Зачем советским электричкам делали ребристые борта и почему новые поезда делают без них

Зелёная электричка до сих пор узнаётся с первого взгляда. В период с 1962 по 1984 год Рижский вагоностроительный завод выпустил 850 электропоездов серии ЭР2. Именно поэтому её прозвали «Рижской». Отличительной деталью состава стала рельефная гофрированная обшивка под окнами, которую в народе окрестили «стиральной доской».

При этом любопытно, что аналогичный волнообразный рисунок присутствовал не только на видных местах. Он повторялся и на крыше, и в конструкции пола, в местах, полностью скрытых от взгляда пассажиров. Многие считают, будто это элемент декора или попытка улучшить обтекаемость. Однако основное назначение рёбер было совсем другим. Так в чём же смысл этих рёбер на корпусе электрички? И почему современные поезда отказались от такой поверхности?

До начала 1950-х годов цельнометаллические пассажирские вагоны, в том числе и вагоны электропоездов, имели гладкие боковые стены. Жёсткость обшивки обеспечивали внутренние продольные элементы (стрингеры Z-образного профиля). Такая конструкция была достаточно прочной, однако требовала большего количества деталей и сварных соединений.

Примерно с 1950 года на боковых стенах начали применять гофрированные (ребристые) листы и гофрированные подоконные пояса. Гофры работали как дополнительные продольные рёбра жёсткости. Благодаря им существенно выросли прочность и жёсткость наружной обшивки. Это позволяло уменьшить количество внутренних стрингеров, сократить число сварных соединений и упростить технологию сборки кузова.

Кроме того, такая конструкция позволяла рациональнее использовать металл и в некоторых случаях уменьшать толщину обшивки без потери требуемой жёсткости. Аналогичный принцип применяли и в вагонах метрополитена, где рельефная обшивка также использовалась для повышения жёсткости кузова.

Чтобы представить масштаб конструкции, достаточно вспомнить размеры вагона ЭР2. Длина кузова составляет почти 20 метров, а его наружная обшивка представляет собой огромные листы стали небольшой толщины (2, 5 мм), закреплённые на силовом каркасе. При такой длине даже тонкий лист должен сохранять форму и противостоять вибрациям, нагрузкам и собственному весу.

Сложность заключается в том, что крупный ровный лист металла такой толщины слабо сохраняет геометрию. Он ведёт себя нестабильно. Он местами деформируется, выгибается наружу либо втягивается внутрь, дрожит от вибраций, а при резком воздействии способен резко сменить положение. И о должной жёсткости тут говорить не приходится. Поэтому на листах и стали делать ребра. Ребристая поверхность решала вполне практическую задачу, а именно получить достаточную жёсткость при разумном расходе металла и относительно простой технологии массового производства. В условиях послевоенного периода это решение оказалось очень удачным.

Если же взглянуть на современные поезда, то их боковые панели выполнены в гладком исполнении. Получается, конструкторы отказались от прежних решений? Вовсе нет. Цель осталась прежней, просто арсенал инженерных приёмов заметно расширился.

Более прочные низколегированные и нержавеющие стали, алюминиевые сплавы, усовершенствованные несущие рамы и каркасы позволяют обеспечить необходимую жёсткость без наружного гофрирования. К тому же ровная поверхность гораздо практичнее. Её легче предохранять от ржавчины, очищать, наносить лакокрасочное покрытие или оклеивать плёнкой. На этом фоне горизонтальные углубления кажутся неоправданным усложнением.

При этом гладкие наружные панели удобнее с точки зрения аэродинамической формы кузова, особенно у поездов, рассчитанных на высокие скорости. Однако для пригородных составов это не всегда является определяющим фактором.

Но всё же базовый принцип никуда не исчез. Рельефные и профилированные элементы по-прежнему используются там, где необходимо увеличить жёсткость тонкой панели. Просто на современных поездах они чаще скрыты внутри конструкции и не определяют внешний вид кузова.