XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Прототип паровоза был построен во Франции в 1769 военным инженером Николя-Жозе Кюньо. (Первый прошедший испытания образец выставлен в Musée des arts et métiers.) Второй вариант был построен и испытан в конце 1770 года, но в декабре того же года изобретатель и заказчик были отправлены в ссылку как сторонники оппозиции. Эти разработки предназначались для транспортировки тяжёлых военных грузов (пушек) и представляли собой скорее паровой автомобиль.

Фердинанд Вербст, член иезуитской общины в Китае (англ.) построил первый автомобиль на паровом ходу около 1672 года, как игрушку для китайского императора. Автомобиль был небольшого размера и не мог везти водителя или пассажира, но, возможно, он был первым работающим паровым транспортом («автомобиль»).

 В 1680 Исаак Ньютон в одном из своих трудов по механике описал экипаж, который должен был двигаться за счёт реактивной силы пара. Экипаж представлял из себя телегу, оснащённую паровым котлом с соплом, через которое с помощью клапана машинист мог стравливать пар, тем самым разгоняя телегу. Разумеется, это был лишь проект, и неизвестно, был ли он когда-либо реализован.

Первый рельсовый паровой локомотив был построен в 1801 году Ричардом Тревитиком. Однако железо в те года было слишком дорогое, а чугунные рельсы не могли выдерживать тяжелую машину.

  Паровоз Тревитика и кольцевая дорога-аттракцион для его демонстрации Слева — акварель Томаса Роулендсона 1801.

В последующие годы многие инженеры пытались создавать паровозы, но самым удачливым из них оказался Джордж Стефенсон, который в 1812—1829 гг. не только предложил несколько удачных конструкций паровозов, но и сумел убедить шахтовладельцев построить первую железную дорогу из Дарлингтона к Стоктону, способную выдержать паровоз. Позднее, паровоз Стефенсона «Ракета» выиграл специально устроенное соревнование и стал основным локомотивом одной из первых общественных дорог Манчестер—Ливерпуль.

Создание железнодорожной сети привело к взрывному росту промышленности с середины XIX века, особенно металлургической. Во многом, именно изобретение паровоза дало толчок к созданию того мира, в котором мы сейчас живем.

  Одним из ярких примеров паровозной техники явилась «Кукушка», узкоколейный паровоз, заступивший на службу ещё до революции и трудившийся на узкоколейных магистралях до 70-х годов прошлого века. Особенное развитие узкоколейные паровозы получили на Белорецкой узкоколейной железной дороге. Именно здесь впервые была применена автосцепка и другие новшества.

Первая «Кукушка» — поезд местного сообщения на линии Петергоф-Ораниенбаум, 1864 г.

Усложнение конструкции

В основном, конструкция паровоза сформировалась к 1901 г. и сохранилась до последних лет его постройки.

  Рост грузооборота железных дорог, прокладка трасс в горных условиях потребовали создания паровозов со все большим количеством тяговых осей, число которых доходило до 7. Опасаясь сильного бокового разрушения пути многоосным жёстким экипажем, паровозная техника пошла по пути создания мощных паровозов с сочленённым экипажем. Наибольшее распространение получил паровоз типа «Маллет», впервые построенный в 1894 г. Известны также другие типы сочленённых паровозов, не получившие, однако, широкого распространения из-за своей сложности и дороговизны: паровозы Ферли, Гарратта, Гольве, Дю-Буске и др. Паровоз типа «Маллет» имел, как правило, две рамы: заднюю, жёстко прикрепленную к котлу, и подвижную переднюю, соединенную с задней при помощи шарнира. Каждая рама располагалась на отдельной группе движущих осей (от двух до пяти), имевших свою паровую машину. Наиболее широко эти паровозы использовались на железных дорогах США и Канады.

Сочленённый паровоз системы Маллета

Сочленённый паровоз системы Гарратта

В 1915—1916 гг. в Соединенных Штатах Америки был создан тройной сочлененный грузовой паровоз (триплекс) «Маллет» с 12 сцепными осями типа 1-4-0+0-4-0+0-4-1. Третья группа ведущих осей этого паровоза с машиной располагалась под тендером. Для увеличения мощности американских грузовых паровозов применяли вспомогательный паровой двигатель — «бустер» (паровозы Лайма), который располагался на задней (поддерживающей) тележке паровоза и включался в действие при трогании и разгоне.

ИСТОРИЯ РОССИЙСКОГО ПАРОВОЗА

Паровоз - одна из удивительнейших машин, созданных человеком. В ней соединились металл, огонь, воздух и вода.

В 1762 г. предшественницей паровоза стала первая в мире сдвоенная паровая машина русского изобретателя И. И. Ползунова.

Первый паровоз в России был построен отцом и сыном Е.А. и М.Е.Черепановыми в 1833 г., на два года опередившими постройку первого паровоза в Германии. Он выгодно отличался от зарубежных паровозов оригинальными удачными конструктивными решениями. Этот паровоз перевозил до 3,2 т груза со скоростью около 16 км/ч, второй паровоз, построенный в 1835 г., мог возить груз уже в тысячу пудов (16,4 тонн) со скоростью 16,4 км/ч.

Паровоз Черепановых

Однако, паровозы для первой русской железной дороги между Петербургом и Царским Селом, открытой для общего пользования в 1838 г., были заказаны за границей. Только сооружение Петербурго-Московской железной дороги, начатое в 1843 г., явилось основанием для начала русского паровозостроения. Первые паровозы для этой дороги были построены Александровским заводом в 1845 г. – товарные типа 0-3-0 (позже часть была переделана в тип 1-3-0 – впервые в мире) и пассажирские типа 2-2-0.

 Товарный паровоз типа 0-3-0

 Пассажирский паровоз типа 2-2-0

Уже в середине 60-х годов XIX века в России начинается бурное строительство железных дорог, что, соответственно, приводит и к росту потребностей в паровозах. В 1868 г. правительство заключает контракты с рядом российских заводов. В 1869 г. началась постройка паровозов на Коломенском и Камско-Воткинском заводах; в 1870 г. – на Невском и Мальцевском заводах; в 1892-1900 г. – на Брянском, Путиловском, Сормовском, Харьковском и Луганском.

Отечественное паровозостроение имело свой собственный путь развития. Сформировалась российская школа паровозостроения. Выдающиеся русские инженеры и конструкторы А.П.Бородин, Е.Е.Нольтейн, В.И.Лопушинский и другие создали ряд новых типов паровозов и ввели на них много усовершенствований.

В 1878 г. на Коломенском заводе были построены первые в мире пассажирские паровозы с передней тележкой, что способствовало повышению безопасности движения поездов. За рубежом такие паровозы появились только в1892 г. Паровозы с четырьмя движущими осями, появившиеся в России еще в 60-х годах XIX века, непрерывно совершенствовались и к 1893 г. широко применялись на железных дорогах.

Паровоз типа 0-4-0 серии О^В

В 1891 г. впервые в истории паровозостроения был построен паровоз с конденсацией пара.

В конце XIX века русские инженеры первые в мире использовали пароперегреватели. В этот же период первыми применили на паровозах двукратное расширение пара. Был обоснован и использован принцип унификации и взаимозаменяемости деталей и узлов в паровозах. Была организована постройка сочлененных паровозов – задолго до появления их в Америке.

Паровоз серии «Фита»

В конце XIX века были заложены основы учения о тяге поездов, которое было превращено русскими и советскими учеными в науку, позволяющую точно рассчитывать массу поезда, скорость и время его движения, определять тормозные пути в зависимости от профиля пути и обеспеченности поезда тормозными средствами и решать многие задачи, связанные с использованием мощностных и тяговых характеристик локомотивов.

К началу XX столетия Россия полностью освободилась от иностранной зависимости в области паровозостроения. К этому же времени были созданы многие замечательные конструктивные формы русских паровозов, дальнейшее развитие которых привело к самым передовым образцам паровозостроения.

С 1898 по 1917 г. заводы России построили 16064 паровоза. Паровозный парк дореволюционной России отличался нецелесообразно большой разнотипностью. Поэтому в 1912 г. циркуляром Управления железных дорог Министерства путей сообщения впервые была введена буквенная система обозначений серий паровозов как для казённых, так и для частных железных дорог. Так, согласно ей, все старые товарные паровозы с 3-мя движущими осями (типы 1-3-0, 0-3-0, 0-3-1) получили обозначение серии Т (трёхосные), типа 0-4-0 выпущенные до паровозов «нормального типа» – Ч (четырёхосные), паровозы «нормального типа» – О (основные) и т.д.

Советский период паровозостроения берёт свое начало с декабря 1920 г., когда был принят пятилетний план восстановления паровозного хозяйства.

В 1925 г. был спроектирован и построен новый пассажирский паровоз СУ, который являлся одним из лучших пассажирских паровозов.

Начиная с 1926 г. на протяжении длительного периода на паровозостроительных заводах строились усовершенствованные и усиленные грузовые паровозы ЭУ, ЭМ и ЭР.

Паровоз Э^У

 Паровоз Э^М

 Паровоз Э^Р

В 1931 г. был создан самый мощный в Европе грузовой паровоз типа 1-5-1 серии ФД, а в 1932 г. на Ворошиловградском паровозостроительном заводе началась серийная постройка этих паровозов.

Паровоз ФД

В начале 1932 г. был разработан проект и построен мощный пассажирский паровоз типа 1-4-2 серии ФДП.

В 1934 г. был построен паровоз типа 1-5-0 серии СО. Паровозы этой серии строили на различных заводах до1950 г. Они имели широкое распространение на сети дорог.

Паровоз ФД

В послевоенный период паровозостроения в СССР были выпущены два серийных типа грузовых паровозов с пятью сцепными осями в жесткой раме с нагрузкой на ось 18 т: паровозы 1-5-0 серии Л и 1-5-1 серии ЛВ с расчетной силой тяги соответственно 221,5 и 231,5 кН.

Паровоз Л

 Паровоз Л^В

В 1950 г. был выпущен первый опытный мощный пассажирский паровоз типа 2-4-2 (П36), обладающий высокими эксплуатационными качествами. Несколько таких паровозов было построено в 1953 г., а в 1955 г. было начато их серийное производство.

 Паровоз П36

Ввиду низкой экономичности постройка паровозов в нашей стране с 1956 г. прекращена.

До 1957 г. было разработано, построено и эксплуатировалось на железных дорогах страны до 400 типов паровозов.

По экономичности и мощности паровоз уступает тепловозу и электровозу, однако значительно превосходит и тот и другой по выносливости и неприхотливости. Паровоз способен выдерживать 400 процентов перегрузок относительно расчетной мощности, а отапливаться может порой совершенно немыслимыми видами топлива, например, сырыми осиновыми дровами, а в годы гражданской войны, случалось, и сухой воблой. Ремонт паровоза стоит значительно меньше, чем тепловоза или электровоза; гораздо дешевле, чем электроэнергия и солярка, обходятся уголь и мазут. Именно эти качества паровоза во многом определили бесперебойность работы железных дорог во время Великой Отечественной войны.

Паровоз остается одним из уникальных технических творений человечества, безраздельно господствовавшим на железнодорожном транспорте более 130 лет. В связи с энергетическими проблемами интерес к локомотивам на твердом топливе не ослабевает и в начале XXI века. Во многих странах сохраняются паровозы-памятники, пользуются популярностью ретропоезда с паровой тягой. Часть паровозного парка находится в запасе, при необходимости работоспособность паровозов может быть восстановлена.

Интересные факты о паровозах

Самый безотказный

Этому-то локомотиву в 1912 году и присвоили серию О^В. Новый паровоз оказался безотказной машиной, простой в ремонте и обслуживании. Всеядная "овечка" могла отапливаться углем, мазутом, дровами и торфом. До 1925 года "овечка" использовалась как на поездной, так и на маневровой работе.

В следующем десятилетии в связи с общим обновлением локомотивного парка СССР её переводили на второстепенные магистрали, а с середины 30-х годов паровозы О^В использовались в основном на маневровых работах и на промышленном транспорте. В новом амплуа эти локомотивы трудились до середины 50-х годов.

Самый прямолинейно-бестолковый

Начало ХХ века стало пиковым в истории развития паровозостроения. Не удивительно, что каждая страна пыталась перегнать противников в скорости, мощности и размерах. Молодой тогда ещё СССР не отставал от соседей и в 1934 году выпустил 21-метровый локомотив серии АА («Андрей Андреев») – единственный в мире «магистральщик» с семью движущими осями на жесткой раме против обычных пяти (всего же осей было 11). Паровоз был огромным по всем параметрам и, собственно, это его и погубило. Он неплохо ходил по прямой, но с кривыми у него не заладилось с самого начала – он расстраивал пути на поворотах и сходил с рельсов на стрелках. Кроме того, даже «притулить» колоссальную машину куда-либо было проблематично: «АА» попросту не помещался на поворотных кругах и в стойлах паровозных депо. Поэтому практически сразу он был поставлен на прикол, а в 1960-х бесславно порезан на металл.

Самый массовый

Российский, а впоследствии и советский паровоз класса «Э» стал самым массовым локомотивом за всю историю паровозостроения. Первые машины этого типа вышли на рельсы еще в 1912 году, последние, уже значительно доработанные – в 1957-м. Причем над производством «Эшаков» трудились не только шесть отечественных, но еще и более двух десятков заграничных заводов. Локомотив оказался весьма неприхотливым и работал как на грузовых, так и на пассажирских перевозках. Всего за 45 лет было выпущено более 11 тысяч этих паровозов – такой массовостью не может похвастаться ни один из конкурентов. И хотя увидеть «Эшки» на линии сейчас вряд ли удастся – разве что, на постаменте – но увидеть их на ходу можно во многих фильмах, начиная от «Неуловимых мстителей» и заканчивая «Адмиралом».

Самый уникальный

Паровоз «ИС» – «ИСка» стал гордостью советского паровозостроения – на момент создания это был самый мощный пассажирский паровоз в Европе, и именно ему достался Гран-при на Всемирной парижской выставке 1937-го года. Именно «ИС» водил «Красную стрелу». И именно «Сталины» были наиболее быстроходными, разгоняясь до 115 км/ч, а в обтекаемом кожухе – и до 155 км/ч. При этом у «ИС» была своя особенность: он был сильно унифицирован с грузовым паровозом ФД – «Феликсом Дзержинским», что значительно упрощало его ремонт и эксплуатацию. Именно к серии «ФД» паровоз «ИС» в результате и был отнесен: в 1962 году, в разгар борьбы с культом личности, все «ИС» были переименованы в «ФДП» с приставкой «пассажирский».

Самый тяжелый

Паровоз П38 – самый тяжёлый паровоз в истории советского паровозостроения (а с учётом веса тендера – в истории всех советских локомотивов), служебная масса которых с тендером составляла 383,2 т при длине 38,2 м. Серия оказалась ограниченной из-за прекращения выпуска паровозов в нашей стране – всего 4 грузовых паровоза, выпущенных в СССР в 1954-1955 гг. Длина локомотива 22,5 м и тендера 15,7 м, рабочая масса паровоза 213,7- 214,9 т + тендер 168 т с водой и углем, конструкционная скорость 85 км/чи мощность 3 800 л.с.

Список литературы:

https://history-is.jimdo.com

http://www.rzd-expo.ru/history/Istoriya%20Rossiyskogo%20parovoza/

https://ru.wikipedia.org/wiki

Код для цитирования: Скопировать