Дизель преткновения

В нашей богатой яркими событиями истории железных дорог тепловозы стали особой вехой. Возможность крупносерийного производства локомотивов этого типа позволила в середине XX века перейти с паровой на современные виды тяги – тепловозную и электровозную.

Само рождение новых локомотивов с двигателями внутреннего сгорания приходится на эпоху конца XIX – начала XX века. Россия стала первой в мире страной, создавшей магистральные тепловозы и положившей начало тепловозостроению как отрасли тяжёлого машиностроения.

Первый локомотив c двигателем внутреннего сгорания построил Готлиб Даймлер в Германии. Это был маленький двухосный узкоколейный мотовоз с газовым двигателем мощностью около 10 л.с. Его представили публике 27 сентября 1887 года в Штутгарте. А Россия сделала ставку на двигатели Дизеля. Их выпуск успешно развернули сначала в Санкт-Петербурге на заводе Нобеля в 1900 году, а затем в 1903-м на Коломенском машиностроительном заводе.

Уже с 1905 года над созданием конструкции отечественного локомотивного дизеля работал профессор Императорского технического училища Василий Гриневецкий, автор фундаментальных трудов по теории тепловоза. Двигатель, использующий почти любые сорта тяжёлого жидкого топлива, которое воспламеняется от сжатого в цилиндрах воздуха, и вдобавок экономичный, был словно специально предназначен для тяжёлой работы. Он мог обеспечить КПД в пять раз больше, чем у паровоза. Но, чтобы соединить «раскрученный» дизель и стоящие на месте колёса и плавно тронуть поезд с места, нужна была сложная передача. Её создание и определило всё дальнейшее развитие тепловозостроения.

Свои проекты тепловозов предлагали многие российские изобретатели: инженер Николай Кузнецов, полковник Александр Одинцов, ученик Гриневецкого Алексей Шелест. Однако воплощению этих идей помешали сначала Первая мировая, потом революция и последовавшая за ней разруха.

Начало отечественному тепловозостроению было положено 30 января 1922 года. На заседании коллегии НКПС было решено «немедленно приступить к сооружению трёх тепловозов». Игнорируя собственную промышленную базу, их, как и паровозы «ленинского заказа», решили строить за рубежом. Для этого утвердили проекты трёх разных типов тепловозов – с газовой, механической и электрической тяговыми передачами.

Однако к тому времени был готов проект ещё одного тепловоза. Талантливый учёный и конструктор Яков Гаккель завершил разработку своего тепловоза ещё в сентябре 1921 года. Ему на удивление удачно удалось скомпоновать невостребованные силовые агрегаты, задействовав сразу несколько ленинградских заводов. На Балтийском заводе кузов и дизель от подводной лодки «Лебедь» установили на экипажную часть, построенную на «Красном Путиловце». На заводе «Электрик» были изготовлены тяговые электродвигатели, а завод «Вольта» поставил генераторы, предназначавшиеся вообще-то для подводной лодки «Язь».

Конструкция вышла достаточно тяжёлой, масса тепловоза составила 180 тонн, поэтому десять движущих колёсных пар были размещены в трёх сочленённых тележках. Осевая формула получилась 1-3о+0-4о-0+0-3о-1, что позволяло вписываться в кривые радиусом 150 м. Тепловоз мощностью 1000 л.с. имел конструкционную скорость 75 км/ч и стал первым в мире мощным магистральным тепловозом с электрической передачей. Он вошёл в историю как Щэл1, что означает равный по мощности паровозу серии Щ, и на десятилетия вперёд предопределил классическую компоновку большинства магистральных тепловозов в мире с кузовом вагонного типа.

Первый выезд тепловоза состоялся в Ленинграде 5 августа 1924 года, потом он испытывался на Октябрьской дороге и водил составы в Москву из Курска, Харькова, Баку и Грозного.

Вскоре после дебюта тепловоза Щэл1 из Германии прибыл первый из заказанных за рубежом тепловозов. Эта машина Ээл2, то есть равная по мощности паровозу серии Э и тоже с электропередачей постоянного тока, стала детищем профессора Юрия Ломоносова. Здесь, в отличие от прогрессивной схемы Гаккеля, паровозные рудименты торчали отовсюду – экипаж в жёсткой паровозной раме, кабинки с подслеповатыми окошками для бригады пристроены к холодильнику. Просчёты при его проектировании привели к тому, что первое время к тепловозу цепляли дополнительный тендер-холодильник со своим вспомогательным дизелем.

Но, несмотря на всё это, первый опытный пробег Ээл2 по территории завода в Эсслингене 6 ноября 1924 года стал мировой сенсацией. Представители из разных стран впервые смогли убедиться, что локомотив с двигателем Дизеля имеет тяговую характеристику, пригодную для практической работы с поездами.

20 января 1925 года этот тепловоз сделал первый рейс по территории Советского Союза, проведя поезд массой 980 тонн от Себежа до Великих Лук. В течение того же года он совершал опытные поездки по Октябрьской, Московско-Казанской, Московско-Курской железным дорогам, а также на Кавказ.

Вторым тепловозом, построенным по проекту Юрия Ломоносова на немецком заводе Гогенцоллерн, стал Эмх3 с механической передачей. Он был поставлен в СССР в 1927 году. Между дизелем и механической коробкой передач тепловоза находились главная электромагнитная муфта, обеспечивавшая некоторое проскальзывание при включении шестерён. Однако, как и следовало ожидать, переключение передач сопровождалось рывками и ударами, ломавшими зубья и приводившими к разрыву поезда. Тем не менее Эмх3 свой след в истории оставил. Он стал первым и последним в мире мощным магистральным тепловозом с дизелем 1200 л.с. с механической передачей. Без дополнительных преобразований энергии, как на остальных локомотивах, он имел наивысший КПД – 30–31 %. На нём удалось достичь физического предела возможностей механической трансмиссии. Даже по более поздним стандартам «механика» допустима только до 400 л.с., и это считается мотовозом, а всё, что мощнее, получает гидро- или электропривод, включая грузовики и бульдозеры.

Ещё один из первых тепловозов – по проекту Алексея Шелеста с дизелем в качестве генератора газов – должен был быть построен в Великобритании. Но замысел не был реализован из-за испортившихся отношений нашей страны с Англией.

Таким образом, первыми в мире магистральными тепловозами стали советские Щэл1 системы Гаккеля и Ээл2 системы Ломоносова, пригодные к практической эксплуатации. Производство тепловозов серии Ээл, имевших конструктивную и компоновочную схему, не получившую дальнейшего развития, удалось организовать на Коломенском заводе. Но с 1937 года до начала Великой Отечественной войны тепловозы строились как передвижные электростанции, так как НКПС от них отказался. А с началом войны тепловозостроение было совсем прекращено.

Из нескольких десятков построенных в Коломне машин некоторые находились в эксплуатации вплоть до середины 50-х годов прошлого века. До наших дней не сохранился ни один локомотив этой серии, зато тепловоз Щэл уцелел и стал экспонатом Музея железнодорожного транспорта в Санкт-Петербурге.

Первый шаг к реабилитации тепловозостроения сделал Сталин во время поездки на Потсдамскую конференцию. О том, как машинисты «особого назначения» Виктор Лион и Николай Кудрявкин вели американский тепловоз Да20-27, полученный по ленд-лизу, ранее писал «Гудок». В дороге Сталин обратил внимание, что поезд идёт без дыма и копоти, без постоянных остановок для набора воды. На станции поговорил с машинистами, а потом заявил, что «тепловозы нам нужны». Фактически это стало прямым указанием скопировать американскую машину.

Уже спустя два года на Харьковском заводе транспортного машиностроения был построен первый тепловоз серии ТЭ1. На нём устранили недоработки электропередачи, присущие прототипу, а в остальном он стал точной копией американского тепловоза серии, точной настолько, что на выставке железнодорожной техники американцы удивлялись: «Да это же наш тепловоз, американский!» А в ответ слышали от советских инженеров гордое: «Нет, это наша машина, советская!» Это эпизод известный, но у него есть менее известное продолжение: «А вы уже готовы поставлять эти тепловозы на экспорт?» – спрашивали гости. Тут настал черёд удивляться нашим конструкторам: «Нет, а почему вы так решили?» «Так вы же сделали литые рымы – проушины, чтобы принайтовать тепловозы на грузовых палубах парохода!» – заметили они, раскрыв тем самым истинное назначение некоторых деталей прототипа.

Внедрение новых видов тяги на наших дорогах шло очень медленно. Многие специалисты видят причину этого в позиции бывшего «железного» наркома Лазаря Кагановича, который по необъяснимым причинам сдерживал развитие тепловозостроения. Он не был и не мог быть противником тепловозной тяги, так как, не имея специального образования, не разбирался в транспортной технике. Но и версия о его патологическом неприятии всего нового тоже ничего не объясняет. Прекрасный знаток техники и связанных с нею интриг Евгений Прочко рассказал случай, который всё расставил по своим местам. В 1937 году во время демонстрации правительству новой техники Каганович поднялся в кабину тепловоза. В это время моторист без команды начал запуск дизеля. Тогда для этого иногда использовали пневмозапуск, который мог вызвать серию оглушительных хлопков. Каганович от этой «стрельбы», полумёртвый от страха, вывалился из тепловоза на руки охране, а когда пришёл в себя, заявил: «Всё! Больше никаких тепловозов!» Это действительно объясняет многое – и прекращение производства тепловозов для нужд НКПС, и «ссылку» уже построенных машин в депо Ашхабад.

В 1954 году, уже не имея прямого отношения к транспорту, а лишь курируя его как первый заместитель председателя Совета министров СССР, Лазарь Каганович на Всесоюзном совещании актива работников железнодорожного транспорта твёрдо заявил: «Я за паровоз! Я против тех, кто фантазирует, что паровоза у нас не будет». Однако вскоре «ярый противник внедрения новых видов тяги» был вынужден отступить, а в июне 1957 года он был снят со всех высоких постов за участие в «антипартийной группировке».

Переход отечественных железных дорог на прогрессивные виды тяги был объявлен в директивах XX съезда КПСС в 1956 году. Производство паровозов прекращалось, а на бывших паровозостроительных заводах – Луганском (Ворошиловградском), Коломенском, Брянском и других разворачивалось строительство тепловозов и электровозов. Это стало поворотным решением, но оно было слишком поспешным. В стране в то время серийно не выпускалось ни одного тепловоза, который превосходил бы по мощности даже довоенные паровозы ФД.

Однако срочно развёрнутое в том же году крупносерийное производство тепловоза ТЭ3 обеспечило прорыв в развитии тепловозной тяги в СССР, превосходство над паровозами в мощности и силе тяги. Но и в создании этой машины не обошлось без удивительных кульбитов – прототипом для одного из наиболее массовых локомотивных дизелей стал поставлявшийся по ленд-лизу 10-цилиндровый двухтактный дизель «Фербенкс Морзе» для судов и подводных лодок. Как тут не вспомнить первый тепловоз Щэл системы Гаккеля?

На наших дорогах двухсекционный ТЭ3 мощностью 4000 л.с. оставался основным тепловозом до конца 70-х годов ХХ века. А потом его потеснили принципиально другие? Да нет – такие же тепловозы серий ТЭ10 с форсированным за счёт наддува до 3000 л.с. дизелем и на тележках более прогрессивной, безчелюстной конструкции, которые в разных вариантах выпускались более полувека.

Действительно новым словом в тепловозостроении стали модели с четырёхтактными V-образными дизелями Д49 Коломенского завода и, главное, с электрической передачей переменно-постоянного тока. На их основе проектировались более мощные, 4000 и 6000 л.с., тепловозы с передачей переменного тока. Но их внедрению помешал распад СССР.

В наши дни производство тепловозов снова возрождается, но уже на ином техническом, технологическом и интеллектуальном уровне. Примером этому служит модульная конструкция тепловоза с поосным регулированием силы тяги 2ТЭ25КМ производства Брянского машиностроительного завода.

Артур Берзин