ПАРОВОЗЫ

Появление паровозов в России для дорог общего пользования было связано со строительством и эксплуатацией Царскосельской железной дороги.

Шесть паровозов для дороги строились на заводах Англии и Бельгии. По конструкции паровозы были однотипны: в общей жесткой раме они имели одну движущую колесную пару большого диаметра (в пределах 1700-1900 мм), бегунковую и поддерживающую колесные пары меньшего диаметра. Полная испаряющая поверхность нагрева котла составляла 50- 60 кв. м, давление пара достигало 6,7 атм, мощность - 70-75 л. е., наибольшая скорость движения доходила до 60 км/ч. Паровозы имели названия: "Стрела", "Проворный", "Богатырь", "Орел", "Лев" и "Слон".

До начала строительства Петербурго-Московской дороги были заказаны один паровоз в Англии, другой в США; в 1843 г. они поступили в Россию. Первый отечественный паровоз построили на Александровском заводе в Петербурге в 1845 гг. 243_1

Пассажирские локомотивы типа 2-2-0 , выпускавшиеся заводом 243_2 , позднее получили обозначение "В". Паровоз имел две спицевые, чугунные, без противовесов движущие колесные пары диаметром 1705 мм, из которых ведущей являлась первая. Внутренний эксцентриковый парораспределительный механизм приводил в движение двойные (расширительные) золотники, позволявшие реверсировать машину и изменять степень наполнения цилиндров паром. Это явилось значительным шагом вперед по сравнению с конструкциями, применявшимися на первых отечественных паровозах. В трубчатом котле использовалась конусная тяга, что позволило регулировать процесс горения топлива в зависимости от интенсивности работы паровой машины. Давление в котле возросло до 8 атм, мощность паровоза - до 130 л. с. Он водил поезда из шести вагонов со скоростью 40 км/ч. Кроме того, строились паровозы типа 1-2-0 и 1-2-1.

Для строившейся Петербурго-Варшавской дороги завод принца Лейхтенбергского в Петербурге выпустил в 50-х годах 17 паровозов. Большая же часть машин покупалась за рубежом.

Первая, вторая и третья цифры означают соответственно число бегунковых, движущих и поддерживающих колесных пар.

Выпускавшиеся Александровским заводом товарные паровозы типа 0-3-0, получившие обозначение "Д", по многим конструктивным решениям были аналогичны пассажирским. Они имели мощность около 140 л. с. и водили 22- вагонные составы со скоростью 15 км/ч. Котлы этих паровозов имели развитую испаряющую поверхность нагрева, составлявшую около 100 кв. м при давлении пара в котле 8 атм. Паровая машина простого действия питалась насыщенным паром. Все паровозы отапливались дровами.

С середины 60-х годов на рабочем месте паровозной бригады стали монтировать металлические листы для защиты от встречного ветра, затем так называемые зонтики и, наконец, закрытые будки, что было особенно важно в условиях северного климата. Тогда же вместо поршневых насосов для подачи воды в котел начали использовать простые и компактные устройства - инжекторы. В 60-х годах в связи с усилением железнодорожного строительства потребность в паровозах значительно возросла. Назрела необходимость организовать новые паровозостроительные заводы и школы инженеров-конструкторов. 

В 1866 г. было принято решение обеспечить поездное движение отечественными паровозами. В связи с этим отменили право беспошлинного ввоза подвижного состава частными железными дорогами из-за рубежа. Министерство путей сообщения заключило контракты на приобретение паровозов с Невским механическим в Петербурге, Камско-Воткинским , Мальцевским и другими заводами. В последующие годы выпуск отечественных локомотивов заметно возрос и в 1878 г. составил 323 машины, при этом особенно выделялись Невский и Коломенский заводы , построившие соответственно 138 и 89 паровозов.

Появилась и своя школа паровозостроения, выросли талантливые инженеры-конструкторы, ученые, исследователи. В 1854 г. инженер- полковник А. Г. Добронравов опубликовал Правила для составления проекта паровоза, профессор Петербургского технологического института Л. А. Ераков в 1871 г. написал первый "Курс паровозов". Большую работу по испытанию паровозов и организации для этой цели первой в мире лаборатории в Киевских мастерских провел в 80-х годах инж. А. П. Бородин . Вместе с ним проводил испытания паровозов на линии Киев- Фастов инж. Л. М. Леви . С участием проф. Н. П. Петрова проектировались паровозы типа 0-4-0.

Впервые для испытания паровозов в 1898 г. инж. Г. Н. Теодорович использовал на Харьковско-Николаевской дороге динамометрический вагон . Исследованием динамики прохождения паровозов в кривых участках пути в 1898 г. занимались инж. А. А. Холодецкий и проф. А. С. Раевский .

К концу столетия испаряющие поверхности нагрева котлов достигли на отечественных паровозах 150-160 кв. м при поверхности нагрева топки до 11 кв. м и площади колосниковой решетки до 2,2 кв. м. Для уменьшения конденсации пара улучшалась теплоизоляция котла и трубопроводов. В целях уменьшения потерь тепла в паровой машине стали использовать принцип двойного расширения пара (компаунд) . В России паровозы с машиной компаунд стали применять по инициативе А. П. Бородина . Первые шесть таких паровозов типа 2-2-0 серии П6 были построены в 1885 г. Одесскими мастерскими для Юго-Западных дорог . Применение таких локомотивов давало до 15% экономии топлива.

К концу 90-х годов около 13% паровозов имели машины компаунд преимущественно в двухцилиндровом исполнении.

Рост скоростей движения пассажирских поездов требовал более паро- ироизводительных котлов паровозов, с давлением пара 11-12 атм, и дальнейшего увеличения диаметра движущих колес. Последнее вызывалось тем, что Правила технической эксплуатации железных дорог ограничивали число оборотов в минуту движущих колес: для пассажирских паровозов - до 260, товарных - до 225. Реализуемые на ряде дорог высокие скорости вызвали потребность в постройке быстроходных паровозов с большими движущими колесами (диаметром до 2000 мм у пассажирских и 1300 мм у товарных), хотя это в какой-то мере и снижало силу тяги локомотивов.

В связи с необходимостью повышения безопасности движения в 1891 г. введены в действие Правила устройства, установки и содержания паровых котлов и их освидетельствования, а также Правила проверки действия измерителей скоростей. Циркуляром МПС предписывалось на лобовой части паровозов, отправляемых с поездами большой скорости, обязательно ставить фонари с посеребренным или никелированным рефлектором.

Постоянные противоречия между требованиями роста силы тяги и ограничения нагрузок от движущих колес на рельсы заставляли конструкторов искать новые решения. Одним из них явилось объединение нескольких колесных пар посредством тяг (дышел). К концу столетия пассажирские паровозы имели до трех сцепных осей, а товарные - до четырех, нагрузки же от колесной пары на рельсы составляли 13 т.

В 1902 г. по инициативе Е. Е. Нольтейна Коломенский завод оборудовал первый в стране паровоз (серии Ж типа 2-3-0) устройством для перегрева пара. С началом применения перегретого пара , обеспечивавшего экономию до 25% топлива и около 35% воды, широкое распространение получили круглые (поршневые) золотники, надежно выдерживавшие температуру насыщенного пара 300-350*.

Увеличение размеров и веса котлов, составлявших большую часть общего веса паровозов, привело к росту нагрузок на путь, которые ограничивались нормами. В связи с этим дополнительно стали вводить сцепные колесные пары, число которых достигло пяти. Однако размещение их в одной жесткой раме затрудняло вписывание паровозов в кривые участки пути. Для решения этой проблемы инженеры и конструкторы-паровозостроители шли на некоторые усложнения экипажной части: введение безребордных колес, разбегов осей в буксах, букс в раме, дышловых подшипников на пальцах.

Поверхность нагрева котлов достигала 200 кв. м, давление пара 12-13 атм. Использование перегретого пара способствовало повышению экономичности машин. Диаметр колес паровозов с целью увеличения силы тяги был установлен в оптимальных размерах: пассажирских - 1830-1920 мм, товарных - до 1320. Пассажирские паровозы имели конструкционную скорость 115-130 км/ч, товарные - 65-70. Нагрузки от движущих колесных пар на рельсы составляли 16-17 т. Мощности при расчетной форсировке котла и машины достигали 1500 л. с.

С 1 января 1913 г. в целях упорядочения обозначений локомотивов была введена единая система серий для всей сети железных дорог.

Наибольшие заказы на паровозы и их поставки в России были в период 1895-1907 гг. Максимальный выпуск (более 1300 локомотивов) отмечен в 1906 г.

Паровозный парк на конец предвоенного 1913 г. характеризовался следующими данными: всего на сети казенных и частных дорог числилось 18 695 паровозов, в том числе 3550 пассажирских 246_1 . Из общего количества локомотивов 54% построено в 1900-1913 гг. 17% паровозов имели устройства для измерения скорости. В среднем на 100 км сети приходилось 32 паровоза, при этом на частных дорогах, составлявших примерно 30% от общей сети, паровозов было в полтора раза меньше. Среднесуточный пробег составлял около 112 км. 67% из общего числа паровозов работали на угле, расходуя в год 7,2 млн. т; 26% использовали нефть и мазут (1,8 млн. т), остальные отапливались дровами (5,2 млн. кубометров). Стоимость всего парка паровозов составляла 642 млн. 71 тыс. руб.

В целом некоторые серии отечественных паровозов по качеству изготовления и конструкции находились на уровне лучших образцов мирового паровозостроения. Этому способствовали научные разработки, теоретические и экспериментальные исследования, выполненные А. П. Бородиным , Ю. В. Ломоносовым , В. И. Лопушинским , Б. С. Малаховским и другими специалистами в области паровозостроения, получившими признание как в России, так и за рубежом.

В годы первой мировой войны производство паровозов резко сократилось, значительная часть локомотивного парка оказалась выведенной из строя, что вызвало огромные трудности в организации движения поездов.

Ссылки: