского, пригородного и междугородного сообщений. Его движение осуществляется в результате взаимодействия системы магнитного подвеса и линейного электрического привода. Тяговое усилие передается на магнитоплан без непосредственного контакта. В качестве привода вагона-магнитоплана могут использоваться также воздушно-реактивные и другие двигатели. В отличие от колесного транспортного средства, у которого силы сцепления колеса с рельсом ограничивают скорость до 350 км/ч, скорость вагона-магнитоплана практически не ограничена. Под вагоном-магнитопланом установлены несущие электромагниты, а на рельсе — катушки линейного электродвигателя. При их взаимодействии возникает сила, которая приподнимает вагон над рельсом и двигает его вперед.
Разработка вагона-магнитоплана ведется в Германии, России, США, Японии, Великобритании и в других странах. Больших успехов в создании магнитопланов достигли немецкие фирмы «Хеншель» и «Тиссен» при реализации программы «Трансрапид». Уже к середине 80-х гг. прошлого столетия была построена опытная трасса, на которой был испытан поезд с вагонами-магнитопланами, достигший скорости 500 км/ч. Создатели «Трансрапида» (рис. 5.32) применили оригинальную схему магнитной подвески, использовав не отталкивание одноименных полюсов, как это было принято ранее, а притягивание разноименных. Система контроля сохраняет величину зазора между магнитами постоянной в несколько миллиметров. Несущие магниты питаются от бортовых аккумуляторов, которые подзаряжаются на каждой станции. Ток на линейный электродвигатель, разгоняющий поезд до самолетных скоростей, подается только на тот участок, по которому идет поезд.
В зависимости от дальности маршрутов следования рассматриваются два типа поездов «Трансрапид»: двухвагонные на 164 пассажира — для сообщения городов с аэропортами и десятивагонные на 820 пассажиров — для междугородных линий. В настоящее время нет технических проблем, мешающих начать массовое строительство магистралей для поездов на магнитной подвеске, — этому препятствуют проблемы экономические.
