Сочленённый троллейбус ТС-1

Министерская повестка

К началу 1950-х годов увеличивающийся пассажиропоток выявил острый дефицит транспорта в городах и агломерациях. Коммунальное хозяйство, куда входил городской наземный транспорт, остро нуждалось в подвижном составе особо большой вместимости, способном перевозить до 200 пассажиров. А это в три раза больше возможностей автобуса ЗИС-154 или троллейбуса МТБ-82 – самых вместительных машин тех лет.

В январе 1951 года на совещании технического совета Министерства коммунального хозяйства РСФСР обсуждали создание троллейбуса нового поколения. В октябре в Ростове-на-Дону уже 100 эксплуатационников из 18 городов решали вопросы усовершенствования троллейбусной техники и обменивались опытом эксплуатации. На заседаниях намечали способы улучшения основных систем троллейбуса: кузова (компоновка) и оборудования – механического, пневматического, электрического.

Наконец, с 18 по 21 сентября 1953 года, в столице прошла научно-практическая конференция Московского отделения Всесоюзного научно-исследовательского транспортного объединения городского электротранспорта (ВНИТО ГЭТ) по обсуждению проектов новых троллейбусов. Там же было принято решение о начале производства машин нового поколения. Результатом этих обсуждений в 1954–1955 годах стал разработанный в Энгельсе проект троллейбуса ТБУ-1, который и должен был заменить на конвейере устаревшую модель МТБ-82Д. Но даже характеристики этого перспективного троллейбуса уже не соответствовали требованиям всё возрастающих пассажиропотоков крупных городов.

Весной 1957-го при Министерстве коммунального хозяйства РСФСР прошло совещание с ведущими инженерами и конструкторами НАМИ, работниками кафедры электротранспорта Московского энергетического института (МЭИ), Академии коммунального хозяйства им. Памфилова (АКХ), инженерами Московского электромашиностроительного завода «Динамо», Московского троллейбусного ремонтного завода, Сокольнического вагоноремонтного завода (СВАРЗ) и Завода имени Урицкого (ЗИУ). Повестка была такова: нужно создать сочленённый троллейбус.

Накануне совещания специалисты МЭИ и АКХ уже провели исследования, в результате которых была доказана возможность изготовления опытных образцов сочленённых троллейбусов вместимостью до 180 человек с максимальным использованием конструкций отечественных троллейбусов.

Инженеры сначала предлагали взять итальянский опыт Viberti и Fiat с использованием карусельного узла шарнирного сочленения. Главной их особенностью были два тяговых электродвигателя: один в тягаче, а другой в прицепе. Это позволяло машине с лёгкостью брать крутые подъёмы и эффективно работать на перепадах высот. Задняя ось прицепа имела двухскатную ошиновку, рама, к которой крепилась ось, была подвижная и соединялась с рамой тягача, а при поворотах тягача прицеп подруливал.

Специалисты кафедры МЭИ представили в своих эскизах и проекциях такую концепцию в рамках серийных троллейбусов. Но из-за технических нюансов от итальянской схемы пришлось отказаться – кузова МТБ-82 и ТБУ-1 не годились для создания на их базе карусельного узла шарнирного сочленения. Если МТБ-82 требовал существенной модернизации и переделки ряда узлов и агрегатов, то ТБУ-1 ещё имел статус опытного, и к нему было много претензий: кузов был слишком слаб для создания на его базе такой конструкции. Тогда инженеры обратились к немецкому опыту.

Ещё в 1952 году немецкие инженеры-конструкторы Георг Вал, Ханс Шваб под руководством Отто Кессборера (сын основателя компании Kässbohrer – сконструировали и запатентовали узел сочленения, который установили сначала на автобус, а после на троллейбус. Особенность была в том, что в прицепе подруливала задняя ось или оси. При общей длине 17,5 м автобус или троллейбус мог не просто протискиваться в узких европейских улочках, а с лёгкостью заходить в крутые повороты, при этом сохраняя хорошую манёвренность и управляемость. За каких-то 3 года такая конструкция успела получить широкое распространение в Европе и за её пределами.

На том совещании 1957 года в Минкомхозе РСФСР и было выдвинуто предложение обратиться за опытом к странам СЭВ, где уже эксплуатировались сочленённые автобусы и троллейбусы. Советская делегация посетила Венгрию, Чехословакию и ГДР, где эксплуатировались западногерманские Büssing-NAG, Mercedes-Benz, MAN и Henschel.

По итогам визита в Восточную Германию московские специалисты получили подробную техническую документацию многих немецких моделей, особенно троллейбуса Henschel Kässbohrer 562G, в котором были применены самые передовые технологии того времени. Новая модель имела самонесущий кузов с четырьмя осями на независимой подвеске, благодаря чему обеспечивалось более равномерное распределение массы по осям. Две оси прицепа улучшали манёвренность, освобождая сцепной узел от несущей функции. Двухосный прицеп создавал меньшее давление на дорожное покрытие, что было актуально в ряде федеральных земель ФРГ и ГДР, где действовали правила на максимальную нагрузку по осям. Обе части кузова (тягач и прицеп) соединял узел сочленения фирмы Kässbohrer Fahrzeugwerke GmbH. Кроме того, машина была укомплектована пневмоусилителем руля ZF и автоматической системой управления током РКСУ, позволявшей плавно набирать скорость и тормозить. Салон троллейбуса уже в то время освещали экономичные люминесцентные лампы, что было ново.

Пять месяцев семилетки

По возвращении в Москву специалисты ЦКБ Трамвайно-троллейбусного управления Мосгорисполкома и кафедры электротранспорта МЭИ приступили к анализу данных и технологий, которые получили по результатам командировки в ГДР и другие страны.

В феврале 1959 года работы были официально оформлены постановлением Совета министров СССР № 215, согласно которому Мосгорисполкому вменялось изготовить и испытать два опытных сочленённых троллейбуса и представить в Госплан отчёт о целесообразности их производства в расширенном VI пятилетнем плане (1959–1965 гг.), который сейчас известен как семилетка.

Месяц спустя Управление пассажирского транспорта Мосгорисполкома дало указание МЭИ и ЦКБ УПТМ совместно со столичными заводами СВАРЗ и «Динамо» спроектировать троллейбус особо большой вместимости, соответствующий современным требованиям. За основу проекта был взят троллейбус Henschel Kässbohrer 562G. В августе 1959 года (через 5 месяцев!) была построена первая машина ТС-1 (троллейбус сочленённый, первая модель), а уже в ноябре – вторая. Троллейбусы получили инвентарные номера № 521 и 522 и были готовы к ходовым испытаниям.

Легче, вместительнее и шире аналога

Троллейбус получился необычным как в техническом, так и в эстетическом плане. Благодаря высоким окнам и остеклённым боковым скатам крыши в салон проникало больше дневного света. В вечернее время троллейбус напоминал сияющий люминесцентными огнями прогулочный лайнер с палубой под плексигласовым куполом. Конструкторы позаботились и о водителе – пневмоусилитель руля существенно облегчал управление, а панорамные ветровые стекла обеспечивали хороший обзор.

Каркас кузова состоял из нескольких больших блоков из стальных гнутых профилей различного сечения. Основную нагрузку принимала на себя жёсткая рама, сваренная из лонжеронов замкнутого коробчатого сечения и системы поперечных балок и связей. Как и немецкий прототип, ТС-1 имел четыре: 1-, 3- и 4-й управляемые с односкатной ошиновкой, а 2-й – ведущий с двухскатной ошиновкой.

Впервые на отечественном троллейбусе применили управляемые мосты с независимой подвеской, гидравлическими амортизаторами и пружинами. Ведущий мост соединялся с рамой троллейбуса при помощи полуэллиптических рессор. В отличие от троллейбуса МТБ-82Д сочленённый троллейбус имел четыре рессоры (по две с каждой стороны). Вес троллейбуса, приходящийся на вторую ведущую ось, составлял 40%, что было ниже, чем на 2-осных троллейбусах. При этом снаряжённая масса была ниже немецкого аналога на полтонны (16 т против 16,5 у Kässbohrer), а полная масса составляла 28,95 т (против 22,5 т у «немца»). К тому же ТС-1 был шире Kässbohrer на 200 мм.

В рулевом управлении были применены рулевая колонка от ЯАЗ-214 с пневмоусилителем руля, который был разработан НАМИ совместно с Ярославским моторным заводом.

Электрооборудование изготовил завод «Динамо», а электросхема была разработана кафедрой электротранспорта МЭИ. Электромеханическая часть троллейбуса представляла собой автоматическую реостатно-контакторную систему управления током РКСУ. Высоковольтная проводка была рассчитана на напряжение 550 В, а низковольтная проводка – на 24 / 12 В. Для подобных проводок применялся статический преобразователь, разработанный заводом «Динамо» для работы наружного и внутреннего освещения салона, где в то время впервые использовались люминесцентные лампы. Низковольтные цепи применялись и для привода вспомогательных механизмов (открывание дверей, стеклоочистители).

Реостаты располагались за передним мостом – такая схема впоследствии использовалась на всех отечественных троллейбусах. Поскольку отечественная промышленность оказалась не в состоянии освоить тяговый электродвигатель большой мощности, пришлось комплектовать троллейбус двумя электродвигателями соединённых приводными контактами валов через полужёсткую муфту. На первом опытном образце был установлен электродвигатель Э-19 (два электродвигателя ДК-256А по 58 кВт), на последующих троллейбусах стояли электродвигатели Э-20 (два ДК-202 мощностью 78 кВт), а в конце выпуска ставили два 100-кВт мотора ДК-207А1.

Крутящий момент с электродвигателей передавался параллельными карданными валами МАЗ-200 на ведущий мост с двумя разнесёнными главными передачами с коническими центральными и бортовыми редукторами, соединёнными дифференциалом. После сборки ходовой части и установки электрооборудования, тягач и прицеп соединялись при помощи шарнирного узла сочленения.

Меха гармошки

Поскольку отечественные заводы в короткие сроки не могли изготовить шарнирные узлы сочленения, и, чтобы не покупать лицензию у фирмы Kässbohrer Fahrzeugwerke GmbH, было принято решение обратиться к венгерскому предприятию Ikarus Karosszéria és Járműgyár, где уже выпускали 4-осные сочленённые автобусы Ikarus 622, которые хорошо себя зарекомендовали на испытаниях в Будапеште.

Узлы сочленения, выпускаемые по лицензии западногерманской фирмы Kässbohrer Fahrzeugwerke GmBH, приходили из Венгрии в сборе. Конструкция сочленения обеспечивала управление колёсами прицепа. Рулевые тяги были соединены с рычагами, которые в свою очередь присоединялись к раме тягача. В зависимости от угла излома продольной оси троллейбуса при прохождении им кривой каждая ось в прицепе имела свой угол поворота колеса, что обеспечивало хорошую манёвренность.

Облицовка салона была выполнена из пластика, а фанерный пол покрывали резиновой дорожкой. Для осмотра и ремонта аппаратуры, а также агрегатов под днищем троллейбуса, были предусмотрены съёмные люки в полу кузова.

Для перехода из тягача в прицеп механизм шарнирного сочленения закрыт поворотным кругом, на котором пассажиры могли находиться во время движения. Поворотный круг ограждался щитками с поручнями на круге, который препятствовал падению пассажиров во время движения. Сам узел сочленения от внешней среды защищал сильфон – гибкие защитные шторы, изготовленные из резины, армированной алюминиевыми профилями. Сильфон за схожесть с мехами получил в середине 1960-х своё прозвище – гармошка.

Признаки немецкого

Для скатов крыши использовалось оргстекло изумрудно-зелёного цвета. На первых 10 троллейбусах откидные форточки комплектовались двумя фрамугами. Позже их заменили объединённые фрамуги, которые были проще в изготовлении.

Три широкие ширмовые двери для пассажиров приводились электроприводом, но позже были заменены на пневмопривод. Служебная двустворчатая дверь в переднем свесе кузова использовалась, как правило, на выход. На всех подножках дверей была предусмотрена подсветка ступеней.

Планировка пассажирского салона предусматривала широкий проход и просторные накопительные площадки около дверей. Задняя площадка в прицепе была понижена по сравнению с центральным проходом на 120 мм, причём переход с площадки в салон выполнен в виде порога. Сиденья устанавливались по обеим сторонам салона и располагались на подиумах. Одно полуторное для пассажиров с детьми располагалось за передней дверью на колёсной арке. Это был ещё один признак того, что за основу был выбран немецкий троллейбус.

Сиденья были из губчатой резины на фанерной основе и обтянуты цветным текстовинитом – хлопчатобумажной тканью, пропитанной искусственной смолой. Над сиденьями вдоль всего салона (за исключением зоны узла сочленения) было расположено два ряда фасонных плафонов из оргстекла молочного цвета. В каждом ряду было установлено 20 щитов с двумя люминесцентными лампами по 15 Вт, которые на уровне 85 см от пола (чтение газеты сидя) давали 210–335 лк, что было сопоставимо с вагоном метро серии Е и в 6 раз выше, чем у троллейбуса МТБ-82.

Для токосъёма с контактной сети в передней части прицепа применялись два штанговых токосъёмника от МТБ-82.

Ходовые испытания новых троллейбусов прошли на базе 1-го Троллейбусного парка УПТМ с 11 сентября по 28 декабря 1959 года. Основной прогон осуществили на Ленинградском шоссе, ул. Маркса (ныне Моховая ул.) и ул. Энгельса (ныне Староваганьковский пер.), проспекте Калинина (ныне ул. Воздвиженка). Особенное внимание уделили движению в гололедицу. По результатам испытаний двух машин в апреле 1960 года было рекомендовано изготовить установочную партию.

Эра пылесосов

После завершения всех испытаний СВАРЗ приступил к серийному производству первых отечественных сочленённых троллейбусов ТС-1. Первичная сборка кузова и основных агрегатов проходила на Московском троллейбусном ремонтном заводе. После первичной сборки на МТРЗ ночью полуготовые троллейбусы перегоняли на СВАРЗ, где производилась окончательная сборка. На заводе кузова обшивали дюралевыми листами, грунтовали и красили.

Первые ТС-1 поступили в Троллейбусный парк № 1 лишь в 1960-м. Первым маршрутом стал № 12 «Больница МПС – площадь Революции», проходивший по центральным улицам Москвы. К концу 1961 года общее количество сочленённых машин в парке составляло 28 единиц. Кроме магистральных маршрутов новыми троллейбусами пополнился маршрут «Б», который проходил по внешней стороне Садового кольца. Впоследствии троллейбусы ТС-1 можно было встретить на всех маршрутах 1-го Троллейбусного парка, особенно № 43 «Метро «Аэропорт» – Карамышевская набережная», № 6 «Песчаная пл. – Никольская больница», № 57 «Метро «Войковская» – мост Октябрьской железной дороги» и № 59 «Метро «Сокол» – ул. Глаголева».

Интересно, что первое прозвище троллейбусов было не «гармошка», а «пылесос»: сильфон напоминал гибкий рукав пылесоса, а цвет – корпус пылесоса. В киножурналах и статьях журналисты прозвище «пылесос» интерпретировали способностью ТС-1 заглатывать толпы пассажиров на остановках. На самом деле она отражала неудачную схему проветривания и отопления.

Дело в том, что летом вентиляция салона осуществлялась лишь при помощи откидных форточек (фрамуг) и пяти вентиляционных люков, расположенных в потолке тягача, открываемых по ходу движения. Для предотвращения сквозняка в салоне под люками были установлены горизонтальные щитки. Набегающий поток воздуха на высокой скорости должен входить через верхние люки и выходить через фрамуги окон по короткому пути. Инженеры не учли, что при таком механизме тяги со 180 пассажирами влажность (потовыделение и дыхание людей) в салоне составляет 80–95%. На умеренных скоростях в 30–40 км / ч и температуре воздуха +30°С пыль, увлажняясь, оседала в салоне, а необходимый воздухообмен происходил выше голов стоящих пассажиров.

Проблему усугубляло комбинированное отопление. Благодаря использованию мотор-вентилятора для охлаждения пуско-тормозных реостатов избыточное тепло через специальную заслонку поступало в салон тягача, что было необходимо лишь зимой. В жару мотор-вентилятор дополнительно нагревал салон!

Салон прицепа отапливался индивидуально электрическими ТЭНами (трубчатыми электронагревателями), расположенными у места кондуктора. ТЭНы использовались и в кабине водителя.

Несмотря на внушительные габариты ТС-1 (длина 17,75 м, ширина 2,7 м) оказался достаточно манёвренной, приёмистой и скоростной машиной. Максимальная скорость на магистралях составляла 65 км / ч, а по набору скорости он мог сравниться с легковыми автомобилями.