Опытные электровагоны типов М5 и УМ5
Опытный электровагон №406 типа М5.
В моторных электровагонах типа М5, спроектированных и изготовленных Мытищинским машиностроительным заводом и заводом «Динамо» имени С.М. Кирова, использованные на вагонах типа В4 конструктивные решения в части передачи тягового и тормозного усилий с помощью кулачковой муфты и применения привода реостатного контроллера системы Л.Н. Решетова получили дальнейшее развитие. Разработка проекта, которой на Мытищинском заводе руководил главный конструктор Г.И. Каштанов, велась в 1948-1949 годах, первые пять электровагонов №401-404, 406 были выпущены в ноябре-декабре 1949 года, электровагон №405 — в январе 1950 года. В 1951 году, чтобы не прерывать номерной ряд строившихся электровагонов типа Г, электровагонам типа М5 были присвоены номера 501-506, а в 1953 году — 601-606.
На электровагонах типа М5, по сравнению с электровагонами типа Г, был ряд конструктивных изменений, обеспечивавших уменьшение массы тары вагона и повышение надежности электрооборудования и механической части. Коренному изменению подверглась конструкция тележек. Они имели тяговые электродвигатели с опорно-рамным подвешиванием, от которых вращающий момент к колесным парам передавался при помощи кулачковой муфты и зубчатой передачи, заключенной в жесткий кожух; кожух опирался на ось колесной пары и был подвешен к раме тележки с помощью упругих элементов.
На электровагонах типа М5, в отличие от электровагонов типа В4, были применены тяговые электродвигатели ДК-104Б с консольным подвешиванием к средним поперечным балкам рамы тележки. По сравнению с двигателями ДК-102 вагонов типа Г, масса тяговых электродвигателей ДК-104 всех модификаций уменьшилась с 1490 до 700 кг.
Рама тележек электровагонов типа М5 Н-образной формы была выполнена со средним узлом по типу рам тележек типов УБ, УБп и УГ, только без концевых поперечных балок. При этом толщина листа продольных балок была уменьшена с 13 до 10 мм. Колесные пары опытных электровагонов облегченного типа имели диаметр бандажей по кругу катания 900 мм. Одно из таких колес делалось с удлиненной ступицей для посадки на нее большого зубчатого колеса тяговой передачи. По сравнению с вагонами типа Г, на новых электровагонах диаметры подступичной и средней частей оси уменьшились соответственно с 200 до 170 мм. и с 180 до 160 мм. Подшипники букс вагонов типа М5, как и других вагонов, были роликовыми; пружины опирались на них через крылья вместо тяжелых и быстро изнашивавшихся балансиров. Буксовые лапы челюстей рамы выполнялись штампованными вместо литых.
Ввиду большей максимальной частоты вращения якорей тяговых электродвигателей типа ДК-104 по сравнению с ДК-102 (3000 и 2500 об/мин) передаточное число редукторов на вагонах типа М5 было увеличено с 4,64 до 5,73 (86:15); модуль зуба в нормальном сечении равнялся 7,5. Кузова вагонов опирались на тележки с помощью сферического «плавающего» подпятника с расположенным под ним элементом эластичности вместо плоского подпятника, применявшегося на вагонах типа Г. На электровагонах типа М5 впервые на метрополитене стало применяться люлечное рессорное подвешивание, включавшее «глухую» нерегулируемую подвеску и эллиптические рессоры с уменьшенным с 6 до 5 количеством листов, также малогабаритные токоприемники типе ТР-ЗА вместо ТР-2В с усовершенствованным креплением их брусьев на буксах.
Масса рамы тележки опытных вагонов, по сравнению с серийными вагонами типа Г, уменьшилась с 2,2 до 1.4 тонн, а тележки в целом с 11,5 до 9.3 тонн. База тележек вагонов типа М5 составила 2100 мм.
При одинаковой с электровагонами типа Г форме кузова вагоны типа М5 имели упрощенную его конструкцию, благодаря унификации поперечных и средних продольных белок рамы, что значительно снизило затраты на их изготовление. У опытных электровагонов отсутствовали отбойные брусья на раме лобовых частей кузова; толщина внешней обшивки уменьшилась с 3 до 2,5 мм.; была применена неравномерная установка вентиляционных черпаков по всей длине крыши. Повышение освещенности пассажирского салона на вагонах типа М5 было достигнуто без увеличения затрат электроэнергии.
На электровагонах широкое распространение получили алюминиевые сплавы в конструкциях кондуитов для монтажа электропроводов, дверей, во внутренней отделке пассажирских помещений.
Как и вагоны типов В, опытные вагоны были оборудованы облегченной автосцепкой жесткого типа Шарфенберга, которая по сравнению с другими типами автосцепок вагонов метрополитена и подвижного состава магистральных железных дорог обеспечивала не только механическое сцепление, но и соединение пневматических магистралей и электрических цепей. Эта автосцепка не допускала взаимных перемещений головок относительно друг друга ни в вертикальной, ни в горизонтальной плоскостях.
В связи с применением на вагонах типа М5 реостатных контроллеров ПКГ-756А с приводом системы Л.Н.Решетова и менее мощных тяговых электродвигателей ДК-104Б, под их кузовами устанавливались примененные ранее на вагонах типа В4 аппараты: тормозной переключатель с реверсором ПКГ-757А-1, ящик с линейными контакторами ЛК-75ЗБ-2 и пуско-тормозные резисторы КФ-6А-3. При этом электрические аппараты цепей управления, расположенные в кабине машиниста, в том числе контроллер машиниста КВ-9В. а также электрические схемы вспомогательного оборудования остались почти такими же, как и на вагонах типа Г.
На каждом электровагоне типа М5 устанавливался компрессор Э-300 производительностью 200 л/мин с электродвигателем трамвайного типа ДК-407 мощностью 2,1 кВт, рассчитанным на работу при напряжении 550 В и поэтому включавшимся через демпферный резистор.
В отличие от вагонов типов А, Б и Г вагоны типа М5 №401-404, 406 имели тележки с четырьмя (один на колесо) тормозными цилиндрами диаметром 6" и один на вагон тормозной воздухораспределитель №75М. Воздухораспределитель обеспечивал подачу сжатого воздуха в тормозные цилиндры одной тележки и управлял работой пневматического реле №304, через которое сжатый воздух поступал в тормозные цилиндры другой тележки. В отличие от других опытных электровагонов, у которых тормозные колодки располагались с обеих сторон каждого колеса, электровагон №405 имел у каждого колеса только одну колодку.
В 1949 году Мытищинский машиностроительный завод провел статические испытания кузова электровагона №405. В дальнейшем исследовались тележки электровагона №403.
Шестивагонный состав, состоявший из электровагонов типа М5, поступил, также как и электровагоны типа В4, для опытной эксплуатации на участок «Сокол» — «Завод имени Сталина». По данным специалистов, каждый электровагон обеспечивал по сравнению с вагонами типа Г экономию электроэнергии около 500 тыс. кВт*ч в год.
В 1953 году электровагоны типа М5 подверглись модернизации на Мытищинском машиностроительном заводе. Были усовершенствованы тележки, установлены малогабаритные групповые контакторы в цепях управления поездом, что позволило применить более совершенные по массо-габаритным показателям электрические аппараты: контроллеры машиниста КВ-20А, реостатные контроллеры ПКГ-758А-1, тормозные переключатели и реверсоры ПКГ-759А, реле ускорения и торможения Р-40В. Были установлены также тяговые электродвигатели ДК-1 04Г, отличавшиеся от своих предшественников наличием со стороны, противоположной коллектору, однорядного роликового подшипника вместо двухрядных шариковых; стал применяться нерегулируемый подзаряд аккумуляторных батарей 56НКН-45 от контактного рельса. Отдельные изменения в электрических схемах вызвали замену ящика ЛК-753Б-2 с линейными контакторами на ящик ЛК-753Б-4, пуско-тормозных резисторов КФ-6А-3 на КФ-6А-7, ящика с реле ЯР-9А на ящик ЯР-10А-1, ящиков ЯК-4К-1 с электромагнитными контакторами на ящики ЯК-4К-2. Модернизированные вагоны получили обозначение типа УМ5 и номера 701-706.
В июне 1955 года Мытищинский машиностроительный завод и завод «Динамо» приступили к серийному выпуску вагонов, имевших лишь незначительные изменения по сравнению с вагонами типа УМ5 и получивших обозначение типа Д. В свою очередь, опытные вагоны типа УМ5 уже под номерами 801-806 были переданы для работы в электродепо «Северное» Московского метрополитена и обслуживали линию «Сокольники» — «Центральный парк культуры и отдыха имени Горького», на которой в скором времени предполагалось использовать вагоны типа Д вместо устаревших типов.
В.А. Раков. Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955 гг.
Некоторые характеристики вагонов типов М5 и УМ5
| Годы выпуска | 1949-1950 |
| Годы эксплуатации | 1949-19?? |
| Тара вагона, т. | 36,2 |
| Длина, мм. | 19166 |
| Ширина, мм. | 2700 |
| Высота, мм. | 3695 |
| Конструкционная скорость, км/ч. | 75 |
| Ускорение, м/с2. | 1,0 |
| Замедление, м/с2. | 1,0 |
| Тип тормоза | электродинамический |
| Вместимость вагона при плотности 10 чел/м2, чел. | 264 |
Состав из вагонов типа М5 был окрашен в кремовые и красные цвета. Испытания опытного состава паказали хорошие ходовые качества вагонов. По решению Правительства завод должен был в первом полугодии 1952 году выпустить установочную партию новых облегченных вагонов метро типа М5. Для изготовления партии вагонов М5 необходимо было разработать более 600 технологических процессов только по механической обработке. Ряд узлов нового вагона должен был изготавливаться из сплавов алюминия. Для доброкачественной сварки таких сплавов сварочная лаборатория разработала новую для завода технологию: одностороннюю двухточечную сварку с применением электронного прерывателя.
Несмотря на свою «опытность», выпущенные в 1949-1950 годах отдельные вагоны типа УМ5 оказались на удивление долгоживущими и пережили многих своих потомков — вагоны типа Д. Конечно, от работы на линии их отстранили еще в 1970-е годы и вагоны №№801-804 списали. Зато вагон УМ5 №805 еще в начале 1990-х годов работал в грузовом составе. Вагон №806 до сих пор работает путеизмерителем.