Система многих единиц (СМЕ) — способ управления подвижным составом, при котором в один поезд вцепляется несколько локомотивов или моторных вагонов, а управление тяговыми двигателями ведётся с одного поста управления и одной локомотивной бригадой, является частным случаем кратной тяги. Применяется на электровозах, тепловозах, моторвагонном подвижном составе, трамваях и изредка — троллейбусах. Известны случаи использование по СМЕ грузовых автомобилей и тракторов при перевозке тяжеловесных грузов, но они единичны.

Если цепи управления двух локомотивов соединить параллельно в определенном порядке, то управлять обоими локомотивами можно будет из одной кабины. Для такого подключения необходимо, чтобы его поддерживали электрические схемы обоих локомотивов или моторных вагонов. Они соединяются специальными кабелями через внешние разьёмы. Некоторые модели современного подвижного состава оснащены сцепными приборами типа Шарфенберга, которые сразу осуществляют механическое соединение и подключение электрических цепей, или же оборудуются устройствами связи по радио. Можно также сказать, что многосекционные электровозы и тепловозы постоянно работают по СМЕ, так как они состоят из отдельных и одинаковых секций.

История

Впервые эта система была применена американским изобретателем Фрэнком Спрэйгом (англ.) в 1887 году на электропоездах Чикагской эстакадной железной дороги. В дальнейшем эта система стала активно применяться на электропоездах пригородных и городских железных дорог, трамваях и локомотивах. Например, во всех метрополитенах используются поезда, работающие по СМЕ.

Преимущества

Соединение моторных вагонов по СМЕ на железнодорожном транспорте имеет следующие преимущества относительно компоновки поездов из локомотива и прицепных вагонов:

• Увеличение максимального ускорения, величина которого зависит от соотношения числа обмоторенных и необмоторенных осей в составе. Для поездов на локомотивной тяге эта величина составляет около 0,2-0,3 м/с², а для электропоездов — до 1 м/с²). Это позволяет поднять скорость сообщения на маршрутах с частыми остановками (то есть на городском и пригородном транспорте), и увеличить пропускную способность линии.
• Нет необходимости в обороте (перецепке) локомотива. Для изменения направления движения поезда локомотивной бригаде достаточно перейти в другую кабину.
• Секционирование. Поезд с пассажирами можно за короткое время расцепить на несколько частей, которые смогут ехать отдельно по разным направлениям.
• Надёжность. При выходе из строя одного вагона поезд может продолжать движение
• Меньшая осевая нагрузка. Снижается нагрузка на пути от тяжелого локомотива.

Соединение по СМЕ локомотивов позволяет увеличить массы поездов и повысить провозную способность линий. Возможна организация соединенных поездов, имеющих локомотивы в голове и в середине (а иногда и в хвосте) поезда. Поезд разделяется на автономные составы и занимает боковые пути станций, а по перегону следует единым целым и использует одну нитку графика. Также СМЕ позволяет уменьшить необходимое число локомотивных бригад.

СМЕ на подвижном составе железных дорог СССР и России

До революции моторвагонная электрическая тяга применялась на подъездных путях колеи 1000 мм в районе города Лодзь. Впервые в СССР СМЕ на железнодорожном подвижном составе была использована в 1926 году на электровагонах Баку-Сабунчинской железной дороги, в 1929 году на электровагонах Сд в Московской пригородной зоне.

Из современных локомотивов работу по СМЕ поддерживают электровозы ЧС2, ВЛ10^К, ВЛ11, ВЛ60^К, ВЛ80^С и переоборудованные ВЛ80^Р, серия Э5К, тепловозы 3М62У, 2ТЭ10М и 3ТЭ10М, 2ТЭ10У и 3ТЭ10У (работа в 2 и 3 секции), а также все дизель- и электропоезда.

Существует также СМЕТ — система многих единиц телемеханическая, при которой непосредственно провода управления секций не объединяются. Сигналы управления кодируются и передаются всего лишь по одной паре проводов. При этом, если исправно работают шифратор и дешифратор, повышается надёжность работы, так как многократно сокращается число контактов в разъёмах.

СМЕ на трамваях

До 1950-х годов на трамвае почти во всех странах мира в качестве дополнительного второго вагона (далее — сателлита) использовались отдельно произведенные прицепные вагоны, не имеющие кабин, тягового электрооборудования и токосьёмников. Такая компоновка была типовой для всего мира, и так работали почти все типы вагонов. В СССР использовались поезда Ф+Н, КМ+С, КМ+КП, Х+П, МТВ-82+КТП-55, ЛМ-33+ЛП-33, ЛМ-47+ЛП-47, ЛМ-49+ЛП49, а также вагоны заграничного производства.

Впервые в СССР СМЕ на трамвае стала применяться в 1956 году, на опытных вагонах РВЗ-55, однако в серийное производство такие вагоны не пошли.

В 1959 году чехословацкое предприятие «ЧКД Татра-Смихов» (позже его дочернее предприятие «ЧКД Прага», далее — ЧКД) выпустило новую модель трамвая, «Татра Т2», и стала экспортировать её в СССР. На ней на лобовой и задней частях были предусмотрены гнезда для подключения кабелей управления. Таким образом, эти вагоны можно было сцеплять по два. При соединении двух вагонов, к гнездам подключался кабель управления, представляющий собой жгут проводов, имеющий в штекере до 36 жил. Сцепные приборы при сцеплении фиксировались колышком, и в некоторых городах дополнительно — аварийным тросом.

В 1961 году ЧКД выпустило новую модель трамвая «Татра Т3». На нем также была предусмотрена возможность работы по СМЕ, аналогичная «Татре Т2». С 1970 года, когда в серию пошла новая модификация Т3, с прямоугольным маршрутоуказателем, сдвинутыми стеклами в дверях и иным расположением задних тормозных огней, на нее стали ставить гнездо для высоковольтного кабеля (далее — ВВ кабель). Таким образом можно было сцеплять два вагона по СМЕ, с питанием только от одного из вагонов, так как от питающего вагона ВВ ток шел по ВВ кабелю на вагон с опущенным пантографом. С 1977 года пошла модификация с тремя дверьми, на которой вплоть до снятия модели с производства в 1987 году, гнезда ВВ кабеля ставили всегда. ВВ кабель давал возможность уменьшать износ контактных вставок пантографа и провода КС. Питающие вагоны в разных городах были разные. В одних городах и странах питающим всегда выступал второй вагон, в других — головной вагон. Это зависело от принятого в городе расстояния расположения воздушных контактов от стрелочных переводов. С 1978 года, когда в Киеве была открыта первая в СССР линия скоростного трамвая, началось активное использование Т3 по СМЕ в составе трех вагонов. В данном случае как правило поднимались пантографы на 1 и 2 вагонах, а к 3 шел высоковольтный кабель. Иногда использовали пантографы на всех трех вагонах, но такое использование давало изрядный износ контактной сети. Интересен также тот факт, что сама по себе СМЕ в СССР вошла в использование в 1966 году, до этого «Татры Т2» и «Татры Т3» ходили исключительно одиночками.

В дальнейшем, среди вагонов Советского и Российского производства возможностью работы по СМЕ обладали модели 71-605 (КТМ-5М3), 71-608, 71-608К, 71-608КМ, 71-619 (все модификации), РВЗ-6М2, РВЗ-7, ЛМ-68, ЛМ-68М, ЛВС-86, ЛМ-93, ЛМ-99К. В начале 80-х ЧКД создало новую модель трамвая, «Татра Т6». В СССР поступила модификация «Tatra T6B5SU». Эти вагоны так же обладали возможностью работы по СМЕ, и оснащались автоматической сцепкой Шафренберга. Такой тип сцепки уже имеет в себе питающие и управляющие жилы, позволяя с большой легкостью сцеплять вагоны Т6 по два и три. Сцепные приборы похожей конструкции стали применять и на других вагонах чехословацкого и немецкого производства, ими укомплектовывались Т3 и Т4, проходящие модернизацию в Германии. В 1992 году УКВЗ разработал семейство вагонов 71-611 для работы на скоростных линиях. Они обладают возможностью работать с промежуточными моторными вагонами без кабины управления.

Города СССР, где работали трамваи по системе многих единиц:

СМЕ на троллейбусах

В 1966 году киевский инженер Владимир Веклич придумал способ сцепления и использования троллейбусов по системе многих единиц. Тогда сцепляли МТБ-82Д. Позже СМЕ применили на Шкодах-9Тр. В то же время в Чехословакии были созданы троллейбусы Skoda 12Tr, электрооборудование которых позволяло сцеплять их по СМЕ без дополнительного переоборудования в депо, но серийно они не выпускались.

Логично, что при использовании в СМЕ вместимость троллейбуса увеличивалась ровно вдвое. При этом водитель оставался один. Штанги черпали ток только на одной из машин, обычно со второй, в то время как на первом вагоне с крыши было демонтировано штанговое оборудование и проведены питающие кабели с сателлита (на МТБ-82 все было наоборот). СМЕ позже применили и на ЗиУ-9.

Города СССР, где работали троллейбусы по системе многих единиц:

По состоянию на июль 2010 года троллейбусные поезда СМЕ остались только в Краснодаре (5 троллейбусных поездов ЗиУ-9), в Донецке эксплуатация двух последних троллейбусных поездов ЗиУ-9 завершилась в 2008 году. Троллейбусные СМЕ стала вытесняться с появлением шарнирно-сочленённых троллейбусов. Они были проще в обслуживании, потребляли меньше энергии, были более маневренными. Таким образом, СМЕ исчезли с улиц мира преимущественно к концу 1990-х годов. В Киеве последний поезд расцепили в 1994 году, в Харькове — в 1995-м, Николаеве — в 2001-м, в Херсоне и в Санкт-Петербурге — в 2002-м, в Одессе — в 2006-м, в Алчевске — в 2000-м.

СМЕ на городском транспорте сегодня

На сегодняшний день СМЕ на трамвае активно используется в Европе. В СНГ активно расцепляют трамвайные поезда, при КВР лишая их возможности работы по СМЕ. Все связано с большой стоимостью новых трамвайных вагонов. В условиях нехватки вагонов для поддержания нормального интервала на маршрутах поезда расцепляются и пускаются по одному вагону с тем же интервалом. Сокращение СМЕ-поездов — явление отрицательное, показывающее безнадежность в каком-либо развитии трамвайного хозяйства. В качестве замены поездам могут служить лишь многосекционные сочлененные трамваи, как, например, Combino Supra или Astra/Inekon. Но их стоимость велика и непосильна для провинциальных трамвайных хозяйств. Но есть и исключения. Так, например, в Бийске провели исследование энергопотребления одиночных вагонов и СМЕ. Оказалось, что два вагона (71-605), работающих по СМЕ при полной загрузке потребляют электроэнергии всего в 1,5 , а не в 2 раза больше чем одиночный вагон. Поэтому поезда расцеплять не стали. Более того, в настоящее время при КВР у всех вагонов восстанавливаются межвагонные соединения.

В Европе крайне редко встречаются одиночки — преимущественно СМЕ и многосекционники.

Занимательные факты

• Как правило по СМЕ можно сцепить только вагоны одной модели и с одинаковой электросхемой (так метровагоны 81-714/717 разных годов выпуска между собой не сцепляются). Однако в 1932 году СССР заказал итальянской фирме Итальяно Техномазио Броун Бовери электровозы, получившие обозначение С^И, которые могли работать по СМЕ с уже работавшими электровозами серии С производства другой фирмы — Дженерал Электрик.
• В 1976 году в Алма-Ате сцепили по СМЕ два автобуса ЛиАЗ-677 ^[1] Поезд проработал на линии около 5 лет.
• Известны случаи сцепления по системе многих единиц автомобилей-балластных тягачей при перевозке тяжеловесных грузов. Например в каменоломнях Сицилии 4 таких тягача, сцепленных по системе многих единиц перевезли моногруз весом почти 400 тонн. При этом на автомобилях были объединины приводы подачи топлива («педали акселератора»), тормозные системы и приводы сцепления. Трансмиссии были установлены на пониженную передачу. Передача управляющих сигналов осуществлялась пневматическми оборудованием.
• По сведениям, опубликованным в 70-х годах в журнале «Изобретатель и рационализатор», на заводе БелАЗ разрабатывался карьерный самосвал-автопоезд, работающий по системе многих единиц. Система должна была включать в себя головной автомобиль-энергомодуль (без грузового кузова) с установленным на нем дизель-генератором и активные грузовые прицепы, мотор-колеса которых должны были получать питание от автомобиля и управляться им же. Предполагалось, что такая система обеспечит грузоподъёмность состава до 2000 т. Аналогичным также мог бы стать модульный автопоезд с активными прицепами МАЗ-2000 «Перестройка», эскизы которого появились в конце 1980-х годов. Не исключено, что речь в этих двух публикациях идет об одной и той же машине.
• Многие трамвайные вагоны, например Татра Т3, ЛМ-68М, ЛВС-86 и 71-605 можно сцепить по СМЕ хвостами. Получившиеся 2 и 4-вагонные поезда иногда использовались в некоторых городах как челноки при ремонтах пути. Например в Бийске с 1998 по 2002 годы, когда состояние моста через реку Бия не позволяло осуществлять по нему движение трамваев, четыре таких поезда в течение 4-х лет работали в левобережной части.

Ссылки

Литература

• Сидоров Н. И., Сидорова Н. Н. Как устроен и работает электровоз — 5-е изд. — М.: Транспорт, 1988. С. 130. ISBN 5-277-00191-3
• Локомотивы отечественных железных дорог (1845—1955 гг.). — 2-е изд. — М.: Транспорт, 1995. С. 394—402, 433. ISBN 5-277-00821-7
• Dr Sergei Tarkhov Empire of the trolleybus, volume 1 — Russia — Лондон.: Rapid Transit Publications, 2000. С. 14. ISBN 0-948619-02-3