Elektrické jednotky na našich kolejích: řada 470

20.8.2009 8:00 PhDr. Zbyněk Zlinský

Ve vývoji železničních vozidel se občas vyskytnou také slepé uličky a železniční historie pak stránky jim věnované zaplňuje spíš vysvětlováním složitostí technických či ekonomických (a eventuálně i celospolečenských) souvislostí, než přehledem jejich provozu. K takovým produktům našeho železničního průmyslu do značné míry patří rovněž dvě prototypové elektrické jednotky, známé pod bájnou přezdívkou Kraken.

Ve skutečnosti si toto řeckou mytologií (spíš tedy jejím ztvárněním v tehdy populárním filmu Souboj titánů) inspirované přízvisko vysloužila jen první ze dvou vyrobených jednotek - pro svůj ohyzdný vzhled, podobný oné mořské nestvůře s dlouhým tělem a šupinatou kůží, kterého prototyp nabyl neudržovaným lakem právě v době, kdy bylo zmíněné dílo britské kinematografie uvedeno do našich kin. Jinak se jim říkalo patro, popřípadě zelené patro a modré patro, podle jejich rozdílného zbarvení, které dostaly do vínku z už výroby.

Vývoj a výroba

Po roce 1978, kdy byla ukončena výroba elektrických jednotek řady EM 488.0 (460), se v československém průmyslu nedařilo realizovat záměr vyrábět nové elektrické jednotky pro ČSD, které by nahradily už tehdy dožívající řady EM 475.1 a EM 475.2 (451 a 452) a pomohly dále rozvinout a zkvalitnit železniční dopravu v okolí velkých měst. Z tohoto důvodu Federální ministerstvo dopravy (FMD) uvažovalo dokonce o dovozu potřebných jednotek z Polska. Nicméně v roce 1982 padlo rozhodnutí o dalším vývoji elektrických jednotek v tuzemsku, a tak byla zahájena poměrně složitá cesta k výrobě jednotek označovaných zpočátku jako "typ EM 3".

Dvě generace jednotek ČSD (5.4.1991 - Praha-Holešovice) © Václav Vyskočil

Na samém začátku byl požadavek FMD, formulovaný v „Podkladu pro technické zadání elektrických jednotek typu EM 3“ z května 1982, na vývoj dvou typů souprav – čtyřvozové, se dvěma elektrickými a dvěma vloženými vozy, a dvouvozové, tvořené vozem elektrickým a vozem řídicím. U obou se předpokládala možnost zařazení dalších vložených vozů. O dva roky později bylo zadání omezeno už jen na variantu první a základní technické podmínky pro její vývoj byly schváleny v roce 1986 – s předpokladem ukončení v roce 1990, v němž mělo být postaveno deset prvních souprav.

I když tehdejší Výzkumný ústav kolejových vozidel (VÚKV) na základě zahraničních zkušeností a výrobních záměrů plzeňské Škodovky původně navrhoval mj. varianty patrových souprav s řídicím vozem, které by byly vedeny elektrickým vozem nebo trakčním vozidlem odvozeným (zejména doplněním zavazadlového oddílu a dálkového řízení) od plánované lehké lokomotivy Škoda 83 E, a vložené vozy mohly případně nést část elektrické výzbroje vozidla hnacího, nakonec padlo rozhodnutí jiné, o vývoji pětivozových patrových jednotek se dvěma vozy elektrickými. Jenže záhy se ukázalo, že ty by překročily požadovanou hmotnost, takže musely být zadány jen jako jednopodlažní.

První prototyp jednotky 470 na zkušební trati ve Studénce dne 20.5.1990 © ČKD Vagonka, a.s.

Popisovat zde další problémy vývoje jednotek řady EM 499.0/N 499.0 (jak měly být označeny podle tehdejšího schématu ČSD), který probíhal ve velice komplikovaných ekonomických a organizačních vztazích tehdejší společnosti, zcela přesahuje poslání a možnosti tohoto článku, Spokojme se s výsledkem onoho spletitého procesu: Na jeho konci byla dodávka dvou prototypových jednotek řady 470 (s vloženými vozy řady 070), které v letech 1990 a 1991 vyrobily podniky Vagónka Studénka (vozové skříně), Vagónka Česká Lípa (podvozky), MEZ Vsetín a Postřelmov, Škoda Plzeň a ČKD Praha (společně elektrickou část).

První jednotka řady 470 (zelené patro) byla postavena vagónkou ve Studénce ve složení (a s výrobními čísly) 470.001-9 (91681) + 070.001-3 (91685) + 070.002-1 (91686) + 070.003-9 (91687) + 470.002-7 (91682). V měsících prosinec 1990 až únor 1991 prošla u výrobce nejprve stacionárními zkouškami a posléze i prvními zkušebními jízdami na testovací trati vagónky vedoucí ze Studénky do Bartošovic. Na koleje ČSD se vydala poprvé dne 21.2.1991, kdy svezla členy prototypové komise na úseku ze Studénky do Suchdola nad Odrou. Od 27.2.1991 do konce března téhož roku se podrobila první sérii zkoušek na ŽZO Cerhenice, po nichž následovaly některé úpravy, jejichž potřeba z těchto testů vyplynula. Druhý prototyp (modré patro) byl ve Studénce dokončen v polovině roku 1991 v sestavě (a s výrobními čísly) 470.003-5 (91683) + 070.004-7 (91688) + 070.005-4 (91689) + 070.006-2 (91690) + 470.004-3 (91684) a dne 16.7.1991 zahájil zkoušky na ŽZO.

Elektrický vůz 470.003-5 na zkušební trati ve Studénce dne 16.7.1991 © ČKD Vagonka, a.s.

Na oba prototypy, k jejichž dalším osudům se vrátíme v kapitole o provozu, měla podle plánů (ne ovšem původních, ale nezbytně aktualizovaných v průběhu opožděného vývoje) navázat v roce 1994 sériová výroba 60 jednotek této řady a dále se měl uskutečnit vývoj a výroba obdobných jednotek pro střídavou trakci. V důsledku nepříznivé finanční situace tehdejších Československých státních drah (která pochopitelně nebyla lepší ani u Českých drah, formálně ustavených dnem 1.1.1993) a také ne zrovna dobrých zkušeností s provozem prototypových jednotek (na svou dobu nepříliš výhodně řešených) však tyto záměry nakonec realizovány nebyly, nedošlo ani k inovaci tohoto projektu a byla dána přednost vývoji zcela nové jednotky řady 471, do jisté míry odpovídající jednomu z výše uvedených původních navrhovaných řešení VÚKV.

Popis

Elektrická jednotka 470/070 je v základním složení tvořena dvěma jednopodlažními elektrickými vozy řady 470 a třemi dvoupodlažními vloženými vozy řady 070. Toto uspořádání je v provozu možno operativně měnit, pokud jde o počet vložených vozů – od dvou do čtyř. Všechny vozy jednotky mají lehkou samonosnou skříň s kostrou z ocelových profilů a vnějším opláštěním z rovných (na bočnicích a čelech) a vlnitých (na střechách) plechů; střešní a postranní části čel elektrických vozů jsou laminátové. Elektrické i vložené vozy jsou hlubinného provedení, s podlahou ve snížené části ve výši 475 mm nad temenem kolejnice (TK). Vozové skříně jsou čtyřbodově uloženy na dvou dvounápravových podvozcích s dvoustupňovým vypružením.

Čelo vloženého vozu 070.003-9 (23.10.2004 - Praha ONJ) © PhDr. Zbyněk Zlinský

Elektrické vozy jsou na neprůchozích čelech opatřeny obdélníkovými nárazníky o šíři 805 mm s deformačními prvky a táhlovým zařízením se šroubovkou. Spojení vozů uvnitř jednotky je řešeno rovněž klasickým spřahovacím a narážecím ústrojím, ovšem s nárazníky s šířkou 760 mm a vybráním pro návalkové přechody. Vstupní dveře vozů jsou dvoukřídlé předsuvné s elektropneumatickým ovládáním, částečně dálkovým - strojvedoucí je odjišťuje, zavírá a zajišťuje. Vnitřní dveře v prostorech pro cestující jsou křídlové, s výjimkou WC prosklené. Okna nízkopodlažních oddílů pro cestující jsou polospouštěcí, ve druhém podlaží vložených vozů lomená výklopná, všechna s dvojitým zasklením bezpečnostním sklem a roletami.

Přechody mezi vozy, na něž je přístup křídlovými uzamykatelnými dveřmi, jsou klasického provedení, s odpruženými přechodovými můstky a pryžovými návalky. Vytápění jednotky je elektrické teplovzdušné, na stanovištích elektrických vozů doplněné konvekčními topnicemi v prostoru nohou strojvedoucího a vlakvedoucího. Větrání prostorů pro cestující je nucené, prostřednictvím ventilátoru topení, a lze je doplnit přirozeným větráním okny. Stanoviště strojvedoucího jsou navíc klimatizována. Osvětlení oddílů pro cestující, nástupních prostorů a WC je zářivkové, doplněné nouzovým osvětlením žárovkovým. Buňky WC byly kompletně převzaty z motorových vozů řady 842 a obdobná je i další vnitřní výbava (sedadla, zavazadlové police, svítidla).

Interiér elektrického vozu 470.003-5 (17.9.2008 - Praha) © PhDr. Zbyněk Zlinský

Elektrický vůz řady 470 je vybaven úplnou trakční výzbrojí, z větší části umístěnou uvnitř skříně, z menší pak na střeše. Pohon hnacího vozu zajišťují stejnosměrné čtyřpólové trakční motory (modernizovaná verze elektromotorů použitých u řady 460) tlapově uložené v podvozcích. Motory jsou trvale spojeny v sérii a jsou napájeny ze dvou paralelně propojených tyristorových pulzních měničů. Brzdový systém vozu je tvořen celkem šesti druhy brzd: elektrodynamickou odporovou brzdou s automatickou regulací, samočinnou brzdou, přímočinnou brzdou, doplňkovou vzduchovou brzdou, parkovací vzduchovou brzdou a ruční brzdou působící na přední podvozek. Pomocné pohony jsou řízeny pulzními měniči Unipuls. K výbavě vozů patří mj. radiostanice, systém palubní diagnostiky a liniový vlakový zabezpečovač.

V průběhu provozu elektrických vozů řady 470, zejména v jeho počátcích, došlo k některým konstrukčním úpravám původního provedení a modernizacím, z nichž nejvýznamnější bylo dosazení unikátního systému automatického vedení vlaku (AVV) a cílového brzdění (CB), k němuž došlo v březnu 1993 na první jednotku a v květnu 1994 na druhou. Mezi další úpravy potom patří zřízení bočních oken na stanovištích strojvedoucího (první prototyp je neměl), změna otevírání dveří mezi přední strojovnou a přilehlým nástupním prostorem, dosazení elektronického rychloměru, instalace monitorovacího systému dveří a vybraných prvků elektrické výzbroje, odebrání předního sběrače a montáž tlumičů vrtivých pohybů podvozků.

Stanoviště strojvedoucího elektrického vozu 470.003-5 (6.4.2009 - Praha hl.n) © Jiří Řechka

Vůz je, jak už bylo uvedeno, hlubinného provedení, se dvěma úrovněmi podlahy. Její výška v částech nad podvozky činí 1 242 mm, ve snížené střední části pak 475 mm nad TK. V jeho přední zvýšené části je neprůchozí stanoviště strojvedoucího s pravostranným uspořádáním (vlevo je pracoviště vlakvedoucího) a vstupními dveřmi na levé straně, průchozí přední strojovna, buňka WC a proti ní zavazadlový oddíl se 4 sklopnými sedadly. Ve snížené části jsou dva nástupní prostory (přičemž v předním jsou umístěna 4 sklopná sedadla a místo na kočárek) a velkoprostorový oddíl pro cestující se 38 sedadly. V zadní zvýšené části pak je malý oddíl pro cestující s 15 sedadly a zadní strojovna rozdělená uličkou, která vede k průchozímu čelu.

Vložený vůz řady 070 je obdobného provedení, jako vůz elektrický, avšak ve dvoupodlažním uspořádání, přičemž podlaha druhého podlaží je ve výši 2 558 mm nad TK. V jeho zvýšených částech jsou situovány malé oddíly pro cestující po 14 sedadlech, buňky WC a schody do druhého podlaží. U každého schodiště je umístěna sklopná sedačka. Ve snížené části se nacházejí dva nástupní prostory a velkoprostorový oddíl pro cestující s 54 sedadly a nad ním ve druhém podlaží rovněž velkoprostorový oddíl se 72 sedadly. Vůz je vybaven samočinnou brzdou DAKO a brzdou ruční, která působí na obě nápravy přilehlého podvozku. Vozem procházejí kabely vícečlenného řízení, ovládání dveří a 3 kV vedení pro napájení topení a statických měničů.

Tento velice stručný popis celku i obou vozů elektrické jednotky řady 470/070 si může každý zvídavější čtenář doplnit o mnohé podrobnosti, uvedené v odkazech na konci článku. Další, tentokrát vizuální informace o jejím celkovém uspořádáním, vnějším vzhledu a vnitřní výbavě pak poskytne typový výkres a obrázky zařazené v textu či uvedené v galerii. Hlavní technická a výrobní data jsou uvedena v následující tabulce:

Základní technické údaje	EV	VV	EJ
označení původní*	EM 499.0	N 499.0	-
označení současné	470	070	-
označení tovární*	-	-	EM 3
rozchod	1 435 mm
napájecí systém	3 kVss
uspořádání dvojkolí	Bo'Bo'	2'2'	Bo'Bo'+2'2'+2'2'+2'2'+Bo'Bo'
trvalý výkon	1 100 kW	-	2 200 kW
maximální rychlost	120 km/h
počet míst k sezení	61	156	590
počet míst k stání	100	188	764
hmot. ve službě prázdný	66,5 t	45,2 t	268,6 t
hmot. ve službě obsazený	80,1 t	73,7 t	381,3 t
délka přes nárazníky	26 400 mm	26 400 mm	132 000 mm
výrobce vozové části	Vagonka Studénka, Vagonka Česká Lípa
výrobce elektrické části	MEZ Vsetín, MEZ Postřelmov, Škoda, ČKD
roky výroby	1990, 1991
počet kusů	4	6	2
*vysvětlivky:* * – označení užíváno jen v počátcích vývoje EV – elektrický vůz VV – vložený vůz EJ – elektrická jednotka (v základním složení: EV + VV + VV + VV + EV)

Provoz

Dnem 2.5.1991 byla první jednotka převzata zástupci lokomotivního depa Bohumín, v jehož obvodu měla projít zkušebním provozem. Toto depo bylo vybráno pro svou blízkost výrobnímu závodu, neboť se předpokládalo, že během provozu bude docházet k častějším poruchám. Zkušební provoz bez cestujících byl pak zahájen hned následujícího dne na trati Bohumín - Hranice na Moravě. Dne 11.5.1991 se jednotka vydala na víceméně propagační jízdu z Bohumína do Prahy a zpět a o dva dny později byla zařazena do zkušebního provozu s cestujícími na trati Český Těšín - Ostrava-Poruba (dnes Svinov). V průběhu zkoušek na Ostravsku najela za 49 dní bez větších problémů celkem 20 180 km. Dne 20.6.1991 byla předána k dalšímu zkušebnímu provozu do Prahy.

Druhá jednotka byla mezi tím podrobována dalším prototypovým zkouškám, které byly ukončeny v únoru 1992. Zelené patro vykonalo TBZ dne 2.12.1992 a následujícího dne bylo převzato ČSD do lokomotivního depa Praha jih. TBZ modrého patra se uskutečnila až dne 17.2.1993 a jeho převzetí, do téhož depa, opět o den později. Obě jednotky byly do pravidelného provozu nasazeny zpočátku na trati z Prahy do Berouna a po instalaci vozidlové části systému automatického vedení vlaku (AVV) a cílového brzdění (CB) v březnu 1993 přešla první z nich na trať do Pardubic, na niž byly montovány prvky traťové části systému AVV. Tam ji posléze následovala i jednotka druhá.

Vůz 470.004-3 v čele soupravového vlaku směr ONJ (23.10.2004 - Praha hl.n.) © PhDr. Zbyněk Zlinský

Obě jednotky pak už zůstaly dislokovány v Praze, v posledním období v provozní jednotce Praha ONJ. Byly nasazovány vesměs na obou výše uvedených tratích, avšak pravidelnost jejich výskytu na vlacích, které jim stanovil příslušný GVD, byla poměrně nevalná. Důvodem byla jejich nízká spolehlivost, která měla i další důsledek, takříkajíc estetický. Díky častým poruchám hnacích i vložených vozů docházelo poměrně často k přesunům vozidel mezi oběma jednotkami, takže vzhledem k jejich původnímu (a nikdy nezměněnému) rozdílnému nátěru se daly na kolejích spatřit rozmanité barevné kombinace, Rostoucí potíže s opravami atypických vozidel vedly nakonec ČD k jednoznačnému závěru: upustit od pokračujících investic.

Tak nakonec nejenže nedošlo k dalším uvažovaným modernizačním krokům (které by po úspěšném nástupu jednotek skutečně moderní řady 471 neměly smysl), ale bylo přijato rozhodnutí, že v provozuschopném stavu bude nadále udržováno jen modré patro. Tomu předcházela řada potíží, které provázely provoz prvního prototypu, jehož poslední výkon v původní sestavě se odehrál dne 7.2.2003. Další vývoj událostí byl poněkud spletitý, takže si zde připomeňme jen jeho výsledek: Dne 14.8.2007 rozhodl příslušný odbor GŘ ČD o přesunutí této jednotky na známý „hřbitov“ DKV Česká Třebová a jejím deponování na tomto neveselém místě do roku 2012, kdy bude účetně odepsána. Transport by proveden dne 1.11.2007.

Od té doby zelené patro spočívá v českotřebovských kopřivách a čeká na své (vysoce pravděpodobné) sešrotování. Krom vandalských útoků musí snášet i „odbornou kanibalizaci“ za účelem vyzískání použitelných dílů – například sedadel, která byla instalována do 22. až 25. modernizovaného vozu řady 054.2 (dnes Btn⁷⁵⁶). Modré patro, které bylo díky svému provoznímu osudu v daleko lepším technickém stavu, je nadále dislokováno v PJ Praha ONJ a jezdí na osobních vlacích mezi pražským hlavním nádražím, žst. Praha–Radotín a Berounem, v době platnosti tohoto GVD zařazeno do jednočlenné turnusové skupiny číslo 445. Zda se ovšem v takové kondici dožije aspoň uplynutí výše naznačené účetní lhůty, to je otázka.

Několik slov závěrem

Provoz jednotek 470/070 ukázal, že jejich výroba byla skutečně krokem stranou. Stranou evropského vývoje v tomto segmentu dopravy, i stranou potřeb našeho národního železničního dopravce. Provozní zkušenosti s nimi nejsou nejlepší, negativně je hodnocena především jejich nízká spolehlivost a nevynikají ani potřebným zrychlením či výkonností brzd. Jejich hlavní přínos (vedle zvýšení komfortu pro cestující) spočívá v tom, že se jako naše vůbec první dvoupodlažní elektrické jednotky staly východiskem další cesty našeho železničního průmyslu k úspěšným vozidlům této kategorie. Je však na ně možno pohlížet i jinak – jako na „postsocialistický“ produkt, zatížený všemi nešvary doby svého zrodu.

K dalšímu případnému hodnocení starých pater, jak se jim začalo říkat po zahájení dodávek nových patrových jednotek řady 471, může posloužit připojená diskuse. V ní samozřejmě, jak je mým zvykem, velice uvítám každé doplnění, upřesnění či opravu toho, co jsem se snažil v článku prezentovat. Snad jeho text naplní cíl svého autora a svou nezbytně stručnou formou poslouží jako úvodní informace tomu, kdo o jeho předmětu neví nic nebo jen málo, Další technické i historické podrobnosti jsou každému zájemci o hlubší poznání k dispozici v níže uvedených odkazech.

Poděkování:

Vzhledem k tomu, že jsem na jednotky 470/070 neměl příliš fotografického štěstí (i když přiznávám, že jsem v tomto směru Fortuně zase nějak usilovně vstříc nevycházel), byl jsem tentokrát při oživování suchopárného čtení obrázky více odkázán na pomoc kolegů. Poděkování si zaslouží jak Václav Vyskočil, který přispěl ze svého archivu snímky vpravdě historickými, tak (a pro tu vynaloženou námahu zejména) Jiří Řechka, který se naopak na mé požádání vydal lovit potřebné snímky vysoce aktuální.