Технические решения, воплощающие в себе одновременно простоту и парадоксальность, необъяснимым образом будоражат воображение. Они будто бы дают долгожданный ответ на сидящие в нас с детства вопросы: «А что будет, если???» О том, что будет, если поставить на железнодорожный вагон реактивный двигатель, в теории мы уже знали, но так хотелось повстречаться со зримой памятью об этом эксперименте, что маленькая делегация« ПМ» отправилась в славный город Тверь
Америка, 1966 год Подвижную лабораторию М-497 создали на основе дизельной автомотрисы Budd RDC3. В качестве тяговой установки использовали двигатели от бомбардировщика Convair B-36D
Вагон-самолет Советский скоростной вагон-лаборатория (1970) был построен на основе вагона электропоезда ЭР22 и оснащен двигателями от Як-40
Быль и мечта Монумент в честь юбилея ТВЗ
Сегодня Тверской вагоностроительный завод (ТВЗ) — современное предприятие с большой чистой территорией, отремонтированными цехами и очень приветливыми сотрудниками. Главный конструктор предприятия Иван Сергеевич Ермишкин нашел время, чтобы побеседовать с редактором «ПМ» об одной из самых оригинальных машин в истории российских железных дорог.
Турбоэлектричка
«Эта история началась в конце 1960-х — начале 1970-х, когда перед Калининским вагоностроительным заводом была поставлена задача разработать поезд, который мог бы двигаться со скоростью около 200 км/ч, — в основном для эксплуатации на маршруте Москва — Ленинград, — рассказывает И.С. Ермишкин. — Но прежде чем приступать к проектированию локомотива и вагонов, требовалось изучить взаимодействие рельса и колеса на высокой скорости, а также найти базовые конструктивные решения, которые могли бы воплотиться в поездах будущего. Так появилась идея создания скоростного вагона-лаборатории (СВЛ)».
Для простоты и чистоты эксперимента решили отказаться от колеса как движителя и пойти более простым путем, который был подсказан зарубежным опытом (о нем чуть позже). По предложению авиационного КБ А.С. Яковлева на вагон установили пару турбореактивных двигателей АИ-25 от самолета Як-40 с тягой 1500 кгс каждый. Чтобы ускорить работы, в качестве основы для лаборатории использовали серийный головной вагон от электропоезда ЭР22 на пневматической рессорной подвеске. При этом его носовая часть подверглась доработке, и c помощью специальной накладки ей была придана обтекаемая форма. Двигатели поместили над кабиной машиниста, а для того чтобы предохранить крышу от воздействия раскаленных газов, поставили защиту в виде экрана из жаропрочной стали. В салонной части СВЛ была устроена лаборатория с измерительными приборами. В ходе испытаний, которые проводились в основном на прямом участке Приднепровской железной дороги в 1971—1975 годах, поезд показал рекордную для колеи 1520 мм скорость 249 км/ч (по другим данным — 274 км/ч).
Однако ценность экспериментов с СВЛ не сводилась к выяснению пределов скоростных возможностей вагона. По итогам испытаний НИИ, занимавшиеся разработкой ходовой части для подвижного состава скоростных поездов, получили богатейший экспериментальный материал. Эти данные были вскоре использованы при проектировании поездов «Русская тройка» (ТВЗ) и ЭР-200 (Рижский вагоностроительный завод). ЭР-200 до недавнего времени (февраль 2009 года) эксплуатировался на линии Москва — Санкт-Петербург.
Несбывшиеся надежды
Так был ли реактивный двигатель лишь временным решением для сугубо исследовательских целей или ему прочили иное будущее? «Да, СВЛ использовался исключительно как лаборатория, — объясняет И.С. Ермишкин, — однако многие в глубине души верили, что однажды локомотивы на реактивной тяге смогут эксплуатироваться при перевозке пассажиров и грузов. Как известно, от этой идеи в итоге было решено отказаться. Почему? Появились достаточно компактные электрические двигатели, и с их помощью поезда могли уже развивать скорости, вполне подходящие для нужд высокоскоростных магистралей (тот же ЭР-200). При этом надо учитывать, что применение реактивного двигателя на железной дороге создает серьезные инженерные проблемы, требующие перестройки всей путевой инфраструктуры. В частности, путь должен быть полностью забетонирован — использование балластного слоя из гравия исключено, так как реактивная струя будет поднимать камни и пыль в воздух, а это чревато неприятными последствиями. Второй недостаток — высокий уровень шума, создаваемый реактивным двигателем. Одно из преимуществ поезда перед самолетом заключается, как известно, в том, что он приходит на вокзал, находящийся в жилой зоне, а аэропорты стараются строить вдали от населенных пунктов. Но реактивные поезда пришлось бы также удалять от жилищ, то есть создавать для них новые пути и вокзалы, откуда до городов и поселков пришлось бы добираться на автотранспорте».
При этом никто не считает СВЛ тупиковой ветвью конструкторской мысли. Каждая экспериментальная машина, даже не принятая в эксплуатацию, оставляла что-то полезное «в наследство» будущим конструкциям, и испытания реактивного вагона были закономерным этапом на пути создания надежных и безопасных пассажирских поездов.
В августе 2007 года курсировавший между Москвой и Петербургом «Невский экспресс» сошел с рельсов на скорости 180 км/ч после подрыва пути на маршруте следования поезда. Около 400 м экспресс «пересчитывал шпалы», гася огромную кинетическую энергию, затем четыре вагона перевернулись. При этом во время движения вагоны сохраняли целостность, не разбились даже внутривагонные продольные стеклянные перегородки. И главное — никто не погиб. Вагоны для «Невского экспресса» были созданы в конце 1990-х на ТВЗ, и, как считают на заводе, относительно благополучный исход крушения — во многом заслуга тех, кто проектировал подвижной состав, а также тех, на чей опыт конструкторы опирались.
Американский предшественник
В середине 1960-х американские железные дороги стали приходить в упадок, не выдерживая конкуренции как со все более доступной по цене пассажирской авиацией, так и с автомобильным транспортом, который вольготно себя чувствовал на быстро развивающейся сети шоссе interstate (то есть соединяющей штаты). В этой ситуации один из крупнейших американских перевозчиков — железнодорожная компания New York Central — решился на эксперимент, который в случае успеха позволил бы выложить перед колеблющимся пассажиром новый козырь — скорость! Летом 1966 года руководство компании поставило перед своим техническим центром в Кливленде, штат Огайо, задачу построить передвижную лабораторию для исследования возможности организации высокоскоростного движения на линиях New York Central. Для разработки и подготовки проекта его руководителю Дону Ветцелю устанавливались поистине «сталинские» сроки: он должен был уложиться всего в 45 дней!
Ветцелю было явно не привыкать к экстриму — все-таки за спиной была служба в Корпусе морской пехоты США, где он сумел получить к тому же лицензию пилота. Однако, спустившись с небес на землю и придя после армии на работу в железнодорожную компанию, Дон стал одним из последних в Америке инженеров, кому пришлось обслуживать паровозы. Встреча с прошлым, как оказалось, сулила прорыв в будущее. Теперь, 16 лет спустя, Ветцелю предстояло встать за рычаги управления локомотива доселе неизведанного типа. Как и советские конструкторы из ТВЗ и КБ Яковлева четыре года спустя, американцы решили использовать для своих скоростных экспериментов энергию реактивной струи.
Черный жук
В качестве базы для лаборатории М-497 выбрали дизельную автомотрису (самоходный вагон) модели Budd RDC3. Эту отъездившую уже 13 лет машину позаимствовали у компании Eastern и отбуксировали в Кливленд. Там ей на крышу установили два спаренных турбореактивных двигателя J-47−19. Изначально их разрабатывали для усиления тяговооруженности межконтинентального стратегического бомбардировщика B-36. Cамый большой в истории самолет на поршневых двигателях (их было по три на каждом крыле) в модификации B-36D получал еще по два реактивных с обеих сторон, превращаясь в десятимоторного монстра.
К середине 1960-х это чудо уже уступило место турбореактивному B-52, зато моторы от General Electric с отчасти выработанным ресурсом пришлись крайне кстати. Первоначально Ветцель решил поставить их над хвостовой частью вагона, но впоследствии доверился женскому чувству прекрасного. За обедом супруга инженера нарисовала эскиз, на котором реактивные двигатели стояли прямо над кабиной машиниста, и убедила мужа, что так вагон будет выглядеть намного лучше.
Из мотрисы убрали все пассажирские сидения и устроили во внутреннем помещении лабораторию, включавшую в себя около пяти десятков приборов, замеряющих скорость, напряжение материалов, температуру и множество других параметров. При этом никаких специальных изменений в конструкцию вагона не вносилось — рама, оси, тележки были унаследованы от пассажирского прототипа. Для испытаний оставалось найти прямой рельсовый путь достаточной длины, и выбор пал на линию Батлер — Страйкер, соединяющую штаты Индиана и Огайо. Первый этап испытаний шел в течение недели, после чего 23 июля 1966 года Дон Ветцель в компании президента New York Central Альфреда Перлмана запустил реактивные двигатели и разогнал M-497 до скорости 295,81 км/ч. Этот абсолютный рекорд для железных дорог США не превзойден и по сей день.
Однако никакого серьезного продолжения опыты с вагоном M-497, прозванным из-за своего необычного вида и окраски «черным жуком», не имели. Было на практике доказано, что высокоскоростное движение по прямым участкам обычных рельсовых путей возможно, но если New York Central и получила от этого какие-то выгоды, то они, скорее всего, находились в сфере рекламы и PR. Впрочем, возрождения железнодорожных перевозок в США все равно не случилось.
На постаменте
В наши дни интерес к оригинальным техническим свершениям прошлого загорелся вновь, да и 110-летний юбилей Тверского вагоностроительного завода пришелся очень кстати. СВЛ задумали превратить в своеобразный памятник. Видимо, решив, что восстанавливать весь вагон целиком хлопотно и малоинтересно (не забудем, что в основе его — обычный вагон «электрички»), руководство завода постановило вставить внутрь монументальной каменной рамы лишь хорошо отреставрированный обтекаемый нос с реактивными двигателями. Теперь памятник можно увидеть в небольшом сквере напротив комплекса ТВЗ.
Американцы же со своим M-497 поступили со свойственной им рациональностью. После окончания испытаний реактивные двигатели были демонтированы и впоследствии использованы в установке для очистки путей от снега. Автомотрису вернули хозяевам, и она продолжала возить пассажиров до 1984 года. Дальнейшие следы вагона потерялись. Так что, как это ни парадоксально, именно в бурных волнах нашей истории вещественную память об уникальных экспериментах на железной дороге пусть в урезанном виде, но все-таки удалось сохранить.
Именно рельсовое полотно оказалось препятствием для роста скоростей железнодорожных составов. При высоких скоростях возникают такие большие динамические воздействия колеса на рельс, что рельсовое полотно не выдерживает. Поэтому основная задача железнодорожного транспорта состояла в переходе на более тяжелые рельсы. Когда, например, более тяжелые рельсы были уложены на участке железной дороги между Москвой и Ленинградом, удалось резко увеличить скорость движения поездов и установить национальный рекорд скорости 200 км/ч.
Однако в перспективе и тяжелые рельсы не решают проблемы. Растут скорости, увеличиваются динамические воздействия колеса на рельсы, и даже более тяжелые рельсы становятся недостаточно прочными. Кроме того, при высоких скоростях начинается пробуксовка колеса относительно рельса. Система "колесо – рельс" теряет способность удовлетворительно передавать тяговое усилие.
В 1967 году в Японии были проведены исследования максимально возможной скорости для суперэкспресса, состоящего из 12 вагонов, который начал курсировать на линии Токайдо. Эта скорость составила 370 км/ч. Дальнейшее увеличение силы, приложенной к колесу, уже не дает увеличения скорости, так как она вызывает только скольжение колеса относительно рельса.
Возникла идея освободить колесо от передачи тягового усилия путем применения установленного на крыше поезда реактивного двигателя (рисунок 9.3.). В этом случае колеса выполняют роль катков, бегущих по рельсам.
Оценим перспективность такого поезда по критериям прогрессивности. Поезд предполагалось эксплуатировать при скоростях до 300 км/ч. Такая скорость на железной дороге – серьезных успех, и критерий скорости у такого поезда значительно лучше, чем у обычных железнодорожных поездов. Поезд с реактивным двигателем проектировался для существующих железных дорог. Поэтому с критерием экономичности у него, казалось бы, все обстоит благополучно, так как не нужны большие затраты на строительство новых дорог.
Однако по существующим железным дорогам ходят обычные пассажирские и грузовые поезда, скорость которых намного ниже. Несоответствие между скоростями реактивных поездов и скоростями остальных поездов приведет к тому, что один поезд новой конструкции выбьет из графика десятки других, которые будут вынуждены стоять ни разъездах в ожидании, пока он промчится. В результате по критерию экономичности реактивный поезд не проходит.
Оценивая такой поезд по критерию безопасности, следует иметь в виду возможный динамический удар, возникающий при встрече двух поездов, каждый из которых несется друг другу навстречу по двум близко расположенным рельсам со скоростью 300 км/ч. Возникает также много других проблем. Однако и одного критерия экономичности достаточно, чтобы отказать этому поезду в перспективности.
Оценка поезда с реактивным двигателем по критериям прогрессивности показывает, что он не является принципиально новым видом транспорта, как об этом в свое время много писали.
Величайшее изобретение человека – колесо – стало препятствием для дальнейшего роста скорости. Возникла идея отказаться от колеса и заменить его воздушной подушкой.
Монорельсовая дорога
Монорельсовая дорога в семействе железных дорог – особая: вагоны такой дороги движутся по одному рельсу (рисунок 9.4). "Моно" означает "один", "единственный". И этот один рельс не лежит на земле, а закреплен на высоких опорах. Вагоны как бы плывут над землей. А так как им не мешают пешеходы, автомобили, путь их не пересекает другая дорога, то они могут двигаться со значительно большей скоростью, чем по обычной до-
роге. Это высокоскоростная дорога, которой принадлежит будущее.
Первая монорельсовая дорога на столбах с конной тягой была построена в 1820 году в подмосковном селе Мечкове для перевозки леса. В России это событие осталось незамеченным, а год спустя в Англии на монорельсовый путь был выдан патент. Одна из первых пассажирских монорельсовых дорог появилась в Германии в 1901 году.
Современная монорельсовая дорога – это железобетонная или металлическая балка (рельс), поднятая на эстакаду, и подвижной состав (вагоны) на тележках с пневматическими шинами. Различают навесные дороги
(рисунок 9.5), где вагоны имеют нижнюю точку опоры и как бы сидят верхом на несущей балке, и подвесные системы
(рисунок 9.6), где вагоны подвешиваются к тележкам, опирающимся на балку. Каждый из названных типов дорог имеет свои преимущества и недостатки. Навесная дорога требует более сложной системы ходовых частей для обеспечения устойчивости вагонов. В плохих метеоусловиях монорельс (балка) покрывается льдом или снегом и система выходит из строя или требует
больших затрат по ее очистке. Но данная
дорога требует меньшую высоту опор эста-
кады (2-3 м) и, следовательно, меньшую
строительную стоимость. Для подвесных дорог требуются высокие опоры (4-5 м), но ходовые части вагонов значительно упрощаются.
Ввиду значительной стоимости и некоторых эксплуатационных неудобств (необходимость подъема пассажиров на эстакаду и спуска с неё, сложность обслуживания пути и подвижного состава) монорельсовые дороги пока не получили повсеместного применения.
Этот вид железной дороги исключительно подходит для современного города с его плотной застройкой, многолюдьем и транспортными пробками. В Японии в 1955 году была организована исследовательская группа, которая занялась созданием сверхзвукового экспресса для монорельсовой дороги.
Интересно, что возглавил группу профес-сор Кенойя Одзава – известный конструктор
самолетов. В 1970 году на точной копии тако-
го экспресса пробную поездку совершили по-
допытные животные. Они хорошо перенесли
путешествие. Япония пошла дальше других стран и в практических делах. В начале 70-х годов были построены монорельсовые дороги для пригородного и городского сообщений. Высокоскоростная 50-километровая монорельсовая дорога в 1987 году соединила г. Осака с аэропортом.
В начале 70-х годов перед сотрудниками Всесоюзного научно-исследовательского института вагоностроения (ВНИИВ) и конструкторским бюро Яковлева была поставлена задача создания отечественного электропоезда, способного развивать скорость 200 км/час. Однако, прежде чем приступить к реализации столь амбициозного по тем временам проекта, следовало досконально изучить все особенности взаимодействия вагонных колёс с рельсами при эксплуатации состава на столь высоких скоростях.
Экспериментальный вагон-ракета
С целью проведения эксперимента и был создан реактивный поезд, а точнее сказать, вагон-лаборатория, приводимый в движение укреплённым на нем авиационным двигателем. Подобная конструкция не только позволяла достигнуть требуемой скорости, но при этом снижала риск искажений, вносимых приводными колёсами, в процессе вращения отталкивающимися от рельсов.
Идея создания поезда с реактивным двигателем не была оригинальной, поскольку в 60-е годы подобный эксперимент проводился в США и широко освещался в мировой печати. Опыт американских коллег был использован советскими конструкторами, выполнявшими все сборочные работы в цехах Калининского (ныне Именно там и был создан первый реактивный поезд СССР.
Электричка с реактивным двигателем
Известно, что для создания необходимого вагона-лаборатории первоначально планировалось сконструировать специальный локомотив, отвечающий всем предъявляемым к нему требованиям. Но в ходе начатых работ было решено пойти по более лёгкому пути и с этой целью использовать обычный головной вагон электропоезда ЭР 22, выпускаемый Рижским вагоностроительным заводом. Разумеется, для того чтобы превратить в реактивный поезд, требовалось внести в её конструкцию определённые изменения, но это в любом случае было гораздо дешевле и быстрее, чем создавать новую модель.
Взяв за основу опыт американских специалистов, конструкторы ВНИИВ и КБ Яковлева сочли целесообразным укрепить над кабиной машинистов два реактивных двигателя. В данном случае, как и в вопросе с локомотивом, перед ними встала дилемма ─ конструировать ли нечто новое или использовать уже готовые двигатели, применяемые в современной авиации? После длительных дискуссий предпочтение было отдано второму варианту.
Новая жизнь списанных двигателей
Из всех образцов, предоставленных в распоряжение создателей поезда на реактивной тяге, были выбраны два списанных мотора от пассажирского самолёта ЯК-40 (его фото представлено в статье), предназначенного для обслуживания местных авиалиний. Исчерпав свой лётный ресурс, оба двигателя находились в прекрасном состоянии и вполне ещё могли послужить на земле. Их использование было недорогим и вполне разумным решением.
В случае удачного эксперимента с их установкой на реактивном поезде, могла бы быть решена ещё одна весьма актуальная для народного хозяйства проблема, связанная с дальнейшим использованием списанных самолётных двигателей, не пригодных для авиации, но вполне подходящих для наземной эксплуатации. Как выражался в те годы Л. И. Брежнев: «Экономика должна быть экономной».
Простое и разумное решение
В процессе работы создателям поезда с реактивным двигателем предстояло решить весьма важную задачу ─ как придать головному вагону электрички аэродинамические свойства, необходимые для проведения с его помощью высокоскоростных испытаний. Проблема заключалась в его форме, не рассчитанной на преодоление мощного встречного потока воздуха. Однако и в данном случае было найдено простое и рациональное решение.
Не меняя стандартную конструкцию вагона, создатели проекта использовали специальные накладки, прикрывавшие головную, ходовую и хвостовую его части. Их размеры и форма были рассчитаны в лаборатории МГУ на основе данных, полученных в результате опытов, при которых специально изготовленные модели вагона обдувались в аэродинамической трубе.
Заострённый нос и жаропрочная крыша
После того как инженеры протестировали таким образом 15 экспериментальных моделей, им удалось найти ту оптимальную форму, при которой головной вагон реактивного поезда становился наиболее обтекаемым. В результате его заострённый нос является не более чем накладкой, смонтированной в лобовой части и создававшей условия, при которых машинисты смотрели вперёд через двойное стекло ─ обтекателя и кабины.
Ещё одной немаловажной задачей являлись меры, направленные на предотвращение перегрева крыши в результате воздействия на неё потока раскалённых газов, вырывающихся из реактивных двигателей. С этой целью поверх вагона были укреплены листы жаропрочной стали, под которыми размещался термоизоляционный слой.
Конструктивные доработки вагона
Кроме того, советский реактивный поезд, а точнее, экспериментальный вагон, был начинён всевозможной аппаратурой, позволявшей не только производить необходимые в ходе эксперимента замеры, но и обеспечивать безопасность его движения при столь высоких скоростях. Едва ли будет преувеличением сказать, что без соответствующей доработки не остался ни один из узлов вагона, поскольку экстремальные условия эксплуатации предъявляют особые требования ко всем системам, включая в первую очередь ходовую часть и тормоза.
Вся инфраструктура самого быстрого ─ реактивного - поезда, была изменена в силу целого ряда технических причин. Достаточно сказать, что если при обычных условиях двигатель приводит в движение колёса, заставляя их вращаться и, отталкиваясь от железнодорожного полотна, перемещать состав, то при использовании реактивной тяги, колёсам и рельсам отводится роль лишь направляющих элементов, удерживающих вагон в рамках заданной траектории.
Тормоза и проблема боковых колебаний
Учитывая, что, по расчётам конструкторов, их детище должно было развивать скорость до 360 км/час, особого внимания заслуживала тормозная система, способная при необходимости остановить стремительно мчащийся вагон. По этой причине были разработаны совершенно новые образцы дисковых и магнитно-рельсовых тормозных механизмов.
Что же касается боковых колебаний вагона, неизбежно возникающих при движении по железной дороге, то их надеялись погасить благодаря газовой струе, исходящей от реактивного двигателя. На практике эти расчёты полностью оправдались.
Долгожданный дебют
Наконец, все подготовительные работы были завершены, и в мае 1971 года на подмосковном участке железной дороги Голутвин ─ Озеры первый в СССР поезд с реактивными двигателями прошёл испытание. На тот момент он имел длину 28 метров и собственный вес 59,4 т. К этому следовало прибавить 4 т ─ вес двух реактивных двигателей, и 7,2 т ─ авиационного керосина, служившего для них топливом.
Во время первой поездки была зафиксирована скорость 180 км/час ─ достаточно высокая по тем временам, но далёкая от расчётных 360 км/час. Причина столь неудовлетворительного результата заключалась не в технических недоработках, а в большом количестве изогнутых участков пути, на которых, по вполне понятным причинам, приходилось сбрасывать скорость.
Тем не менее появление первого отечественного реактивного поезда было отмечено в печати как знаменательное событие. Ниже в статье представлена обложка популярного журнала «Техника молодёжи», посвятившего ему восторженную статью.
Дальнейшие испытания
Чтобы устранить возможные препятствия, следующие тесты, проводившиеся в период 1971─1975 гг., осуществлялись на прямом магистральном участке пути Приднепровской железной дороги между станциями Новомосковск и Днепродзержинск. Именно там в феврале 1972 года реактивный поезд из Советского Союза поставил мировой рекорд скорости движения по железнодорожной колее шириной 1520 мм, составивший 250 км/час. Сегодня этим никого не удивишь, но в те годы подобный результат был выдающимся достижением.
Столь высокий результат позволял надеяться на то, что в ближайшие годы в стране начнётся серийное производство высокоскоростных железнодорожных поездов, приводимых в движение реактивной тягой. Инженеры, участвовавшие в создании первого успешно прошедшего испытания образца, были готовы начать разработку трёхвагонного скоростного состава. Однако их мечтам так и не суждено было воплотиться в жизнь.
Пути, непригодные для скоростных составов
Причин, по которым локомотивы с турбореактивной тягой не вошли в массовое производство, несколько. Среди них немаловажную роль сыграла инертность и неповоротливость советской хозяйственной системы. Но, кроме этого, были и весьма существенные объективные факторы, воспрепятствовавшие данному нововведению.
Основной помехой оказались советские железные дороги, построенные в соответствии с техническими требованиями, предъявлявшимися много лет назад. Радиусы закругления на них намечались проектировщиками исключительно в соответствии с топографическими условиями местности и в большинстве своём при их прохождении требовали снижения скорости до 80 км/час и ниже. Чтобы ввести в эксплуатацию высокоскоростные составы, пришлось бы строить новые пути, требующие значительных капиталовложений, или смягчать закругления на старых, что признавалось малоэффективным. Ни один из этих вариантов не был признан перспективным в СССР.
Реактивный поезд и сопутствующие ему проблемы
Успешно прошедшие испытания выявили между тем ряд проблем, связанных с железнодорожной инфраструктурой. Речь в данном случае идёт об открытых станционных платформах, которыми оборудованы все без исключения вокзалы страны. Поезд, проносящийся мимо них со скоростью 250 км/час, способен создать воздушную волну, которая в мгновение ока сметёт всех находящихся на перроне людей. Соответственно, для обеспечения надлежащей безопасности требуется их повсеместная модернизация, что также потребует огромных средств.
В числе проблем оказалась такая, казалось бы, мелочь, как гравий, которым покрывались все железнодорожные пути в СССР. Поезд на реактивной тяге, проезжая мимо станций и железнодорожных переездов, образовавшимся вокруг него аэродинамическим потоком неизбежно поднимал в воздух огромное количество этого сыпучего материала, превратив его мелкие частицы в подобие шрапнели. Вывод один ─ для эксплуатации таких составов пришлось бы бетонировать все железнодорожные пути.
Завершение эксперимента
Проведённые исследования показали, что в 70-е годы большинство железных дорог Советского Союза позволяло развивать на них предельную скорость 140 км/час. Лишь на отдельных участках она могла быть увеличена до 200 км/час без повышения степени риска. Таким образом, дальнейшее наращивание скоростей движения подвижных составов было признано на тот момент нецелесообразным, поскольку неизбежно требовало огромных капиталовложений.
Что же касается самого скоростного вагона-лаборатории, то по завершении экспериментов в 1975 году он был отправлен в город Калинин на завод-изготовитель. На основании результатов, полученных в ходе проведённых работ, были внесены соответствующие конструктивные изменения в новые заводские разработки, такие как локомотив РТ 200 и электропоезд ЭР 200.
Печальная старость
Выполнивший свою миссию и никому после этого не нужный, вагон-самолёт в течение десяти лет находился в различных заводских тупиках, ржавея и подвергаясь разграблению. Наконец, в середине 80-х предприимчивым ребятам из местного комитета комсомола пришла в головы идея сделать из него модный в те годы видеосалон, используя для этой цели кузов, выглядевший весьма необычно с установленными на нём двигателями.
Сказано ─ сделано. Заброшенный вагон перетащили из отстойника в заводской цех и реконструировали в соответствии с его новым назначением. Всю прежнюю начинку из него выкинули и на освободившейся площади установили видеооборудование и места для зрителей. В бывшей кабине машиниста и прилегающем к ней тамбуре устроили бар. В довершение всего удалили наружную ржавчину и окрасили свой реактивный видеосалон в бело-голубые тона.
Казалось бы, вот и начнётся его новая жизнь, но в коммерческие планы комсомольцев вкралась досадная неувязка ─ не удалось договориться с местными бандитами о приемлемой сумме отката с выручки. И снова вернулся многострадальный вагон в свой тупик, где провёл ещё 20 лет, окончательно превратившись в сарай на колёсах.
Вспомнили о нём лишь в 2008 году, когда готовились отпраздновать 110-летие завода. Его обтекаемый и созданный когда-то по всем законам аэродинамики нос отрезали, почистили, покрасили и использовали для создания памятной стены, установленной вблизи заводской проходной. Её фотография завершает нашу статью.
Для уменьшения сопротивления воздуха на вагон устанавливались обтекатели (головной и хвостовой), также закрывалось подвагонное оборудование и автосцепка. Длина вагона - 28 м. Масса - 59,4 т (из них топливо - 7,2 т).
Максимальная достигнутая на испытаниях скорость - 250 км/ч .
В дальнейшем эксплуатация вагонов подобного типа планировалась в составе поезда «Русская тройка» .
Причиной создания локомотива такого необычного типа была идея дальнейшего использования авиадвигателей от Як-40, исчерпавших свой авиаресурс, но все ещё пригодных к дальнейшей эксплуатации «на земле». После окончания испытаний единственный экземпляр СВЛ был брошен на территории КВЗ (фото). В настоящее время из передней части вагона сделали стелу перед входом КВЗ (ныне ТВЗ) (г. Тверь, пл. Конституции).
История
Идея создания опытного вагона-лаборатории для отработки конструкции тележки и изучения взаимодействия в паре колесо/рельс на скоростях движения выше 160км/ч появилась в СССР после того, как было выдано задание на проектирование отечественного электропоезда с конструкционной скоростью 200км/ч. Чтобы избавится от искажений, вносимых ведущими колесными парами, предполагалось разработать такой вид привода, чтобы одна из тележек не была обмоторена. Однако в 60-е годы в США прошёл опытную эксплуатацию поезд с реактивной тягой, и на базе этого опыта в СССР решено было построить вагон с реактивными двигателями.
Вариантов выбора двигателей особо не было - требовалось использовать что-то серийное и выбор пал на двигатели от самолета Як-40, вполне подходящие по характеристикам, и что немаловажно, имевшие значительно больший ресурс, чем первоначально предложенные двигатели от военных самолетов-истребителей МиГ-15.
В качестве основы первоначально предполагалось использовать специально изготовленный кузов вагона на базе серийного головного вагона ЭР2, установив вместо торцевой стенки вторую кабину. Но этот вариант требовал изготовления специального вагона, и к тому же из-за малой длины кузова возникали проблемы с компоновкой оборудования. Поэтому было решено задействовать кузов моторного вагона ЭР22 от так и не построенного состава ЭР22-67. Вагон на технологических тележках перегнали с Рижского Вагоностроительного Завода (РВЗ) на Калининский Вагоностроительный Завод (КВЗ), где под него подвели тележки, аналогичные применяемым на прицепных вагонах ЭР22-09 с пневматическим подвешиванием во второй ступени, изготовили обтекатели и смонтировали в кузове оборудование для обеспечения работы двигателей.
С 1971 по 1975 г скоростной вагон-лаборатория СВЛ использовался для опытных поездок и проведения исследовательских работ.
Скоростные испытания СВЛ проходили на магистральном участке железнодорожного пути между станциями Днепродзержинск и Новомосковск Приднепровской железной дороги. В феврале 1972 г здесь была достигнута рекордная для железных дорог колеи 1520 мм скорость - 250 км/ч.
Опыты с СВЛ подтвердили результаты расчетов, по которым критическая скорость этого экипажа составляла около 360 км/ч. Для проверки методов исследования устойчивости движения рельсовых экипажей, разработанных на основе теории академика В. А. Лазаряна, была проведена серия уникальных экспериментов, которая заключалась в изменении конструкции ходовой части СВЛ таким образом, чтобы критическая скорость не превышала конструктивную, то есть 250 км/ч. Был изменен профиль поверхности катания колес с рабочим уклоном 1:10 вместо 1:20. Кроме того, было уменьшено сопротивление поворотам тележек относительно кузова при вилянии. По расчетам критическая скорость СВЛ должна была составить 155-165 км/ч.
В опытах были зафиксированы автоколебательные режимы виляния при скоростях, начиная со 160 км/ч. Достигнутым согласованием результатов теоретических и экспериментальных исследований была подтверждена корректность разработанной расчетной модели. В последующем проверенная методика использовалась при отработке конструкций скоростных рельсовых экипажей, в том числе вагонов поезда локомотивной тяги РТ200 и электропоезда ЭР200.
В 1986 г комитет ВЛКСМ КВЗ выдвинул инициативу создания модного в те годы кафе-видеосалона, под который намеревались использовать кузов СВЛ с его необычными двигателями. Вагон из отстойника переехал к цеху спецпродукции, где был очищен, из него полностью было демонтировано все внутреннее оборудование, заменены оконные рамы (вместо оригинальных рам ЭР22 были установлены подогнанные по размерам опускные рамы от пассажирского вагона), в бывшей кабине и первом тамбуре были обустроены бар и посудомойка, а в салонах устроены кинозалы. Снаружи вагон был перекрашен и сменил окраску с красно-желтой на бело-голубую. По ряду причин, идея с кафе-видеосалоном заглохла, и вагон так и остался в тупичке возле цеха спецпродукции. Со временем стекла оказались выбиты, обшивка и элементы обустройства растащены, и вагон превратился в сарай на колесах…
В период 1999-2003 гг. рассматривался вариант передачи СВЛ в музей железнодорожной техники Санкт-Петербурга, но так и не удалось решить вопрос перегонки вагона. Пневмокамеры тележек «сопрели», и по состоянию ходовой части - скорость транспортировки вагона не могла превышать 25км/ч. В результате вагон остался на том же месте, где и простоял до конца, пока из него не сделали «памятник-обрубок»…
Видеохроника
Кадры с движущимся СВЛ были использованы в художественном фильме "Хочу быть министром" (Мосфильм, 1977г.)
Аналоги
- автомоториса Budd RDC с двигателями General Electric J-47-19, развившая в 1966 году скорость 296 км/ч.
Источники
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Реактивные хозяйки
- Реактивный самолёт
Смотреть что такое "Реактивный поезд" в других словарях:
Тверской вагоностроительный завод Год основания 1898 Ключевые фигуры Василенко Александр Альбертович (генеральный директор), Орлов Сергей Владимирович (председатель наблюдательного совета) Тип … Википедия
Сады и парки Твери - Сады и парки Твери это зеленые зоны древесно кустарниковая и травянистая растительность естественного и искусственного происхождения. К ним можно отнести городские леса, бульвары, скверы, газоны, цветники. К зеленым зонам так же… … Википедия
Словесные названия российского оружия - … Википедия
Пассажирский самолёт - Ил 96 авиакомпании Аэрофлот Пассажирский самолёт (коммерческий самолёт, авиалайнер) самолёт, предназначенный для перевозки пассажиров и багажа. Не существует чёткого определения такого самолёта, однако чаще всего пассажирским самолётом… … Википедия
Разрушители легенд: специальные выпуски - Значимость предмета статьи поставлена под сомнение. Пожалуйста, покажите в статье значимость её предмета, добавив в неё доказательства значимости по частным критериям значимости или, в случае если частные критерии значимости для… … Википедия
хронология достижений в истории отечественной техники - 1045–50 е гг. В Великом Новгороде построен Софийский собор; при его возведении применялись блоки, полиспасты, вороты, рычажные и другие строительные механизмы. 1156 Построен деревянный Кремль в Москве по приказу Юрия Долгорукого. 1404 Монах… … Энциклопедия техники
Идея создать поезд на реактивной тяге пришла к советским конструкторам в конце 1960-х годов. В 1971 году был построен прототип локомотива, который был оборудован двумя турбореактивными двигателями. Опытный вагон использовался лишь для исследований, но некоторые всерьез полагали, что за такими поездами будущее.
Интерес к скоростным поездам в СССР был всегда. Еще в 1930-х годах на Коломенском заводе было создано несколько опытных поездов, которые с 4 вагонами смогли развить скорость 170 км/ч. В конце 1960-х конструкторам пришла идея разработать поезд, который бы отталкивался не от земли, а «от воздуха». Так родился проект скоростного вагона-лаборатории, получивший название «ВНИИВ-Скорость». В разработке принимали участие сотрудники ВНИИВ и Конструкторского бюро авиационной техники А.С. Яковлева. На Калининском вагонном заводе (сейчас ТВЗ) был создан один прототип. Проектная скорость составляла 250 км/ч, которой он и достиг во время испытаний. Это был не первый в мире реактивный вагон. Ранее, в 1966 году, американская компания New York Central испытала вагон под обозначением М-497, который имел два двигателя General Electric от самолета J-47.
Советский вагон-лаборатория предназначался прежде всего для исследовательских целей, поэтому в нем было установлено множество измерительных приборов. Локомотив должен был стать опытной платформой для проверки рельсов и колес при движении поезда на высоких скоростях. Такой состав предполагалось использовать на маршруте Москва — Ленинград.
Галерея
3 фото
На крышу поезда в его передней части были установлены спаренные турбореактивные двигатели от пассажирского самолета Як-40 общим весом около 1 т. Максимальная тяга составляла 3000 кгс. Были предложения оборудовать локомотив двигателями от истребителя МиГ-15, но от них отказались в пользу двигателей АИ-25 от Як-40 с более продолжительным сроком службы. В целях защиты от вырывающихся из двигателей горячих газов на крыше был предусмотрен экран из стали, выдерживающей высокие температуры. Для создания опытного вагона было решено использовать кузов головного вагона ЭР22-67, созданный на Рижском вагоностроительном заводе. На вагон навесили разработанные в МГУ обтекатели в головной и хвостовой частях и установили дополнительное оборудование, необходимое для работы двигателей. Длина вагона составила 28 м. Локомотив стал более обтекаемым, его модель ранее была испытана в аэродинамической трубе. Вагон-лаборатория имел двухосные тележки с пневматическими рессорами центрального подвешивания. Для торможения были применены дисковые тормоза с пневматическим и электропневматическим управлением. Улучшить сцепление колес с рельсами во время торможения были призваны песочницы. Для управления двигателями в кабине машиниста был установлен авиационный пульт. В кузове был предусмотрен дизель-генератор, от которого работали электродвигатель компрессора, осветительные приборы, электропечи. Локомотив вмещал 7,2 т керосина, полная масса вагона составляла около 60 т.
Вагон-лабораторию испытали в 1971 году на участке Голутвин — Озеры Московской железной дороги. Испытания прошли успешно. Вагон развил скорость 187 км/ч. Еще одно испытание было проведено в начале 1972 года на участке Новомосковск — Днепродзержинск Приднестровской железной дороги. Поезд достиг скорости 249 км/ч. Вагон-лаборатория мог бы развить и большую скорость, но железнодорожное полотно не было рассчитано на движение с такой скоростью. Несмотря на успешные испытания реактивного вагона, применение подобных поездов было нецелесообразно. Они расходовали много топлива, были шумными, поднимали пыль. С появлением электропоездов ЭР-200, способных развивать скорость 200 км/ч, вопрос об использовании поездов с реактивными двигателями отпал сам собой.
Долгое время вагон пылился на КВЗ у станции Дорошиха. В 1986 году из него решили сделать небольшой кинозал для просмотра фильмов, но идея так и не воплотилась в жизнь, хотя были проведены работы по отделке вагона. Он так и остался ржаветь. В 2008 году, когда Тверскому вагоностроительному заводу исполнилось 110 лет с момента основания, было решено установить стелу с головной частью вагона-лаборатории. Памятник сейчас находится на площади Конституции в Твери. Вагон окрашен в синий, белый и красный цвета, однако первоначально он имел желтый верх и красный низ.
