[fireman]

ТАНК-ПАРОВОЗ__________________10


Промышленный паровоз серии 9П
Под редакцией инженера путей сообщения В.А. Ракова.
Коллективные консультанты: Московский клуб железнодорожного моделизма

Условия работы паровозов на заводских дворах, различных станциях, складских территориях, подъездных путях совсем не такие, как на основных железнодорожных магистралях. Большие скорости и мощности здесь, как правило, не нужны, зато требуются частые остановки, повороты, проезд по кривым малого радиуса (до 50 м и менее). Пункты заправки водой и топливом обычно находятся неподалеку, поэтому запас их на паровозе может быть минимальным. Территория заводского двора иной раз настолько стеснена, что такому гиганту, как ФД, не проехать. Словом, специфика работы локомотивов на железных дорогах промышленных предприятий, подъездных путях и на всевозможных производственных тупиках потребовала создания паровозов особого типа. Среди них наиболее совершенным был паровоз промышленного типа 9П. Он создавался на основе почти шестидесятилетнего опыта строительства подобных машин отечественными и зарубежными заводами.
Сконструированный в 30-х годах советский промышленный локомотив оказался настолько удачным, что, претерпев лишь небольшую модернизацию, верно служил людям и в трудное военное время, и в восстановительный послевоенный период. Эту неприхотливую рабочую машину совсем недавно стали вытеснять более выгодные с экономической и эстетической точек зрения маневровые тепловозы и электровозы. Но еще и сейчас на многих старых предприятиях, в леспромхозах, на складах можно встретить прокопченный, попыхивающий паром паровоз серии 9П. Он напоминает людям о славных временах первых пятилеток, о самоотверженной работе в тылу в военные годы. Впрочем, история создания отечественных промышленных паровозов восходит еще к прошлому столетию.
В 1878 году невский завод построил первый отечественный маневровый локомотив с осевой формулой 0-3-0. У этого паровоза не было тендера. Небольшой угольный ящик располагается сзади будки машиниста, а водяные баки (танки) монтировались на раме слева и справа от котла. Локомотивы такой конструкции получили название танк-паровозов. В последующие годы их строили коломенский (с 1885 г.), сормовский (с 1913 г.), брянский (с 1927 г.) и другие заводы. Но наибольшее распространение в промышленном транспорте нашел паровоз типа 0-3-0.
Бурное развитие тяжелой промышленности в годы первых пятилеток увеличило потребность в мощных танк-паровозах. Особенно нужны были эти машины для обслуживания доменных печей Магнитогорского и Кузнецкого металлургических комбинатов. Однако приспособить паровозы старых конструкций к новым технологическим условиям с широким применением сварки, литья и штамповки было трудно. Для выпуска большого количества промышленных паровозов необходимо было сделать новые проекты. В 1934-1935 годах Локомотивпроект Наркомата тяжелой промышленности разработал три типа танк-паровозов: 4П с осевой формулой 0-2-0 и нагрузкой на ось 13 т, 5П с осевой формулой 0-3-0, сцепным весом 73,4 т и перегревателем пара и паровоз 9П с осевой формулой 0-З-0 и сцепным весом 45 т. Последний оказался наиболее приемлемым, и его решили запустить в серийное производство.
В 1936 году Коломенский паровозостроительный завод построил первые 55 локомотивов серии 9П. На них стояла двухцилиндровая паровая машина одиночного расширения, работавшая насыщенным паром. Для максимального упрощения конструкции были применены одинаковые и взаимозаменяемые левый и правый цилиндры. Поршни и цилиндры отливались из чугуна. Трущиеся детали кривошипно-шатунного механизма подвергались цементации и высокочастотной закалке. Чтобы паровоз легко вписывался в кривые пути с радиусом всего 40 м, средняя пара колес была без реборд.
Эксплуатация первой партии паровозов 9П выявила недостатки некоторых узлов. Поэтому, когда в 1939 году коломенский завод получил задание возобновить их вы пуск, конструкторы завода внесли в рабочие чертежи необходимые изменения, чтобы устранить замеченные в период эксплуатации недостатки. В обновленном варианте был увеличен объем водяных баков с 5 до 6,5 куб. м, установлен паросушитель, на машине было смонтировано оборудование для электрического освещения и внесены другие улучшения.
На этом, по существу, была завершена доработка проекта паровоза типа 9П.
В 1939-1941 годах такие локомотивы строил только Коломенский паровозостроительный завод, а с 1940 года их стал выпускать и новочеркасский. В 1946 году Муромский паровозостроительный завод также освоил выпуск этих машин. Кроме того, здесь создали новую интересную модификацию. Используя основные агрегаты паровоза 9П, муромские конструкторы спроектировали бестопочные паровозы, получившие обозначения БП-4. Они предназначались для работы на пожаро- и взрывоопасных объектах. У этих локомотивов котел выполнял роль парового аккумулятора, который наполнялся паром от специального котла, а затем пар расходовался во время работы в опасном месте. В 1955 году муромский завод осуществил дальнейшие усовершенствования паровоза 9П, устранив выявленные при длительной эксплуатации машин недостатки.
Танк-паровозы серии 9П коломенского, новочеркасского и муромского заводов работали на путях многих заводов, рудников и строек страны. Машинисты и ремонтники были довольны этими неприхотливыми машинами, которые могли работать практически на любом топливе: угле, нефти, торфе и дровах. При обслуживании и ремонте их не требовалось ни сложного оборудования, ни дефицитных материалов.
В нашей стране танк-паровоз типа 9П был наиболее совершенным промышленным паровозом.

ОЛЕГ КУРИХИН
кандидат технических наук

[GOOGLE]

[fireman]

"ЛЕБЕДЯНКИ"______________________11

Грузовой паровоз серии ЛВ
Под редакцией инженера путей сообщения В.А. Ракова.
Коллективные консультанты: Московский клуб железнодорожного моделизма

...Шел 1944 год. Красная Армия гнала фашистские полчища на запад. Советский народ готовился к мирному труду, к восстановлению разрушенных городов и сел, заводов и фабрик. Уже тогда железнодорожники решили определить на ближайшую послевоенную пятилетку основной тип паровоза и допустимую нагрузку от его оси на рельсы. Разработкой его конструкции занялась специальная комиссия под председательством академика С. Сыромятникова.

Комиссия исходила из того, что эксплуатировать локомотивы серий ФД и ИС ("ТМ" № 6 и 7, 1974 г.) с нагрузкой от оси на рельсы 20 т на железных дорогах европейской части СССР, пострадавших во время военных действий, до обновления пути будет невозможно. Нагрузку от оси на рельсы магистральных паровозов постройки первых послевоенных лет следовало ограничить до 18 т.

Предлагалось несколько решений этой задачи: возобновить выпуск паровозов серии СО ("ТМ" № 8, 1974 г.), освоить изготовление американских паровозов серии ЕА на советских заводах; строить паровозы по новым проектам. Остановились на последнем варианте. Было разработано несколько эскизных проектов новых локомотивов. Лучшим был признан проект конструкторского бюро Коломенского паровозостроительного завода имени В. Куйбышева. Проектированием руководил известный советский конструктор Л. Лебедянский, принимавший участие в проектировании локомотивов серии ФД, ИС и 2-З-2К (см. "ТМ", № 6, 7, 9, 1974 г.). Его проект наиболее полно удовлетворял требованиям текущего момента. И вот почему. Тяжелая промышленность была загружена военными заказами, и не могла быстро освоить производство сложных паровозов, требующих, как правило, длительной доработки конструкции. Стране нужен был локомотив, в котором все было бы проверено прошлым опытом и доля технического риска была бы минимальной. Поэтому главными требованиями были простота изготовления, ремонта и максимум мощности при заданном весе. Это вынудило Л. Лебедянского постараться при заданном сцепном весе 90 т выжать предельную мощность из котла и машины. В проекте нового локомотива использовалось все лучшее, чем располагало отечественное и мировое паровозостроение. Были в нем и оригинальные технические решения. Так, для уменьшения потерь на трение в буксах всех осей локомотива и тендера устанавливались роликовые подшипники, а в парораспределительном механизме - игольчатые.

Пока в комиссии шло обсуждение проектов, цехи коломенского завода подготавливались к серийному выпуску новых машин: пополнялся станочный парк, изготавливались подсобные приспособления, монтировались механизмы, Именно поэтому разрешение наркома тяжелого машиностроения строить новый локомотив не застало завод врасплох. Случилось это 23 апреля 1945 года, и на заводе незамедлительно началось изготовление сразу пяти машин по проекту Лебедянского. Вскоре был готов первый паровоз. На его постройку потребовалось всего 45 дней. Новый локомотив в честь победы над Германией назвали "Победа" и присвоили серию П. 13 октября 1945 года в 18 ч 30 мин паровоз П-0001 доставил в Москву первый грузовой поезд.

В начале 1946 года проводились сравнительные тягово-теплотехнические испытания локомотивов П-0001 и П-0002 совместно с американским паровозом типа 1-5-0 ЕА 2201. Испытания выявили преимущества советских машин. Например, при форсировке котла 70 кг/м2/ч паровоз П-0002 развил мощность 2125 л.с., а ЕА 2201 - только 1950 л.с. Температура перегретого пара у паровоза П-0002 держалась в пределах 320-380° С и временами достигала 425° С, в то время как у ЕА не поднималась выше 370° С. Преимущества советской машины были неоспоримы. Массовый выпуск паровозов серии П начался в 1946 году. В следующем году чертежи локомотива подвергли корректировке, результатом которой было снижение веса всего паровоза и улучшение конструкции отдельных узлов.

14 января 1947 года впервые в истории отечественного локомотивостроения серия паровоза была переименована в честь главного конструктора. Новые коломенские локомотивы получили серию Л (Лебедянский), а через несколько месяцев группа ведущих конструкторов паровоза серии Л была удостоена Государственной премии.

Локомотивы серии Л оказались простыми в управлении и быстроходными машинами. Железнодорожники прозвали их "лебедянками". Несколько уступая по мощности паровозам серии ФД, "лебедянки" оказались почти на 20% экономичнее. Эти машины работали практически на всех дорогах СССР.

В 1948 году Министерство путей сообщения поручило Ворошиловградскому паровозостроительному заводу имени Октябрьской революции реконструировать паровоз серии Л. Требовалось, не увеличивая сцепного веса, повысить его надежность и экономичность. В 1949-1950 годах был разработан проект нового локомотива с осевой формулой 1-5-1, а в начале 1952 года изготовлен его опытный образец. Добавление поддерживающей колесной пары позволило не только установить на паровозе устройство подогрева воды отработанным паром, но и увеличить паропроизводительность котла. Для ускорения разгона паровоза в нем применили приборы повышения сцепного веса до 96 т. Это осуществлялось за счет частичной разгрузки бегунковой и поддерживающей осей и передачей части веса локомотива движущим колесным парам.

В новом локомотиве применили многие прогрессивные технические решения: централизованную смазку, спрямленные паропроводы, смачиватель угля, устройства прокачки колосников и так далее. В результате новый паровоз оказался на 15% экономичнее машины серии Л. В 1954 году он был принят к серийному производству и получил серию ЛВ, что означало: паровоз Лебедянского, реконструированный на ворошиловградском заводе.

Новые машины поступили на железные дороги. Они зарекомендовали себя прекрасными локомотивами, удобными в управлении и ремонте, быстроходными, мощными. В 1955 году их производство было остановлено в связи с переводом советских железных дорог на тепловозную и электровозную тягу.

ОЛЕГ КУРИХИН
кандидат технических наук

[fireman]

ВЕРХ СОВЕРШЕНСТВА_______________12


Пассажирский паровоз серии П36
Под редакцией инженера путей сообщения В.А. Ракова.
Коллективные консультанты: Московский клуб железнодорожного моделизма

Прекращение выпуска устаревшего типа самолета, автомобиля, трактора или корабля для многих людей, как правило; происходит буднично и вскоре забывается. Сегодня немногие помнят, когда были построены, скажем, последняя трехтонка ЗИС-5 или штурмовик Ил-2. Но для их конструкторов, инженеров, рабочих такие даты врезаются в память надолго, переживаются, как события глубоко личные. Наверное, старые рабочие и инженеры Коломенского паровозостроительного завода имени В. В. Куйбышева хорошо помнят утро 29 июня 1956 года. В этот день из заводских ворот в торжественной обстановке вышел последний магистральный пассажирский паровоз П36-251. Он был могуч и красив!
Идея создания этого локомотива родилась еще в 1946 году, когда Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта провел технико-экономические исследования перспективного развития локомотивного парка Советского Союза. Анализ показал, что на ближайшие годы целесообразно установить 2 предела нагрузки от оси локомотива на рельсы - до 18 и до 22,5 т - и 4 группы паровозов по мощности:
3000 л. с. (типы 2-4-2 и 2-3-2 с нагрузкой от оси до 22,5 т).
2500 л. с. (типы 2-4-2 и 1-4-2 с нагрузкой от оси до 18 т).
2000 л. с. (типы 1-4-1 и 2-3-2 с нагрузкой от оси до 18 т).
1500 л. с. (типы 2-3-1 и 1-3-2 с нагрузкой от оси до 18 т).
Результаты исследований показали также, что паровоз типа 2-4-2 с нагрузкой от колесной пары на рельсы до 18 т наиболее перспективен для дальнейшего развития пассажирских перевозок, так как мог эксплуатироваться на всех железных дорогах страны. Введение его в эксплуатацию позволило бы увеличить вес составов и освободить значительное количество паровозов серии Су там, где они еще работали двойной тягой.
В 1947 году Коломенский паровозостроительный завод получил заказ на проектирование и постройку нового локомотива.
Этой работой руководил Л. Лебедянский. Первый паровоз был изготовлен в 1949 году и в марте 1950 года сдан в эксплуатацию на Октябрьскую железную дорогу. В 1952 году было построено еще 5 опытных машин. После их испытания в чертежи были внесены необходимые доработки. В 1953-1954 годах коломенцы выпустили установочную партию новых локомотивов, на которой была завершена подготовка к серийному производству. С 1955 года паровозы П36 выпускались серийно.
К.п.д. котла нового локомотива достигал 67% против 53% у паровоза серии ИС и 60% - серии СУ. Температура перегретого пара в золотниковой коробке достигла 400°С при форсировке котла 60 кг/м2 в час.
На скорости 6З-85 км/ч новый локомотив был на 20-25% экономичнее паровоза серии ИС. При отоплении углем максимальный к.п.д. локомотива П36 достигал 9,22% против 8,23% у 2-3-2К и, 7,45% - серии ИС. Наибольшую мощность 3077 л. с, новый паровоз развивал при скорости 86,4 км/ч.
Столь высокие показатели были достигнуты за счет тщательной отработки всех узлов и агрегатов этой машины.
Так, применение подогрева воды, поступающей в котел, отработанным паром до 95-98°С давало экономию топлива 9%, а воды - 11%. Применение передней и задней двухосных тележек при четырех парах движущих колес с гребнями на бандажах придало паровозу редкие ходовые качества: движение без виляний на прямолинейных участках даже при скорости 130 км/ч и способность проходить кривые радиусом 120 м. Широкие и спрямленные паропроводы обеспечивали небольшое мятие пара и легкий беспарный ход (при закрытом регуляторе) даже при скоростях 100-110 км/ч. Спрямление каналов для горящих газов, конусное устройство повышенной экономичности, роликовые подшипники в буксах всех осей локомотива и тендера, централизованная смазка и другие усовершенствования обеспечили паровозу наименьший расход топлива на единицу механической работы в сравнении с любым другим паровозом. Наиболее экономичным оказался диапазон скоростей 65-85 км/ч.
В локомотиве П36 использовалось все лучшее из отечественных и мировых достижений паровозостроения. Железнодорожники использовали его для вождения самых разнообразных поездов: курьерских, скорых, пассажирских, почтово-пассажирских и даже ускоренных грузовых на дорогах разного профиля - от Октябрьской дороги-стрелы до горной Забайкальской.
Новые машины буквально покорили машинистов своими удивительными ходовыми качествами. Казалось, что скоро обновится весь парк магистральных паровозов и красавцы П36 будут работать еще десятилетия.
Но научно-технический прогресс в Советской стране осуществлялся семимильными шагами. И поэтому всего лишь год выпускались новые паровозы.

От редакции:

Это последняя статья из цикла, посвященного лучшим образцам отечественного локомотивостроения. "Паровозная" историческая серия "ТМ" по традиции завершается обзорным материалом (см. статью "Локомотив века".

В будущем году историческая серия нашего журнала расскажет о советских тракторах - от "фордзона"-"Путиловца" до машин первых послевоенных лет.

ОЛЕГ КУРИХИН
кандидат технических наук

[fireman]

ЛОКОМОТИВ ВЕКА

Виталий РАКОВ, инженер путей сообщения

Паровоз - это подлинный конек цивилизации, который в течение целого столетия исправно вез вперед тяжелую и легкую промышленность государств и народов. Имена создателей первых паровых локомотивов - русских отца и сына Черепановых и англичанина Стефенсона - вписаны в историю техники золотыми буквами. А многие конкретные машины в памяти советских людей сохраняются как дорогие реликвии великих событий.
На паровозе Н2-293 в 1917 году Владимир Ильич Ленин, скрываясь от царских ищеек, под видом кочегара приезжал в революционный Петроград; С245 (см. "Техника молодежи" № 4 за 1974 г.) доставил в марте 1918 года поезд из Петрограда в Москву с Советским правительством, возглавляемым В. И. Лениным; У127 в морозный январский день 1924 года вел траурный поезд с телом вождя от платформы Герасимовская до Москвы. На первом коммунистическом субботнике был отремонтирован в тяжелые дни для молодой Советской республики ОВ-17024 (см. "Техника молодежи" № 1 за 1974 г.). Э1441 провел первый поезд по Туркестано-Сибирской железной дороге и т. д. "Событийные" паровозы можно было бы перечислять бесконечно долго. Многие из них установлены как памятники нашему незабываемому героическому прошлому.
Да и сам паровоз как машина уже стал историей. Ибо сейчас более 99% перевозок по железным дорогам осуществляется электровозами и тепловозами. Закат парового локомотива начался в 1956 году, после ХХ съезда КПСС, в Директивах которого было записано: "В целях повышения провозной способности железных дорог осуществить работы по технической реконструкции тяги на железнодорожном транспорте путем широкого внедрения электровозов и тепловозов с тем, чтобы уже в 1960 году было выполнено ими 40-45% всего грузооборота". И в этом же году наша промышленность прекратила выпуск всех без исключения серий и типов, паровозов. А чтобы представить себе, какую колоссальную техническую задачу по перевооружению транспорта осуществляла партия, вспомним, что в следующем после съезда, 1957 году паровыми локомотивами было перевезено грузов на 31% больше, чем их перевез весь наш морской флот в 1973 году.
В течение 110 лет осуществлялось строительство паровозов на отечественных заводах. Был создан огромный парк больших и малых, первоклассных паровых железнодорожных машин.
О многих "стальных конях" любопытно вспомнить. Например, о самом первом, черепановском. Эта машина была построена целиком из отечественных материалов.
С 1845 года на Александровском заводе в Петербурге начался серийный выпуск паровозов для первой в России железной дороги между двумя столицами. Вскоре наладили производство локомотивов Коломенский, Камско-Воткинский и другие заводы. Одновременно ввозились машины из-за границы. Многие имели весьма своеобразный вид. Скажем, первые паровозы Коломенского завода были без будки для паровозной бригады. Машинисты работали под открытым небом.
Большинство железных дорог России до 80-х годов прошлого века использовало для грузового движения паровозы типа 0-З-0 и 0-4-0, а для пассажирского - в основном типа 1-2-0. Закавказской железной дороге для перевального участка Хашури-Зестафони с подъемами 40‰ (Сурамского тоннеля тогда еще не было) пришлось заказать шестиосные локомотивы типа 0-3-0-0-З-0 системы Ферли. Этот паровоз напоминал Тяни-Толкая из детской сказки: передняя и задняя его части были совершенно одинаковыми.
После 80-х годов основным типом товарных машин стал тип 0-4-0. Наиболее удачным четырехосным товарным локомотивом был паровоз серии О различных исполнений (см. "Техника - молодежи" № 1 за 1974 г.). На некоторых линиях работали машины типа 0-4-0 серии Ы. Пассажирские поезда в это время начали обслуживаться также паровозами типа 1-3-0 серии Н (см. "Техника-молодежи" № 2 за 1974 г.).
С 1896 года на русских железных дорогах распространение получили также товарные локомотивы типа 1-4-0 различных конструкций. Наиболее распространенным их представителем был паровоз серии Щ.
В 1898 году на Московско-Казанскую железную дорогу начали поступать шестиосные товарняки типа 0-3-0+0-3-0 системы Маллета. Затем на железные дороги пришли товарные локомотивы типа 0-5-0 серии Э (см. "Техника-молодежи" № 3 за 1974 г.) и типа 1-5-0 серии Е. В качестве пассажирских в начале двадцатого века широко использовались паровозы типа 1-3-1 серии С (см. "Техника - молодежи" № 4 за 1974 г.) и типа 2-3-0 серии А, Б, Г, К, У.
Была также построена небольшая партия машин типа 2-3-1 серии Л.
После Великой Октябрьской социалистической революции парк грузовых локомотивов пополнялся паровозами типа 0-5-0 серий ЭГ и ЭШ, которые по указанию В. И. Ленина были заказаны в Германии и Швеции.
Затем железные дороги начали получать паровозы типа 1-5-1 серии ФД и типа 1-5-0 серии СО (см. "Техника-молодежи" № 6 и .
Были также опытные образцы сверхмощных грузовых паровозов. Например, типа 2-4-1+1-4-2 системы Гаррат и типа 2-7-2, построенные Ворошиловградским заводом. Для пассажирских перевозок отечественными заводами строились машины типа 1-3-1 серии СУ (см. "Техника молодежи" № 5), типа 2-4-0 серии М, типа 1-4-2 серии ИС (см. "Техника - молодежи" № 7). После окончания Великой Отечественной войны для железных дорог строились грузовые локомотивы типа 1-5-0 серии СО и серии Л по проекту Л.С. Лебедянского, типа 1-5-1 серии ЛВ (см. "Техника - молодежи" № 11), а также опытные паровозы типов 1-5-2, 1-3-0+0-3-1 и 1-4-0+0-4-2. Для вождения пассажирских поездов выпускались машины типа 1-3-1 серии СУ и типа 2-4-2 серии ПЗ6 (см. статью в этом номере).
Многообразие паровых локомотивов на стальных магистралях России было поразительным. Когда в 1912 году решили навести некоторый порядок в обозначении серий паровозов, то пришлось использовать все буквы русского алфавита, включая и такие, о которых теперь мало кто помнит, - ижицу и фиту. Но разновидностей машин оказалось гораздо больше, чем букв в алфавите, и для обозначения их стали к основной букве серии добавлять индекс. Так, пассажирские паровозы типа 2-3-0 серии А имели разновидности АВ, АД, АП, товарные типа 0-4-0 серии Ч - ЧК, ЧН, ЧБ, ЧВ и т.д. Особенно много разновидностей было у старых пассажирских локомотивов типа 1-2-0 серии Д (двухпарок) и товарных типа 0-3-0 серии Т (трехпарок). Ведь буквами Д и Т были обозначены все сохранившиеся к 1912 году паровозы постройки ХIХ века.
Некоторые буквы имели какой-то смысл: например, Б - постройки Брянского завода, В - системы Воклена, Г - постройки завода Гартмана, К - постройки Коломенского завода, П - постройки по проекту Петрова, У - типа Рязанско-Уральской дороги, Л - разработанный по проекту Лопушинского, Ч - четырехосные паровозы, Ф - системы Ферли и т.д. А иные буквы обозначений серии давались случайно.
Десятки и сотни разных конструкций локомотивов были созданы талантливейшими инженерами, посвятившими паровозостроению всю свою жизнь. На наших глазах паровоз уступил место электровозам и тепловозам. В связи с этим интересно дать сравнительную характеристику всех трех видов локомотивов.
У паровоза есть существенный недостаток, предопределивший его судьбу, - низкий к.п.д. Значения коэффициентов полезного действия этих машин различных типов, которые приводились в журнале, максимальны, получены во время испытаний. А во время эксплуатации локомотиву приходится работать не только с максимальным к.п.д., но и во всех других режимах, начиная от нулевой скорости, когда паровая машина не совершает никакой механической работы, а в топке продолжает гореть топливо.
В общем, соотношение между максимальным к.п.д. паровоза и средним к.п.д. за поездку выражается отношением 2:1 и более. Наименьший среднегодовой удельный расход топлива на 10000 ткм брутто для грузовых паровозов составил 179 кг в 1958 году. Для сравнения можно привести удельные расходы топлива в грузовом движении на 10000 ткм брутто для электровозной и тепловозной тяги за 1973 год: 42,1 и 43,1 кг соответственно. Если же учитывать, что 15% электроэнергии выработано гидроэлектростанциями, то фактически удельный расход при электровозной тяге в 1973 году был 36,6 кг, это в 4,9 раза меньше минимального среднегодового расхода при паровой тяге.
Для оценки локомотива важно не только, как он использует энергию топлива, но и какое это топливо. И в этом отношении паровоз стоит на втором месте после электровоза (тепловоз - на четвертом месте после газотурбовоза).
Чтобы получить электроэнергию для питания электровоза, можно использовать любой вид топлива (уголь, сланцы, торф, нефть, как и для паровоза), а также энергию воды и атомную. Но электровоз не несет на себе первичного источника энергии. Поэтому мощность машины становится неограниченной: можно создать электровоз любой нужной для эксплуатации мощности. Он всегда готов к работе. Но самое главное то, что на электровозе осуществляется лишь одно преобразование энергии - электрической в механическую. Поскольку нет других ступеней преобразования, нет и лишнего оборудования. У паровоза двойное преобразование энергии: химическая энергия топлива превращается в тепловую, затем тепловая в механическую. А больше всего преобразований энергии на современном мощном тепловозе или газотурбовозе. На этих локомотивах химическая энергия топлива превращается в тепловую, затем тепловая в механическую (это происходит у тепловоза в цилиндрах дизеля, у газотурбовоза - в камере сгорания и в газовой турбине), потом механическая энергия в генераторе превращается в электрическую, и последняя, как и у электровоза в тяговых электродвигателях преобразуется в механическую работу. Такое многократное преобразование энергии значительно усложняет локомотив, снижает надежность и требует больше затрат на содержание и ремонт оборудования, ведет к увеличению веса на единицу полезной мощности. Современный тепловоз, равный по мощности электровозу, весит примерно в 2 раза больше.
К слову сказать, многие изобретатели пытались создать мощные тепловозы; у которых последовательность преобразования энергии была бы такая же, как у паровоза.
На железных дорогах нашей страны был даже опытный тепловоз с дизелем 1000 л. с. и механической передачей. Велись работы по созданию так называемых тепловозов непосредственного действия, у которых поршни дизеля соединялись шатунами прямо с движущими колесами, но эти попытки были безуспешны. Все мощные тепловозы строят в настоящее время только с электрической передачей.
Так что самая выгодная для железных дорог машина - электровоз. С ним, на наш взгляд, не под силу тягаться ни тепловозу, ни тем более паровозу. Это показал полувековой опыт параллельной эксплуатации трех видов локомотивов. Начиная с 1926 года, когда пошли первые в нашей стране пригородные мотор-вагонные поезда на электрофицированном участке Баку-Сабунчи-Сураханы, паровоз стал сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее уступать мотор-вагонной электрической тяге пригородные перевозки. Переводом на электрическую тягу горного участка Хашури-Зестафони (Сурамского перевала) Закавказской железной дороги началась планомерная замена паровозов электровозами в грузовом и дальнем пассажирском сообщениях.
Примерно в то же время на ленинградских заводах был построен первый в стране тепловоз и затем, в 30-х годах, партия этих машин. Они стали работать на одном из участков Средне-Азиатской железной дороги.
После окончания Великой Отечественной войны начал выпуск тепловозов Харьковский завод транспортного машиностроения. Тогда паровозы начали уступать место тепловозам и на многих других линиях. А уже в ближайшем будущем основным магистральным локомотивом в нашей стране станет электровоз.

САМЫЕ, САМЫЕ...

В нашей стране был построен единственный в мире паровоз с семью парами движущих колес на жесткой раме, с осевой формулой 2-7-2. Его эскизный проект был разработан в 1931 году молодыми специалистами из Московского института инженеров транспорта. Сцепной вес этой машины составлял 140 т. Авторам проекта хотелось при максимально допустимой нагрузке от колесной пары на рельсы в 20 т обеспечить максимальную провозную способность железных дорог, чтобы не применять менее экономичные сочлененные локомотивы. Рабочее проектирование выполнили конструкторы Ворошиловградского паровозостроительного завода.
Опытный локомотив был построен в 1933-1934 годах и 1 января 1935 года привел в Москву состав весом 2800 т. В этой поездке он развил мощность 3700 л.с. при скорости 40 км/ч и силу тяги при трогании с места 30-32 т. Ему присвоили серию АА20 и установили конструкционную скорость 70 км/ч. Полный вес паровоза был 208 т, площадь колосниковой решетки 12 м2 и давление пара в котле 17 атм.
В 1935 году на этом локомотиве совершались опытные поездки. Он расстраивал железнодорожное полотно, часто сходил с рельсов при прохождении кривых пути. Из-за этих недостатков дальнейшие испытания машины АА20-1 не проводились. В истории отечественного и мирового паровозостроения этот локомотив был самым мощным паровозом с движущими осями на жесткой раме.

Своеобразным представителем сочлененного паровоза. был локомотив, состоящий из трех частей системы Гаррат. Он предназначался для дорог с легким верхним строением и кривыми пути малого радиуса. В 1928-1932 годах некоторые наши специалисты-тяговики полагали, что этот тип найдет применение на горных дорогах Урала.
В 1932 году был спроектирован, а затем построен в Англии паровоз системы Гаррат с осевой формулой 2-4-1+1-4-2. Паровые машины располагались на отдельных экипажах, один из которых нес бункер для угля, а другой бак для воды.
В конце прошлого века паровозостроители разработали и испытали сочлененный тип локомотива с двумя группами движущих колес, причем каждая имела свою паровую машину. Такие паровозы работали с 1898 года на Московско-Казанской дороге. У них задняя группа движущих колес устанавливалась на раму, а передняя на поворотную тележку. Благодаря этому сочлененные паровозы легко вписывались в кривые пути.
Эскизный проект локомотива с осевой формулой 1-4-0+0-4-2 был разработан и в 1951 году во Всесоюзном НИИ железнодорожного транспорта, а рабочий проект - в 1952 году в конструкторском бюро Коломенского паровозостроительного завода под руководством Л. Лебедянского. В конце декабря 1954 года коломенцы сдали в опытную эксплуатацию два сочлененных паровоза. Длина локомотива с восьмиосным тендером составляла 38 м. Он был рассчитан для вождения на подъеме 9‰ поездов весом 3500 т со скоростью 23 км/ч. С 1955 года один из этих локомотивов в течение многих лет успешно работал на Красноярской дороге, известной своим трудным профилем и суровыми климатическими условиями.

На рисунке показаны этапы преобразования энергии в локомотивах разного типа. В паровозе меньше преобразований энергии, чем в тепловозе, однако к.п.д каждого преобразования значительно ниже. Любознательный читатель может по своему усмотрению проанализировать другие транспортные средства с точки зрения преобразования энергии, дополнить рисунок и составить своеобразную классификацию. При этом следует, конечно, помнить, что люди пользуются, как правило, не самыми экономичными машинами, а теми, которые можно создать на современном уровне техники.
Паровозостроители особое внимание обращали на борьбу с конденсацией пара. Пар попеременно подавался из котла то в одну полость цилиндра, то в другую. Таким образом, каждый раз пар поступал в ту полость, из которой выпущен отработанный. При этом часть тепла котлового пара расходовалась на нагрев стенок цилиндра и поршня. На охлажденной поверхности выделялась роса (пар конденсировался в капли воды), уменьшалась его температура и, следовательно, объем и давление.
Для уменьшения потерь пара на конденсацию инженеры пытались использовать нагрев стенок цилиндра за счет обтекания их снаружи котловым паром (паровые рубашки) или горячими газами (газовые рубашки), выходящими из топки. В 1882-1883 годах русские инженеры А. Бородин и Л. Леви провели сравнительные испытания паровых рубашек в лабораторных условиях и в движении.
Гораздо больший эффект был получен за счет многократного (например, двойного) расширения пара в нескольких цилиндрах, получивший название принципа компаунд.
Суть его состоит в том, что котловой пар расширяется сначала в первом цилиндре, выходит из него и поступает во второй и т.д. Диаметр каждого последующего цилиндра несколько больше предыдущего: ведь пар увеличивается в объеме.
При этом потери на конденсацию имеют место только в последнем, наибольшем цилиндре.
Паровозы с машинами компаунд строились во всем мире. Наибольшее распространение получили двухцилиндровые (например, серии ОВНВ). Однако строились и трехцилиндровые, и даже четырехцилиндровые (серия У).

Следующим шагом в борьбе с конденсацией пара была прямоточная машина. В ней каналы впуска и выхода пара разделены. Впуск осуществляется через золотниковую коробку, а выпуск через отверстия в средней части цилиндра. Благодаря этому температура стенок впускного канала не подвергалась резким колебаниям, как в обычной машине, и поддерживалась все время достаточно высокой. В России впервые прямоточную машину установили на четырех паровозах серии Н в 1911 году.
Наилучший результат в борьбе с конденсацией пара был получен за счет его перегрева. Пар из котла проходит по трубам, наружная поверхность которых обтекается горячими газами и перегревается.

В России перегрев пара впервые применили на паровозе в 1907 году. Если пар перегреть до достаточно высокой температуры, то можно вообще избежать конденсации, так как, отдав охлажденным стенкам цилиндра и поршня часть своего тепла, пар не охладится до такой температуры, при которой начинается конденсация. При его охлаждении будет некоторое уменьшение объема - контрактация. В пароперегревателях ранней конструкции (например, на паровозе серии Э) перегрев пара составлял 40-50°С. Но в дальнейшем (см. график) температуру пара на входе золотника довели до 400-500°С.
Конечно, это потребовало разработки новых смазочных масел и совершенствования конструкции паровой машины.

[ua1osm]

http://ua1osm.livejournal.com/35104.html