Проект теплопаровоза №8001

В 1939 году Ворошиловградский паровозостроительный завод (ныне Луганский тепловозостроительный) приступил к созданию своего первого теплопаровоза, оставшегося в истории под заводским номером «№8000». В дальнейшем специалисты этого предприятия начали работу над новым локомотивом аналогичного класса. В силу определенных причин этот проект затянулся на несколько лет и был завершен только в конце сороковых годов. Более того, за это время он успел претерпеть самые серьезные изменения.

Строительство опытного теплопаровоза №8000 завершилось в октябре 1939 года, и вскоре он вышел на испытания. После ряда проверок на близлежащих железных дорогах и на экспериментальном кольце московского Научно-исследовательского института железнодорожного транспорта локомотив вернули заводу-изготовителю для доработок. Примерно в это время появилась идея создать новый проект аналогичного теплопаровоза, имеющего иные особенности конструкции и характеристики.

Теплопаровоз №8000 с точки зрения характеристик должен был стать аналогом серийного пассажирского паровоза типа ИС. Новый проект ворошиловградских конструкторов, в свою очередь, подразумевал использование в качестве эталона грузового паровоза типа ФД. По этой причине перспективный локомотив должен был иметь осевую формулу 1-5-1 и мощность порядка 3 тыс. л.с. Для ускорения работ и упрощения проекта было решено делать новый теплопаровоз на основе существующего. Таким образом, этот локомотив получил обновленную экипажную часть, а котел, силовая установка и другие агрегаты заимствовались у теплопаровоза №8000. Разработкой нового проекта руководил П.А. Сорока, ранее принимавший активное участие в создании предыдущего теплопаровоза.


Проект теплопаровоза №8001
Общий вид теплопаровоза №8001


По аналогии с предыдущей разработкой новый грузовой теплопаровоз получил обозначение по заводскому номеру: №8001. Именно под этим обозначением перспективный локомотив остался в истории советского железнодорожного транспорта. Иные названия или индексы проекту не присваивались.

Теплопаровоз №8001 по общей компоновке и архитектуре агрегатов почти не отличался от локомотива №8000. Более того, часть узлов была просто заимствована из предыдущего проекта. Новые элементы, в свою очередь, были взяты у серийных паровозов с соответствующими характеристиками, прежде всего типов ФД и Су. Такой подход привел к формированию характерного общего облика локомотива.

Экипажная часть нового локомотива была разработана на основе агрегатов паровоза ФД с осевой формулой 1-5-1. Она оснащалась одной бегунковой и одной поддерживающей осью с колесами диаметром 900 мм, а также пятью движущими осями с колесами диаметром 1500 мм. Большинство агрегатов экипажной части было заимствовано у паровоза ФД без каких-либо изменений. При этом рама была доработана с учетом применения новых агрегатов, таких как отбойные валы силовой установки. Валы предлагалось устанавливать позади бегунковой оси и перед поддерживающей. Таким образом, компоновка экипажной части, несмотря на иную осевую формулу, так же была взята из проекта «№8000».

Котел теплопаровоза №8001 так же был заимствован у локомотива №8000 и представлял собой доработанный вариант агрегатов паровоза типа Су. Напомним, из-за некоторых специфических особенностей силовой установки теплопаровоз №8000 получил модернизированный вариант котла паровоза Су, который отличался рядом характеристик, прежде всего увеличенным почти в полтора раза давлением пара – на уровне 20 кгс/кв.см. При этом испаряющая поверхность котла имела площадь 199,5 кв.м, пароперегреватель – 72,6 кв.м, а площадь колосниковой решетки составляла 4,73 кв.м.

Силовая установка так же не претерпела изменений. По бокам от движущих колес предлагалось установить два цилиндра диаметром 430 мм, в которых помещалось по два поршня. Двигаясь в разных направлениях с ходом 770 мм, поршни через систему жестких элементов должны были приводить в движение отбойные валы, которые, в свою очередь, были связаны с движущими колесами. При начале движения или движении с небольшой скоростью (до 15-25 км/ч) в три камеры цилиндра поочередно должен был подаваться только пар. При разгоне до определенной скорости в центральную камеру предлагалось впрыскивать дизельное топливо, тогда как боковые продолжали работать на паре. После этого силовая установка начинала работать одновременно как паровая и дизельная машина.

Таким образом, новый опытный локомотив №8001 представлял собой модификацию предыдущего №8000 с обновленной экипажной частью, что могло в определенной мере облегчить его строительство. Тем не менее, в ходе строительства нового прототипа рабочие Ворошиловградского завода столкнулись с новыми проблемами далеко не технического характера. Сборка перспективного грузового теплопаровоза стартовала в самом начале 1941 года. К концу июня ее почти завершили, но началась война. Из-за этого продолжение работ было отложено на неопределенный срок. В дальнейших испытаниях и опытной эксплуатации использовался только прототип №8000. До конца Великой Отечественной войны «№8000» постоянно использовался на тех или иных железных дорогах, тогда как «№8001» так и стоял в недостроенном виде и ждал завершения сборки.

После освобождения Ворошиловграда от немецкой оккупации в феврале 1943 года началось восстановление почти полностью разрушенного паровозостроительного завода. Спустя некоторое время рабочие предприятия получили возможность продолжить строительство серийных паровозов, а также заняться созданием новых проектов. Так, в начале 1945 года были продолжены работы по теплопаровозу №8001. На этот раз специалистам удалось довести свою разработку до испытаний.

К моменту возобновления работ по локомотиву №8001 ворошиловградские успели получить большой опыт испытаний и эксплуатации локомотива №8000. В ходе тестов и опытной эксплуатации были установлены сильные и слабые стороны проекта. Новые сведения предложили использовать при доработке перспективного проекта. В связи с этим был разработан новый вариант проекта «№8001», в соответствии с которым планировалось перестроить имевшийся прототип. В существующем виде он представлял собой всего лишь копию базового локомотива №8000 с новой экипажной частью и поэтому не мог показать высокие характеристики из-за сохранения всех недостатков предшественника.

Используя имеющийся опыт, конструкторы значительно изменили конструкцию котла и комбинированной силовой установки. Для обеспечения требуемых параметров обновленной силовой установки было предложено снизить давление пара в котле до 17 кгс/кв.см. Одновременно с этим колосниковая решетка топки была увеличена до 6 кв.м, испаряющую поверхность довели до 221 кв.м, а площадь пароперегревателя выросла до 113,5 кв.м.

Комбинированная силовая установка была фактически спроектирована заново. С учетом эксплуатации предыдущей модели было решено использовать новую оригинальную конструкцию комбинированной машины. По бортам рамы теплопаровоза предусматривалось по два цилиндра переменного диаметра. Передняя камера имела внутренний диаметр 400 мм, задняя – 425 мм. В передней камере помещался один поршень, связанный с жесткими элементами для передачи мощности на передний отбойный вал. Кроме того, он был жестко связан с передним поршнем задней камеры. В задней части задней камеры располагался еще один поршень тронкового типа, соединенный с приводами заднего отбойного вала.

Ход всех поршней обновленной силовой установки составлял 770 мм. Передняя камера предназначалась только для работы на паре, тогда как заднюю так же предлагалось использовать и в парогазовом цикле. По задумке авторов проекта, перспективный теплопаровоз, как и его предшественник, должен был разгоняться, используя только пар, а на определенной скорости подавать в задние камеры цилиндров дизельное топливо. Кроме того, в задние камеры предлагалось подавать пар, повышающий мощность машины. Подача пара предусматривалась в момент снижения давления в камере до равного котловому.

По проекту, при работе на паре среднее индикаторное давление в задних камерах цилиндров должно было доходить до 10-13 кгс/кв.см. При использовании дизельного топлива максимальное давление в задних камерах не должно было превышать 36 кгс/кв.см. В дальнейшем выяснилось, что эти расчеты были не совсем точны, а реальные показатели заметно отличаются от проектных.

Теплопаровоз №8001 должен был оснащаться тендером, аналогичным использованному в предыдущем проекте. Шестиосный тендер имел угольную яму для твердого топлива, а также емкости для воды и дизельного топлива. Локомотив и тендер соединялись трубопроводами для подачи жидкостей и конвейерами для перегрузки твердого топлива. Любопытной особенностью тендера было наличие дверей и лестницы для доступа в кабину локомотива. Сама кабина таких агрегатов не имела.

После доработок перспективный теплопаровоз должен был иметь рабочую массу на уровне 141 т и сцепную порядка 107 т. В таком случае нагрузка на движущую ось должна была достигать 21,4 т. Конструкционная скорость была определена на уровне 85 км/ч. В силу определенных причин реальный локомотив оказался значительно тяжелее. В ходе взвешивания было установлено, что рабочий вес теплопаровоза №8001 составляет 152,9 т, а сцепной – 116,3 т.

Работы по восстановлению и переделке недостроенного локомотива №8001 стартовали в начале 1945 года, но из-за ограниченных возможностей завода растянулись на несколько лет. Новый теплопаровоз был подготовлен к испытаниям только в сентябре 1948 года. Вскоре локомотив вышел на железную дорогу.

Проект теплопаровоза №8001
Схема локомотива


Осенью 1948 года и зимой 49-го Ворошиловградский паровозостроительный завод провел заводские испытания нового теплопаровоза. Тестовые поездки показали, что проект имеет заметные проблемы, а реальные значения некоторых показателей не соответствуют расчетным, принятым в проекте. К примеру, среднее индикаторное давление в задних камерах при работе на паре составляло всего 5-7 кгс/кв.см, тогда как проектом предусматривалось вдвое большее. При подаче дизельного топлива давление в камерах доходило до 55 кгс/кв.см, что, в свою очередь, превышало расчетные значения.

Подобные проблемы ухудшали характеристики локомотива, а также затрудняли его эксплуатацию. Так, нестабильная работа силовой установки приводила к тому, что на скоростях менее 30 км/ч теплопаровоз подергивался. Кроме того, специалистам так и не удалось в полной мере реализовать парогазовый цикл работы задних камер, при котором в них дополнительно подавался пар, позволявший повысить мощность.

Звучали предложения отказаться от дополнительной подачи пара и использовать только дизель, но в таком случае локомотив не мог показать расчетные характеристики. Более того, после отказа от полноценного парогазового цикла грузовой теплопаровоз №8001 становился всего лишь незначительно доработанной версией пассажирского №8000 с минимальными отличиями в характеристиках, прежде всего в развиваемой мощности.

По имеющимся данным, испытания теплопаровоза №8001 продолжались до 1949 года и завершились без особых успехов. Локомотив использовался только в тестовых поездках и, насколько известно, никогда не тянул какую-либо полезную нагрузку. Конструкция в существующем виде имела массу недостатков, исправление которых было связано с дополнительной тратой времени.

Продолжение разработки проекта «№8001» посчитали нецелесообразным. К концу сороковых отечественные предприятия разработали первые полноценные тепловозы с электрической передачей, из-за которых теплопаровозы лишились будущего. В середине тридцатых годов идея теплопаровоза заинтересовала железнодорожников благодаря ожидаемому высокому коэффициенту полезного действия – до 13-15% против 6-7% у паровоза. Новые тепловозы, в свою очередь, могли похвастать КПД на уровне 25%. Таким образом, дальнейшие работы по тематике теплопаровозов не имели никакого смысла.

Ввиду отсутствия перспектив испытания прототипа №8001 были прекращены в 1949 году. В течение некоторого времени опытный локомотив хранился на предприятии-изготовителе, а затем, по-видимому, был разобран. Вполне возможно, что бывшие узлы и агрегаты теплопаровоза были использованы для ремонта серийных паровозов, эксплуатировавшихся на железных дорогах страны.

Завершение испытаний локомотива №8001 стало точкой в истории советских теплопаровозов. Предыдущие проекты, ТП1 и «№8000», наглядно показали, что подобная техника помимо преимуществ имеет заметные недостатки. Их исправление заняло слишком много времени, а кроме того, развитию этой техники помешала война. В результате третий проект теплопаровоза появился слишком поздно. К этому времени были построены первые тепловозы с высокими характеристиками, которые не оставляли места локомотивам с комбинированной паровой и дизельной машиной. Закончив испытания теплопаровоза №8001, Ворошиловградский паровозостроительный завод занялся проектами новых тепловозов, которые действительно имели реальные перспективы. Больше в нашей стране теплопаровозы не разрабатывались и не строились.


По материалам:
http://poezdon.ru/
http://mstrainsim.narod.ru/
http://strangernn.livejournal.com/
Раков В.А. Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955. – изд. 2-е, переработанное и дополненное. – М.: «Транспорт», 1995
Автор: Рябов Кирилл

Использованы фотографии: Раков В.А. Локомотивы отечественных железных дорог 1845-1955

Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Загрузка...
Комментарии 10
  1. Штык 11 декабря 2015 06:49
    Интересно, как охлаждался цилиндр в режиме дизеля?
    1. АлНиколаич 11 декабря 2015 07:35
      Судя по всему, никак не охлаждался... Только на окружающий воздух.
      На дизельных копрах, для забивки свай, то же самое.
      1. Штык 11 декабря 2015 10:49
        Цитата: АлНиколаич
        На дизельных копрах, для забивки свай, то же самое.

        На дизельном копре частота очень низкая, следовательно намного меньшее тепловыделение, да и масса детелей намного больше, особенно поршня.
        1. амурец 11 декабря 2015 12:58
          Цитата: Штык
          На дизельном копре частота очень низкая, следовательно намного меньшее тепловыделение, да и масса детелей намного больше, особенно поршня.

          Скорее всего охлаждался паром.Если судить по тому что в цилиндры поступал пар то так оно и было.Вспомните принцип работы пароатмосферной машины.В данной машине это так и происходило,так как без подачи пара мощность теплопаровоза падала,что и отмечено в статье.И поищите в интернете статью:6-ти тактный ДВС.Их много,какая вам будет удобна для понимания,там и смотрите.Только по этой причине я и не даю ссылки.Кстати в Вики тоже есть описание подобного двигателя.
  2. Васёк Трубачёв 11 декабря 2015 10:24
    Теплопаровоз - мёртворождённое дитя "научно-технического" авантюризма. Жизнеспособные гибриды в техники известны истории лишь за редкими исключениеми. В животном мире подобные "эксперименты" лишаются способностью к репродукции без компромиссов: мулы, лигры(тигролев), зеброиды ...комерческие бананы... теплопаровозы ..
  3. Вольный ветер 11 декабря 2015 15:09
    Сложная машина. К тому времени уже были неплохие дизели, но почему то конструкторы пошли по какому то загадочному пути. Может консерватизм тому виной, вот должен локомотив выглядеть как паровоз, и точка. Были у нас некоторые конструкторы которым хоть кол на голове теши, но он будет доказывать что старое это хорошо. Может кто помнит стеклоочистители на ЗИЛах, точнее их пневмопривод, везде они были, но на ЗИЛах они шли до самого конца. Сложнейшая и дорогущая конструкция. Сколько проклятий и смешных историй с этой фигней была. Откручиваешь кран подачи воздуха, раздается шипение воздуха, щетки стоят, откручиваешь больше.... больше...резкое пщик и щетка полетела к х...ям, останавливаешься и с матами лезешь в грязь искать эту заразу, а сделать электро привод эти бараны отказывались, и так сойдет
    1. АлНиколаич 11 декабря 2015 20:40
      Да не! На зилках 131 попадался и электропривод щёток... Причём родной!
      А вот на ветеране ГАЗ51 стоял вакуумный привод дворников! Вот чума!
      Чем сильнее газуешь, тем реже машут... Зато на холостых-как крылья у
      птички
  4. Капитан Нэмо 12 декабря 2015 01:16
    Закончив испытания теплопаровоза №8001, Ворошиловградский паровозостроительный завод занялся проектами новых тепловозов, которые действительно имели реальные перспективы. Больше в нашей стране теплопаровозы не разрабатывались и не строились.

    Как то не понятно это увязано чуть с раньшим вот этим
    В результате третий проект теплопаровоза появился слишком поздно.

    То есть 3й проэкт всё же был - и каковы последствия третьего проекта, только на бумаге или был и в металле ?
    К этому времени были построены первые тепловозы

    Журнал "техника молодёжи" за 1980г с вами не согласится.
    Но на счёт первых послевоенных тепловозов, было б действительно очень интересно узнать.
    Своими глазами посчастливилось увидеть рабочий ТЭ-1, после 1980г на станции Осташков, ночью полазить по поставленному в отстой в ТЭ-2, и даже проходить практику на первых ТЭ-3 под заводским номером 007 с низкими окнами, Харьковского завода им Малышева.
    Полуворовская история в авторском праве получилась с тепловозными дизялями для ТЭ-3 семейства Д100, но об этом я узнал совсем недавно, а до этого считая что это чисто советская разработка.
    1. kugelblitz 12 декабря 2015 02:25
      Наверное как раз та самая статья?

      1. Капитан Нэмо 12 декабря 2015 17:53
        Цитата: kugelblitz
        Наверное как раз та самая статья?

        Да одна из серии о построенных до военных тепловозах.
  5. kugelblitz 12 декабря 2015 02:07
    Забавно, но до войны коломенцами были разработаны и изготовлены вполне себе неплохие настоящие тепловозы. Проблема у них была в недостаточно мощных электродвигателях для чрезмерно мощной ДЭУ. Из особенностей соответствующих современным локомотивам, у них уже тогда просматривалась секционная компоновка, система охлаждения, передача мощности и прочее. А именно Ээл и ВМ, при том первых было выпущено аж 18 единиц и проработали до 60х годов.


Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня