Техника

Библиотека

наука

Русские паровозы за 50 лет

Паровоз 1-3-1 С

12 марта 1911 г., под председательством Н. Л. Щукина, в поезде на Николаевской ж. д., во время пробной поездки с паровозом 1-3-1 С происходило заседание Комиссии подвижного состава и тяги. По предложению председателя, обратившего внимание Комиссии на благоприятные результаты испытания паровоза, а также на тщательность его изготовления и прекрасную продуманность всех отдельных частей, была выражена благодарность его строителям - Б. С. Малаховскому, С. И. Михину и Г. Соколову, много потрудившимся над созданием этого типа паровоза. Такую оценку паровоз получил после первой же поездки. Последующая практика, как известно, в полной мере оправдала высокую оценку, данную Н. Л. Щукиным. Паровозы С бесспорно были лучшими пассажирскими паровозами, построенными в России до Октябрьской революции (фиг. 61). Они получили самое широкое распространение и строились четырьмя заводами: Сормовским, Невским, Луганским и Харьковским, с 1911 по 1918 г.

фиг.61 Паровоз С
фиг.61 Паровоз С

Многие прогрессивные идеи, подтвержденные дальнейшей практикой, уже были заложены в конструкции этого паровоза. Так, например, рессорное подвешивание, разделенное на три самостоятельные группы, представляет собою статически определимую систему. Паровые цилиндры имеют максимальное развитие впускной камеры, при котором отношение ее объема к полезному объему цилиндра составляет наибольшую в отечественных паровозах величину 0,354, в то время как в других паровозах старых серий оно заключается в пределах 0,2-0,14.

Благодаря хорошо спроектированному парораспределению, применению ромбической формы окон в золотниковых втулках* и удачно построенной выпускной системе, паровозы С отличались исключительно легким ходом при высоких скоростях, уступив место по быстроходности только паровозам советской постройки 1-4-2 ИС и 2-3-2 Коломенского и Ворошиловградского з-дов. Шейки осей впервые не были снабжены буртиками, усложняющими изготовление осей и мешающими разборке букс при ремонте. Система конуса и дымовой трубы была построена на принципе максимального развития и использования площади соприкосновения паровой струи и газов, с изъятием петикота, не применяемого в современных паровозах. От паровоза С ведут также свое начало многие детали, считаемые теперь нормальными, как, например, двухклапанный регулятор с механизмом, дверца топочного отверстия, части арматуры и проч. В смысле удобства, ухода и доступности осмотра паровозы С считаются почти безупречными.

*(Переход в паровозах Э, Лп, Су и СО к треугольной форме следует считать ошибочным, так как при этом живое сечение окон уменьшилось примерно на 20%. Во всех паровозах более современной конструкции: ИС, ФД, 2-3-2 Л и других применяется только ромбическая форма окон. )

В то время как тип 2-3-0 развивался последовательно, и в паровозах Б и Ку, являющихся логическим завершением этого развития, были применены многие достаточно проверенные долголетним опытом конструкции, паровоз 1-3-1 создавался совершенно заново, требуя от конструкторов решения гораздо более сложных задач. Тем не менее паровоз С оказался настолько продуманным в своих деталях, что при последующей массовой постройке не подвергался никаким значительным переделкам. Легкие конструкции, примененные в этом паровозе, позволили получить в нем весьма высокий строительный коэфициент.

Об этих достижениях русской технической мысли недалекого прошлого мы считаем необходимым напомнить потому, что о них часто или совсем забывают, или высказывают версии, не соответствующие действительности. Так, например, приводя общеизвестный факт принятия при создании советского паровоза Су за исходный образец не сам паровоз С, а его разновидность Св (фиг. 62), в пояснение говорится*, что Св спроектирован на основании выявившихся недостатков серии С. К таким недостаткам относят якобы неудовлетворительное движение в кривых, чем по мнению авторов этой версии и вызвано применение в Св задней тележки, а не жесткой поддерживающей колесной пары, примененной в паровозе С.

*(Кононов Ф. П., Паровозы Су, 1935, стр. 9-10. Совершенно неверно этот вопрос освещен в книге Мокршицкого "История паровозостроения СССР", 149.)

фиг.62 Паровоз Св
фиг.62 Паровоз Св

Кто же, однако, был знаком с действительным ходом проектирования обоих паровозов, тот не позволит ввести себя в заблуждение. Паровоз Св проектировался для Варшавско-Венской ж. д., имеющей колею 1435 мм и низкий габарит. Чтобы вписать в него при этих условиях тот же котел, который имели паровозы С, ось котла пришлось расположить над уровнем рельсов на высоте 2900 мм, т. е. на 150 мм ниже расположения ее на паровозе С. Для размещения на паровозе Св топки и зольника, ось задней поддерживающей колесной пары пришлось отнести назад, на расстояние 3100 мм от оси задней спаренной колесной пары, в то время как на паровозе С это расстояние выходило равным 2200 мм. Удлинение базы паровоза Св против базы паровоза С на 900 мм вынудило Коломенский з-д применить сзади тележку, чтобы дать паровозу возможность проходить кривые наименьшего радиуса. Такова действительная история появления в паровозе Св задней тележки.

Удаление назад задней поддерживающей колесной пары, тем более - несбалансированной с остальным рессорным подвешиванием, ухудшило паровоз Св по воздействию на путь, а не улучшило, как это неверно трактовалось в печати.

Тележка Коломенского з-да, примененная в паровозе Св, а затем и в Су, оказалась в действительных условиях и сложнее и хуже тележки паровоза С. Об этом можно теперь сказать с полной определенностью на основании долголетнего опыта. Тележка паровоза Су , а следовательно и паровоза Св, требует более тщательной сборки, так как подрезы реборд и перекосы в них наблюдаются чаще, чем в тележке паровоза С. Укорочение жесткой базы паровозов Св и Су до 1925 мм против 4200 мм на паровозе С, облегчив прохождение кривых, способствовало, однако, появлению некоторой извилистости движения, особенно при больших скоростях.

Статически определимая система рессорного подвешивания, при которой нагрузки от колесных пар на рельсы не зависят от регулирования натяжения рессор, была в паровозе Св заменена статически неопределимой, т. е. была ухудшена.

Паровоз Св оказался тяжелее паровоза С более чем на одну тонну. Весовые же соображения во время проектирования обоих паровозов играли важнейшую роль.

Когда проектировался паровоз Су, то за образец был принят паровоз Св не потому, что он лучше паровоза С, а потому, что он более подходил для переделки, имея готовую заднюю тележку, безусловно необходимую в паровозе Су и требующую только удлинения.

Парораспределение на паровозе С, дающее, примерно, те же проходные сечения, что и парораспределение паровоза Св, а следовательно и паровоза Су, при меньших цилиндрах работает лучше. Кроме того, на паровозе С оно обеспечивает максимальную степень впуска около 80%, а на паровозах Св и Су только около 70%. Поэтому паровоз С лучше трогает с места. Абсолютные значения удельного расхода пара на паровозе Су ниже, чем на паровозе С, вследствие более высокого перегрева. Но минимум расхода на паровозе Су получен при скорости около 80 км/час, а на паровозе С - при 120 км/час. При тех же скоростях оба паровоза развивают и наибольшую мощность (табл. 33). Это указывает на то, что паровоз Су приспособлен к тяжелой пассажирской службе, а паровоз С к более легкой, представляя по машине скорее курьерский, чем пассажирский паровоз. Развитие наибольшей мощности при наивысшей скорости характерно также и для курьерского паровоза 2-3-2 Коломенского з-да.

Каковы эти характеристики были в паровозе Св - сказать нельзя, так как эти паровозы опытам не подвергались.

Паровозы Св были построены Коломенским з-дом в 1914 г. в количестве 15 шт. Котлы на эти паровозы, построенные Сормовским з-дом, работали на давление 12 ати и имели не трехрядные швы, как в паровозе С (при давлении 13 ати), а двухрядные.

При опытах с пассажирскими паровозами в 1913 г. на Николаевской ж. д. лучшими среди всех испытанных типов паровозов оказались 1-3-1 С и 2-3-0 Ку . В пользу паровоза Ку выдвигались удачно спроектированная машина и наличие двухосной тележки. Со стороны котла и экипажа преимущество было на стороне паровоза С. Чтобы дать сравнительную оценку машинам обоих паровозов, приводим те окончательные выводы, которые были сделаны на основании более поздней разработки опытов 1913 г. и опубликованных в 1925 году.*

*(Опыты на Николаевской ж. д. 1912-1914 гг., I., 1925, стр. 377.)

"При наиболее выгодных форсировках и скоростях около 120 км/час паровоз С дает расход нормального пара на единицу касательной мощности около 9,1 кг/час, в то время как у Ку этот расход составляет около 9,6 кг/час. Иными словами, из всех испытанных паровозов при очень больших скоростях наиболее выгодным по расходу пара является паровоз С". При технической оценке пассажирских паровозов, прошедших опыты, приводится вывод, "что при очень больших скоростях машина паровоза Ку работает хуже, чем у паровоза С, причем это ухудшение растет вместе с отсечкой".* К этим выводам, однако, следовало бы еще добавить, что при одинаковых скоростях машина паровоза Ку, работая с меньшим числом оборотов, ставилась в условия более выгодные (диаметр движущих колес 1900 мм на паровозе Ку и 1830 мм на паровозе С). Кроме того, на паровозе С вначале был применен менее удовлетворительный пароперегреватель Ноткина. Отсюда следует, что если бы обе машины были приведены к совершенно одинаковым условиям, то превосходство машины паровоза С стало бы еще более заметным. Из табл. 33 можно видеть, что наибольшую мощность паровоз С развивает при скорости 120 км/час, а паровоз Ку - при 80 км/час, что характеризует первый как курьерский, а второй - как пассажирский паровоз (об этом уже упоминалось при сравнении паровозов С и Су).

*(Опыты на Николаевской ж. д. 1912-1914 гг., I., 1925, стр. 420. )

В 1913 г. паровозы С и Ку были предназначены для восьмичасового пробега между Петербургом и Москвой по Николаевской ж. д. Вследствие менее мощного котла и более слабой конструкции, паровоз Ку не был в состоянии выдержать требуемую скорость. Сильные нагревы шеек осей привели во время одной из поездок к поломке оси передней тележки. В 1913 г. несколько паровозов Ку в виде опыта находилось в командировке на Варшавской линии Северо-Западных ж. д., отличавшейся в то время самыми быстрыми курьерскими и пригородными поездами, имевшими среднюю техническую скорость по отдельным перегонам до 85 км/час и обслуживавшимися паровозами С. Эти поезда были одними из быстрейших в Европе. Паровозы Ку, несмотря на снабжение их высокосортным топливом, работали с предельным напряжением, но расписания Варшавской линии не выдерживали.

Варшавская линия Северо-Западных железных дорог была первой дорогой, получившей в эксплоатацию паровозы С. Инициатором введения их на этой железной дороге был проф. И. А. Стажаров, бывший в то время начальником технического отдела службы тяги.

Паровозы предназначались в первую очередь для ускорения движения пригородных поездов. Было ускорено также движение курьерских поездов. Например, участок Гатчина - Луга, равный 94 км, при остановках на обеих станциях курьерский поезд пробегал по расписанию за 67 мин., при средней скорости 85 км/час и наибольшей - 110 км/час.* До 1911 г. курьерские поезда с паровозами Нв проходили от Петербурга до Луги (138 км) за 3 часа, а с 1911 г. с паровозами С - за 1 час. 50 мин.

* (См. официальный указатель железнодорожных сообщений за 1911 г. )

Н. Л. Щукин был последовательным борцом за высокие скорости на русских железных дорогах. Технически такие скорости стали возможными благодаря созданию быстроходных паровозов С, вполне отвечавших требованиям того времени. Являясь сторонником этих паровозов, Н. Л. Щукин был инициатором самого широкого распространения их на казенных железных дорогах. Эти паровозы позволили достигнуть резкого повышения скоростей пассажирских поездов с 1912-1913 гг. Из частных железных дорог их заказывала только Северо-Донецкая.

По инициативе Н. Л. Щукина и под его руководством между Петербургом и Москвою производились опытные поездки с поездами-молниями. 6-го декабря 1913 г. с поездом, состоявшим из девяти вагонов, был совершен рекордный по тому времени пробег за 7 час. 59 мин., а за вычетом остановок - за 7 час. 30 мин. Несмотря на поднявшуюся метель, поезд временами развивал скорость 117 верст в час (125 км/час). По мнению Н. Л. Щукина, высказанному им после возвращения из этой блестящей поездки, при более благоприятных условиях расстояние между двумя столицами, равное 650 км, вполне можно было пройти за 7 час. На следующий 1914 г. проектировалась поездка за 6 час. с одной остановкой в Бологое.

Сормовскому з-ду для этого были заказаны два специальные паровоза С с большими дышловыми масленками.* Начавшаяся в 1914 г. война помешала осуществлению замыслов Н. Л. Щукина.

* (Эти сведения были сообщены автору Б. С. Малаховским - автором паровоза С. )

В конце октября 1932 г. была произведена опытная поездка со скоростным экспрессом от Ленинграда до Москвы и обратно по Октябрьской ж. д., при участии доц. Б. А. Павлова и автора книги. В то время на дороге работали также и паровозы 2-3-1 Лп. Для экспресса дорога выбрала паровозы С, как более быстроходные и выносливые при самых высоких скоростях. Наивысшую скорость на обратном пути дал паровоз С 277, покрыв расстояние Обухово-Фарфоровский пост в 2 км за 58 сек., дав скорость 124 км/час.

Пробег от Москвы до Ленинграда с четырьмя остановками был совершен за 8 час, при средней скорости 100 км/час. На некоторых перегонах скорость непрерывно держалась в пределах между 115 и 120 км/час.

Советская паровозостроительная техника неизмеримо далеко ушла вперед. Мы имеем теперь быстроходные паровозы 2-3-2 Коломенского з-да, давшие 170 км/час, и паровозы 2-3-2 - Ворошиловградского, рас-считанные на 180 км/час. Эти паровозы являются достойными преемниками лучших паровозов недавнего прошлого.

Характеристики паровозов С приведены в табл. 26.

Таблица 26 Характеристики паровозов 1-3-1 С
Серия Диаметр
цилиндров
мм
Ход
поршня
мм
Диаметр
движущих
колес
мм
Давление
пара
ати
Поверхность
нагрева
м2
Площадь
колосниковой
решетки
м2
Вес
т
испаряющая пароперегревателя сцепной в рабочем
состоянии
С 550 700 1830 13 207 52 3,8 47 76
Св 575 700 1850 12 207 52 3,8 48 77




Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-