Основные понятия высокоскоростного движения. технические характеристики и инженерные решения высокоскоростных железных дорог
Экономическая и социальная эффективность ВСМ в масштабах государства, относительно малое отрицательное воздействие на окружающую среду в сравнении с другими видами транспорта склонили общественное мнение в развитых странах в пользу высокоскоростных железных дорог.
С учётом неоспоримых преимуществ ВСМ решения о сооружении таких линий приняты в качестве государственных программ во многих странах. В Европе эти планы вышли на межгосударственный уровень.
Однозначной, объективно существующей границы, определяющей зону высокоскоростного движения на железнодорожном транспорте, такой как, например, «звуковой
барьер» в авиации, не существует.
Ещё в середине XX столетия к категории «высокоскоростного» на железнодорожном транспорте относили движение со скоростями 140 … 160 км/ч. За последние 50 лет граница высокоскоростного движения поднялась к значению 200 км/ч. Эта величина, принятая в настоящее время во многих странах, в значительной мере носит конвенциональный и исторически сложившийся характер. Однако предпосылки к определению, пусть несколько размытой, зоны высокоскоростного движения всё-таки имеются.
Для традиционной железнодорожной транспортной системы колесо—рельс при переходе скоростной границы 200 … 250 км/ч наблюдается значительное увеличение сопротивления движению подвижного состава и, как следствие, рост энергетических затрат на тягу поезда.
Для скоростей движения выше 200 км/ч требуются иные технические нормы и более высокая, чем на обычных линиях, оснащённость стационарных устройств, инфраструктуры и подвижного состава, что приводит к росту капитальных затрат на строительство, стоимости подвижного состава и более высоким эксплуатационным расходам, что, однако, перекрывается высоким экономическим и социальным эффектом при массовых пассажирских перевозках.
Максимальные скорости движения поездов по ВСМ в коммерческой эксплуатации в зависимости от конкретных условий и проектных решений (конструктивных параметров линий) составляют 250 … 350 км/ч. Это определяется расчётами и подтверждено опытом эксплуатации.
При обеспечении заданного уровня безопасности и комфорта ВСМ экономически и социально более привлекательны в сравнении с другими видами транспорта, особенно при массовых перевозках пассажиров в дневных поездках на расстояния 400 … 800 км в вагонах с местами для сидения и на 1700 … 2500 км — в спальных вагонах ночных поездов.
Сегодня сложилась следующая градация скоростей в пассажирском движении:
- до 140 … 160 км/ч — движение поездов на обычных железных дорогах;
- до 200 км/ч — скоростное движение поездов, как правило, на реконструированных линиях;
- свыше 200 км/ч — высокоскоростное движение на специально построенных ВСМ.
Сравнение высокоскоростного железнодорожного, авиационного и автомобильного транспорта показывает, что при расстояниях порядка 400 … 800 км высокоскоростные поезда, обеспечивая более высокий уровень комфорта и безопасности, предоставляют пассажиру и большую скорость передвижения (меньшее время в пути).
Опыт всех осуществлённых проектов ВСМ в мире показал, что в транспортных коридорах после начала эксплуатации высокоскоростных поездов происходит перераспределение пассажиропотока в пользу высокоскоростного железнодорожного транспорта.
Организация коммерческого движения поездов со скоростями более 200 км/ч с высоким уровнем безопасности и комфорта для регулярной перевозки большого количества людей, а в ряде случаев и доставки специальных грузов, потребовала создания новых технических средств железнодорожного транспорта.
Условно, с некоторой долей упрощения и приближения, можно выделить три основных концептуальных подхода к организации высокоскоростного движения.
Японская и испанская концепции предусматривают сооружение ВСМ, путевая (рельсовая) система которых полностью изолирована от остальной железнодорожной сети страны.
Французская концепция предполагает строительство новых ВСМ, входящих в общий состав сети, но предназначенных исключительно для высокоскоростного подвижного состава.
Итальянская и германская концепции заключаются в комплексной реконструкции железнодорожных направлений, при которой осуществляется строительство высокоскоростных участков и модернизация существующих линии, спрямление главных путей с целью организации скоростного и высокоскоростного движения.
Кратко остановимся на каждой из них.
В Японии в силу исторических причин и топографических условий железные дороги строились с узкой колеёй — 1067 мм. ВСМ в этой стране сооружаются с использованием так называемой «стефенсоновской» колеи 1435 мм. Они, за исключением специальных участков, получивших название «мини-Синкансэн», полностью изолированы от остальной железнодорожной сети.
Так же как и в Японии, в Испании рельсовая система ВСМ нормальной колеи 1435 мм отделена от общей сети железных дорог колеи 1668 мм.
Определённым отличием ситуации в этих странах при схожести концепции создания ВСМ является то, что в Испании на ВСМ выходят поезда типа Тальго (см. далее), вагоны которых имеют устройство колёсных пар, позволяющее двигаться по пути с разной шириной колеи (1668/1435).
Японии и Испании на ВСМ построены специальные станции, но в ряде случаев для высокоскоростного подвижного состава пути подведены к платформам существующих железнодорожных вокзалов.
Во Франции для высокоскоростного движения построены специальные магистрали. Поскольку ВСМ и сеть обычных железных дорог имеют одну и ту же колею 1435 мм, высокоскоростные поезда могут выходить на обычные линии, что увеличивает зону обслуживания.
Однако подвижной состав обычных железных дорог никогда не заходит на высокоскоростные линии. Как правило, в крупных городах поезда ВСМ обслуживаются на существующих вокзалах, которые перед началом эксплуатации ВСМ подверглись реконструкции и расширению.
Имеются также и новые станции, и вокзалы, сооружённые для ВСМ. Так, в пригороде Парижа на ВСМ впервые введён в эксплуатацию совмещённый вокзал — аэропорт Шарль де Голль Руасси, где осуществляется непосредственная пересадка пассажиров с поездов на самолёты и обратно.
В Италии и Германии на реконструированных железнодорожных направлениях осуществляется смешанная эксплуатация высокоскоростных и обычных пассажирских поездов, а также ускоренных грузовых поездов.
При организации высокоскоростного железнодорожного движения в этих странах проводилась комплексная модернизация железнодорожных участков. Строились новые линии ВСМ, а также осуществлялась модернизация старых железных дорог данного коридора с устройством многочисленных соединений с участками ВСМ.
В конечном итоге это позволило получить железнодорожные магистрали с тремя, четырьмя и иногда пятью путями, как правило, обезличенными; по некоторым из них на значительном протяжении можно осуществлять движение поездов со скоростями более 200 км/ч. Такие железнодорожные направления эксплуатационно гибки, позволяют в случае необходимости обеспечивать движение по всем путям в одном направлении.
При проектировании ВСМ в отличие от обычных железных дорог главной задачей стала трассировка линии с применением горизонтальных кривых больших радиусов — от 4 до 7 км. Исключение составляла первая высокоскоростная линия Токио — Осака (Япония), где минимальный радиус был принят равным 2,5 км.
В то же время в 60-е годы XX столетия был создан железнодорожный подвижной состав, который способен при высоких скоростях движения преодолевать уклоны значительно большей крутизны, чем это было принято на старых линиях. Так, например, на французских ВСМ максимальный уклон на затяжных подъёмах принимается равным 35 ‰, на новых линиях в Германии — 40 ‰.
Это позволяет уменьшить объём земляных работ при строительстве и в ряде случаев избежать на перевальных участках устройства дорогостоящих тоннелей. Радиус вертикальных кривых при сопряжении смежных элементов профиля на ВСМ колеблется от 15 до 30 км.
В настоящее время наметилось несколько принципиально отличных подходов к созданию железнодорожного пути для ВСМ.
В Японии на первой в мире ВСМ Токио — Осака был уложен бесстыковой путь из рельсов 53,3 кг/пог. м (позже заменённых на рельсы массой 60 кг/пог.м) на железобетонных шпалах на щебёночном балласте и на земляном полотне.
Большие затраты на содержание пути традиционной конструкции при высоких скоростях движения предопределили дальнейший выбор японских специалистов — использование жёстких (плитных) оснований вместо балластной призмы и практически полный отказ от земляного полотна на новых линиях ВСМ.
Во Франции после анализа японского опыта была принята конструкция главных путей ВСМ, предусматривающая укладку бесстыкового пути из рельсов массой 60,8 кг/пог. м на шпально-балластном основании на земляном полотне. При этом учитывались два решающих достоинства балластного варианта по сравнению с плитным: значительно меньшая цена самой конструкции (на участках с преобладанием земляного полотна) и больший запас устойчивости пути против поперечного сдвига от воздействия подвижного состава.
Принимались во внимание и недостатки плитного основания на земляном полотне, которые проявились в Японии, в частности, дороговизна такой конструкции, трудности устранения геометрических отклонений пути (хотя они и меньше по величине), отсутствие отлаженной технологии укладки пути, неопределённость его поведения на слабых грунтах.
Многолетний опыт эксплуатации французской ВСМ Париж — Лион подтвердил высокие эксплуатационные качества и надёжность пути на балласте. Он уложен и на других ВСМ Франции, предназначенных для движения поездов со скоростями до 350 км/ч.
В Германии на первых линиях ВСМ предпочтение отдавалось пути на земляном полотне с балластной призмой. Однако позднее, когда возникла проблема строительства спрямляющих ходов с большим числом тоннелей и других искусственных сооружений, были проведены исследования и испытания пути на жёстком основании.
На первой испанской ВСМ Мадрид— Севилья применена конструкция пути, близкая к французской.
Топографические условия в районах первых перспективных ВСМ России близки к западноевропейским, поэтому можно считать целесообразным применение балластного пути на земляном полотне с использованием современной технологии уплотнения насыпей.
Мосты, виадуки, путепроводы на ВСМ во избежание образования на подходах к ним S-образных кривых устраиваются, как правило, двухпутными. Рельсы укладываются на шпальную решётку и балластный слой или на плитное основание. К искусственным сооружениям предъявляются особые требования в связи со специфическим характером динамических нагрузок, вибрационных и шумовых характеристик при высоких скоростях движения. В последние годы отдаётся предпочтение конструкциям из предварительно напряжённого железобетона.
В первые годы эксплуатации тоннелей на ВСМ специалисты столкнулись с негативными последствиями ударных звуковых волн при проходе поездами тоннелей на больших скоростях. Это потребовало принятия мер по герметизации подвижного состава и устройства различных инженерных конструкции в виде решётчатых раструбов у порталов тоннелей, дополнительных вентиляционных штолен, воздушных камер и т. п., смягчающих фронт ударной волны перед поездом.
Раздельные пункты — станции, обгонные пункты и диспетчерские посты — в значительной мере определяют уровень обеспечения жизнедеятельности высокоскоростных и скоростных железнодорожных магистралей.
Особенностью японского и испанского вариантов, как отмечалось выше, является полная рельсовая автономность ВСМ от обычных железных дорог. Это потребовало на всём протяжении ВСМ сооружения новых промежуточных пассажирских станций с полным комплексом устройств.
Французский вариант предусматривает размещение на ВСМ только тех раздельных пунктов, которые необходимы для организации движения поездов. Пассажирские операции передаются на ближайшие обычные вокзальные комплексы, на которые по специально построенным соединительным путям заходит часть высокоскоростных поездов.
Кроме’ раздельных пунктов с путевым развитием, в среднем через 22—24 км размещаются диспетчерские посты с укладкой двух съездов между главными путями для возможности перевода движения с одного пути на другой.
Итальянский и германский варианты ВСМ также предполагают использование существующих железнодорожных станций, но, как правило, расширенных и реконструированных.
Стрелочные переводы являются важнейшим элементом путевого развития раздельных пунктов. Проектирование и строительство ВСМ послужило мощным толчком к разработке новых типов стрелочных переводов, в том числе и таких, которые обеспечивают высокую скорость движения как по прямому, так и по отклонённому направлению.
Упомянутая ранее генеральная стратегия трассирования ВСМ по кратчайшим направлениям с устройством соединительных ответвлений для захода части высокоскоростных поездов на крупные пассажирские станции обычных линий стимулировала французских специалистов к разработке, производству и широкому применению пологих стрелочных переводов с крестовинами марки 1/65, допускающих максимальную скорость движения на боковой путь до 220 км/ч.
В Германии используются несколько типов стрелочных переводов для скоростного и высокоскоростного движения, среди них — безостряковый с двумя передвижными рельсами, допускающий скорость движения на боковой путь до 350 км/ч.
Системы текущего содержания стационарных устройств, применяемые на эксплуатируемых зарубежных ВСМ, позволяют десятилетиями поддерживать их должное состояние в условиях интенсивного движения поездов. Эти системы включают в себя технические средства контроля и диагностики; они обслуживаются производственными подразделениями, оснащёнными высокопроизводительными машинами и механизмами, имеющими базы технического обслуживания вдоль линии, специальные контрольно-измерительные поезда (вагоны) для получения характеристик пути, контактной сети, устройств СЦБ и связи.
Создание высокоскоростных железнодорожных магистралей потребовало принципиально новых подходов к обеспечению безопасности функционирования железной дороги как комплексной системы.
Высокий уровень безопасности обеспечивается, в частности, проектными параметрами, полным обособлением ВСМ от других путей сообщения (устройством пересечений в разных уровнях с автомобильными дорогами, пешеходными переходами и т. д.). Полоса отчуждения ВСМ, как правило, изолирована, нахождение в ней посторонних людей, проникновение животных не допускается.
На ВСМ обеспечивается непрерывный мониторинг состояния земляного полотна и искусственных сооружений; ведётся наблюдение за состоянием атмосферы, в частности, за силой и направлением ветра, интенсивностью выпадения осадков, в некоторых случаях осуществляется контроль сейсмической активности.
На ВСМ используются комплексные методы управления движением поездов на базе интегрированных систем сигнализации, централизации и блокировки. Применяются системы многозначной автоблокировки, как правило, без напольных сигналов, АЛСН с контролем скорости движения поезда и диспетчерская централизация управления стрелками и сигналами на раздельных пунктах.
В высокоскоростном движении применяется электрический подвижной состав. Предпринимались попытки использовать для тяги высокоскоростных поездов дизели и газотурбинные установки.
Высокоскоростные поезда представляют собой составы постоянного формирования с локомотивной или моторвагоннои тягой. В ряде случаев для высокоскоростного движения используются сочленённые вагоны с промежуточными тележками. Подвижной состав ВСМ характеризуется низкой нагрузкой от колёсных пар на рельсы — около 16 … 18 т. В опытном японском поезде STAR21 удалось добиться нагрузки на ось всего 7,4 т.
Тяговый привод с инверторньми преобразователями и асинхронными тяговыми электродвигателями предопределил успех в создании высокоскоростных поездов последних двух десятилетий. Прогресс в области новой элементной базы — появление в 80-е годы запираемых тиристоров (GTO) — позволил упростить схемы преобразователей, сократить число элементов и начать широкое использование на железнодорожном транспорте мощных, компактных, надёжных и относительно дешёвых асинхронных тяговых двигателей.
В конструкции подвижного состава всё большее применение находит модульный (блочный) принцип размещения оборудования, что существенно снижает расходы по проектированию, изготовлению и эксплуатации подвижного состава.
ВСМ, как правило, электрифицированы на переменном токе промышленной частоты 50 или 60 Гц с напряжением в контактном проводе 25 кВ. Однако в ряде стран применяется переменный ток пониженной частоты 16⅔ Гц и напряжение в контактной сети 15 кВ.
Для увеличения длины межподстанционных зон энергоснабжения на ВСМ часто используется система 2 × 25 кВ переменного тока с промежуточными автотрансформаторами.
Некоторые соединительные линии и участки входов ВСМ в железнодорожные узлы электрифицированы на постоянном токе напряжением 1,5 или 3,0 кВ.
Эксплуатация ВСМ с 1964 года по настоящее время показала, что в сравнении с другими видами транспорта высокоскоростные железные дороги являются самыми безопасными. За весь период существования специализированных ВСМ на них не произошло ни одной аварии, повлёкшей гибель пассажиров.
Самый серьёзный инцидент в истории скоростного (не высокоскоростного — прим. авт.) движения случился 3 июня 1998 года в Германии на реконструированной железнодорожной линии к северу от Ганновера в районе станции Эшеде, где на скорости около 200 км/ч сошёл с рельсов поезд ICE 1.
Однако даже с учётом этой катастрофы статистическое сравнение ВСМ, авиационного и автомобильного транспорта, отнесённое к единице выполненной перевозочной работы (в пасс.-км), показывает, что ВСМ близки к абсолютно безопасному транспорту.
Часть 2
История
Поезда увеличивают скорости
Вскоре после открытия первых общественных железных дорог публика высоко оценила возможности поездов как быстрого транспортного средства. Так, на проведённых в 1829 годуРейнхильских состязаниях паровоз «Ракета» достиг скорости 38,6 км/ч (по другим данным — 46,7 км/ч), что на то время являлось мировым рекордом скорости. В дальнейшем максимальные скорости поездов продолжали расти, и в сентябре 1839 года паровозом «Ураган» на дороге «Грейт Вестерн» (Великобритания) был преодолён скоростной рубеж в 160,9 км/ч. 10 мая1893 года скоростной паровоз № 999[10][что?].
Скоростной рубеж в 200 км/ч был преодолён 6 октября1903 года (за месяц до первого полёта самолёта) на тестовой линии Мариенфельде — Цоссен (пригород Берлина) экспериментальный электровагон, созданный компанией Siemens & Halske, показал рекордную скорость 206 км/ч[11]. В конце того же месяца (28 октября) уже другой электровагон от фирмы AEG показал скорость в 210,2 км/ч[12].
Первые высокоскоростные магистрали
Несмотря на многочисленные проекты в европейских странах, первая общественная высокоскоростная железная дорога появилась на другом конце континента — в Японии. В этой стране в середине 1950-х годов резко обострилась транспортная ситуация вдоль восточного побережья острова Хонсю, что было связано с высокой интенсивностью пассажирских перевозок между крупнейшими городами страны, особенно между Токио и Осака. Используя в основном иностранный опыт (особенно американский), Администрация японских железных дорог довольно быстро (1956—1958 гг.) создала проект высокоскоростной железной дороги между этими двумя городами. Строительство дороги началось 20 апреля1959 года, а 1 октября1964 года первая в мире ВСМ была запущена в эксплуатацию. Ей присвоили название «Токайдо», протяжённость трассы составляла 515,4 км, а максимальная допустимая скорость поездов 210 км/ч. Дорога быстро завоевала популярность у населения, о чём, например, свидетельствует прирост объёма выполненных на линии пассажирских перевозок[13][14]:
- с 1 октября 1964 по 31 марта 1965 — 11 млн пассажиров;
- с 1 апреля 1966 по 31 марта 1967 — 43,8 млн пассажиров;
- с 1 апреля 1971 по 31 марта 1972 — 85,4 млн пассажиров.
Уже в 1967 году дорога стала приносить прибыль, а к 1971 полностью окупила затраты на строительство[13].
Всм объединяются в сеть
В 1985 году, то есть через год после начала работы сети TGV, Комиссия по транспорту Европейских сообществ (ЕС) выдвинула ряд важных предложений по организации высокоскоростного сообщения в Европе. К тому времени уже отчётливо виднелись проблемы всеобщей автомобилизации, что отрицательно сказывалось не только на транспортной, но и экологической обстановке. Первоначально предложения об объединении ВСМ в единую сеть касались лишь магистралей, создаваемых по планам SNCF, однако вскоре были созданы и международные проекты[15].
Для проверки возможности реализации данной идеи была сформирована рабочая группа из специалистов из Международного союза железных дорог и Сообщества Европейских железных дорог, которая в 1989 году разработала «Предложения по Европейской высокоскоростной железнодорожной сети», на основании которых Совет министров ЕС образовал рабочую группу под названием «Группа высокого уровня» (известна также как группа «Высокая скорость»). В данную группу входили представители стран-членов ЕС, железнодорожных компаний, предприятий, выпускающих железнодорожную технику, а также ряда прочих заинтересованных компаний. 17 декабря1990 года Совет министров ЕС одобрил разработанные Группой отчёт «Европейская сеть высокоскоростных поездов» и прилагаемый к нему генеральный план по развитию высокоскоростных железных дорог в Европе до 2022 года[15].
Примечания
- ↑Железнодорожный транспорт: Энциклопедия / Гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — С. 78—79. — ISBN 5-85270-115-7.
- ↑General definitions of highspeed (неопр.) (недоступная ссылка). Paris, France: International Union of Railways (UIC) (28 июля 2022). Дата обращения: 17 апреля 2022.Архивировано 20 июля 2022 года.
- ↑C. S. Papacostas.Transportation engineering and planning / C. S. Papacostas, Panos D. Prevedouros. — Pearson College Division, 2001. — ISBN 978-0-13-081419-7.
- ↑Интерфакс, 16 декабря 2020. Путь между Москвой и Петербургом по скоростной ж/д займет 2 ч 15 мин
- ↑ 12OpenRailwayMap
- ↑В Казань не сразу тронулись // Коммерсантъ.
- ↑Olivier Aballain.Marseille: Le dernier TGV postal a quitté Cavaillon ce samedi (фр.). 20 minutes (27 июня 2022). Дата обращения: 3 ноября 2022.
- ↑Цена вопроса (неопр.). Гудок (6 декабря 2022).
- ↑Игорь Ленский.Железные дороги: будущее за скоростями (неопр.) (недоступная ссылка). Большая Москва, № 28 (59) (29 июля 2022). Дата обращения: 25 декабря 2022.Архивировано 25 декабря 2022 года.
- ↑Ред. Боравская Е. Н., Шапилов Е. Д.От «Ракеты» до «Летучего шотландца» // Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт. — 2001. — Т. 1. — С. 167—168.
- ↑Некоторые источники указывают дату 7 октября и скорость 201 км/ч.
- ↑Ред. Боравская Е. Н., Шапилов Е. Д.Использование электрической тяги для скоростного высокоскоростного железнодорожного транспорта // Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт. — 2001. — Т. 1. — С. 176—177.
- ↑ 123Киселёв И. П.Первая высокоскоростная магистраль // Железные дороги мира. — 2004 (№ 9).Архивированная копия (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 21 марта 2022.Архивировано 3 мая 2007 года.
- ↑Ред. Боравская Е. Н., Шапилов Е. Д.Скоростные и высокоскоростные железные дороги Японии // Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт. — 2001. — Т. 1. — С. 189—195.
- ↑ 12Ред. Боравская Е. Н., Шапилов Е. Д.Предпосылки для формирования международной сети ВСМ // Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт. — 2001. — Т. 1. — С. 181—183.
- ↑Moreau M.Семейство поездов TGV и перспективы развития // Железные дороги мира = Eisenbahntechnische Rundschau. — 1998 (№ 11).Архивированная копия (неопр.) (недоступная ссылка). Дата обращения: 21 марта 2022.Архивировано 3 мая 2007 года.
- ↑JAPAN’S AIRLINES CUT TOKYO-OSAKA RUNS (англ.). The New York Times (18 марта 1966). Дата обращения: 12 апреля 2022.Архивировано 9 июня 2022 года.
Технологии
В своём большинстве применяемые на ВСНТ технологии аналогичны стандартным технологиям железнодорожного транспорта. Отличия же обусловлены прежде всего высокой скоростью движения, что влечёт за собой возрастание таких параметров, как центробежные силы (возникают при прохождении поездом кривых участков пути, могут вызвать состояние дискомфорта у пассажиров) и сопротивление движению. В целом повышение скорости движения поездов ограничивают следующие факторы[16]:
Для улучшения аэродинамических показателей поезда имеют обтекаемую форму передней части и минимальное число выступающих частей, а выступающие (например, токоприёмники) оборудуются специальным обтекаемыми кожухами. Дополнительно подвагонное оборудование закрывается специальными щитами. За счёт применения таких конструктивных мероприятий снижается заодно и аэродинамический шум, то есть поезд становится менее шумным.
Механическое сопротивление в основном заключается во взаимодействии колесо-рельс, то есть для снижения сопротивления требуется снизить прогибрельсов. Для этого прежде всего усиливают железнодорожный путь, для чего применяются рельсы тяжёлых типов, железобетонныешпалы, щебёночный балласт. Также снижают нагрузки от колёс на рельсы, для чего в материалах кузовов вагонов применяют алюминиевые сплавы и пластик.
Как одна из альтернативных возможностей высокоскоростного железнодорожного движения и для отработки высоких скоростей на железнодорожных путях, в 1930-х годах в Германии («Рельсовый цеппелин»), в 1960-х годах в США (M-497) и в 1970-х годах в СССР (Скоростной вагон-лаборатория) проходили испытания прототипы поездов, не имеющие моторной тяги тележек колёсных пар и приводившиеся в движение турбовинтовыми и турбореактивными двигателями.
Также с целью вообще избавиться от колёсного трения, то есть заставить поезд висеть над путями (нерельсовыми направляющими или полотном), были разработаны поезда на воздушной подушке с турбовинтовыми и турбореактивными двигателями (французские аэротрейн и др.), не вошедшие в широкую эксплуатацию, также поезда на магнитной левитации (маглевы) с линейными тяговыми электродвигателями и сверхпроводниками, получившие в мире некоторое распространение.
Для обеспечения высокой выходной мощности поезд должен иметь очень мощный первичный источник энергии. Этим и объясняется, что практически все высокоскоростные поезда (лишь за редким исключением) относятся к электроподвижному составу (электровозы, электропоезда). Тяговые электродвигатели на поездах первого поколения были коллекторными постоянного тока. Мощность такого двигателя ограничена прежде всего коллекторно-щёточным узлом (который к тому же ненадёжен), поэтому уже на поездах последующих поколений стали применяться бесколлекторные тяговые электродвигатели: синхронные (вентильные) и асинхронные. Такие двигатели имеют гораздо более высокую мощность, так, для сравнения: мощность ТЭД постоянного тока электропоезда TGV-PSE (1-е поколение) составляет 538 кВт, а синхронного ТЭД электропоезда TGV-A (2-е поколение) — 1100 кВт.
Для торможения высокоскоростных поездов прежде всего используется электрическое торможение, на высоких скоростях — рекуперативное, а на низких — реостатное. Однако современные статические преобразователи (например, 4q-S, применяется на ЭПС 4-го поколения) позволяют применять на подвижном составе с бесколлекторными ТЭД и рекуперативное торможение практически во всём диапазоне скоростей.
