Развитие электрической и тепловой тяги в СССР (1920 – 1950е гг.)

 

Появление электротяги

Днём рождения электрической тяги принято считать 31 мая 1879 г., когда на промышленной выставке в Берлине демонстрировалась первая электрическая железная дорога длиной 300 м, построенная Вернером Сименсом. Электровоз, напоминавший современный электрокар, приводился в движение электродвигателем мощностью 9,6 кВт (13 л.с.). Электрический ток напряжением 160 В передавался к двигателю по отдельному контактному рельсу, обратным проводом служили рельсы, по которым двигался поезд — три миниатюрных вагончика со скоростью 7 км/ч, скамейки вмещали 18 пассажиров.

В том же 1879 году была пущена внутризаводская линия электрической железной дороги протяжённостью примерно 2 км на текстильной фабрике Дюшен-Фурье в г. Брейль во Франции. В 1880 г. в России Ф. А. Пироцкому удалось электрическим током привести в движение большой тяжёлый вагон, вмещавший 40 пассажиров. 16 мая 1881 г. было открыто пассажирское движение на первой городской электрической железной дороге Берлин — Лихтерфельд.

Рельсы этой дороги были уложены на эстакаде в поперечном креплении и выложены в двойном размере от номинальной нормы.

Несколько позже электрическая железная дорога Эльберфельд — Бремен соединила ряд промышленных пунктов Германии.

Первоначально электрическая тяга применялась на городских трамвайных линиях и промышленных предприятиях, особенно на рудниках и в угольных копях. Но очень скоро оказалось, что она выгодна на перевальных и тоннельных участках железных дорог, а также в пригородном движении. В 1895 г. в США были электрифицированы тоннель в Балтиморе и тоннельные подходы к Нью-Йорку. Для этих линий построены электровозы мощностью 185 кВт (50 км/ч).

 

Межвоенный период

После первой мировой войны на путь электрификации железных дорог вступают многие страны. Электрическая тяга начала вводиться на магистральных линиях с большой плотностью движения. В Германии электрифицируют линии Гамбург — Альтон, Лейпциг — Галле — Магдебург, горную дорогу в Силезии, альпийские дороги в Австрии. Электрифицировала северные дороги Италия. Приступили к электрификации Франция, Швейцария. В Африке появилась электрифицированная железная дорога в Конго.

         В России проекты электрификации железных дорог имелись ещё до первой мировой войны. Уже начали электрификацию линии. С.-Петербург — Ораниенбаум, но война помешала её завершить. И только в 1926 г. было открыто движение электропоездов между Баку и нефтепромыслом Сабунчи. 16 августа 1932 г. вступил в строй первый магистральный электрифицированный участок Хашури — Зестафони, проходящий через Сурамский перевал на Кавказе. В этом же году в СССР был построен первый отечественный электровоз серии Сс.

1932 году на советские железные дороги из США (фирма General Electric) и Италии (фирма Tecnomasio Italiano-Brown-Boweri) стали поступать первые магистральные электровозы, которые предназначались для вождения поездов через Сурамский перевал (участок Хашури — Зестафони Закавказской железной дороги). В августе того же года, используя комплект чертежей, предоставленных General Electric, заводы Коломенский и «Динамо» начали серийное производство аналогичных электровозов. Сурамские электровозы американского, итальянского и советского производства получили обозначение серии соответственно С (Сурамский), СИ и СС. Ходовая часть этих локомотивов состояла из двух 3-осных тележек, соединённых между собой сочленением (осевая формула 3о+3о) на которых сверху опирался кузов. Сцепная масса сурамских электровозов составляла 132 т, а сила тяги достигала 24 000 кгс (у СИ — 28 000 кгс). Благодаря внедрению электровозной тяги, существенно возросла провозная способность участка (17 электровозов заменили 42 паровоза серии Э), что послужило основанием для перевода на электрическую тягу других направлений.

Однако сурамские электровозы не могли эксплуатироваться на большинстве советских железных дорог. Прежде всего это было связано с высокой нагрузкой от движущих осей на рельсы, составляющей 22 тс, тогда как большинство железнодорожных путей того времени допускали нагрузку не более 20 тс. К тому же основное количество подвижного состава было оборудовано винтовой упряжью, которая была рассчитана на максимальное усилие в 20 000 кгс. Требовался электровоз, который должен был обеспечить «предельное использование современного состояния пути, а также винтовой стяжки» (из постановления Комитета реконструкции железнодорожного транспорта). Для локомотивов это означало следующее: нагрузка от движущих осей на рельсы в пределах 20 тс, максимальная сила тяги на ободе колёс 20 000 кгс.

 

Электровоз ВЛ19-01

5 августа на «Динамо» и Коломенском заводах была начата постройка нового электровоза, которая была закончена 5 ноября, то есть заняла менее 3 месяцев, причём из них всего 14 дней ушло на монтаж электрооборудования. В XV годовщину Октябрьской революции — 6 ноября 1932 года за ворота завода «Динамо» вышел первый электровоз (тип Коломенского завода 2Э, к типу 1Э принадлежали электровозы серии СС), конструкция которого была разработана в СССР. Коллективом рабочих завода было принято решение о присвоении новой серии электровозов имени Владимира Ленина, в результате чего серия получила наименование ВЛ. Первоначальное обозначение первого электровоза было ВЛ114-1 (114 — сцепная масса электровоза в т), но через несколько дней его переменили на ВЛ19-01 (по аналогии с обозначением серий паровозов — ИС20, ФД21, СО17).

Летом 1933 года электровоз был направлен на Сурамский перевал. Там летом 1933 года были проведены его эксплуатационные испытания. В ходе испытаний выяснилось, что из-за того, что все детали кузова были соединены только при помощи сварки, происходило коробление листов боковых стенок. За исключением того, что новый электровоз реализовывал более высокий коэффициент сцепления, особых преимуществ по сравнению с электровозом серии СС выявлено не было. Тем не менее, новое руководство Центрального управления электрификации НКПС приняло решение о начале выпуска электровозов серии ВЛ, вместо электровозов СС (построили лишь 21 локомотив этой серии).

В марте 1934 года заводы «Динамо» и Коломенский совместно выпустили электровоз ВЛ19-02, который имел несколько конструктивных отличий от первого электровоза.

Уже к 1935 году в СССР было электрифицировано 1907 км путей и находилось в эксплуатации 84 электровоза.

 

Развитие тепловой тяги

Теплово́з — автономный локомотив c двигателем внутреннего сгорания, чаще всего дизельным, энергия которого через силовую передачу (электрическую, гидравлическую, механическую) передаётся на колёсные пары.

Появившийся в 1924 году в СССР тепловоз стал как экономически выгодной заменой устаревшим низкоэффективным паровозам, так и дополнением появившимся в то же время электровозам, требующим существенных дополнительных затрат на электрификацию пути и рентабельным поэтому на магистралях со сравнительно большим грузо- и пассажиропотоком.

В целях перевода советских железных дорог на тепловозную тягу, по результатам эксплуатации первых тепловозов было решено положить в основу серии локомотивов построенный в конце 1924 года по заказу Российской железнодорожной миссии в Германии образец ЭЭЛ2, равный по мощности паровозу Э и имевший электрическую передачу постоянного тока.

До снятия с производства было построено, включая опытные образцы, 46 тепловозов серии Ээл, которые, после предварительных испытаний и опытных поездок по Московско-Казанской железной дороге, направлялись в Ашхабад. Решение, использовать тепловозы в Средней Азии, было вызвано отсутствием там пригодной для заправки паровозных котлов воды и доступностью жидкого дизельного топлива. В процессе эксплуатации был выявлен ряд технических недостатков, в связи с чем, конструкция элементов тепловоза постоянно дорабатывалась.

 

Окончание эксплуатации паровозов

К началу 1940-х основу пассажирского локомотивного парка советских железных дорог составляли паровозы серии Су (более 2 тыс. локомотивов). Эти паровозы были спроектированы в середине 1920-х и пользовались репутацией надежного и экономичного локомотива. Нагрузка от их движущих осей на рельсы была в пределах 18 тс, что позволяло их эксплуатировать на всех железных дорогах Советского Союза. Однако малые мощность (около 1500 л.с.) и сцепной вес (54—55 т) этих паровозов не позволяли существенно увеличить вес пассажирских поездов.

В 1946 году Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ) установил основные параметры для пассажирского паровоза.

В результате анализов различных вариантов паровозов, ученые пришли к выводу, что полностью удовлетворять всем эксплуатационным свойствам смогут паровозы типа 2-4-2 с осевой нагрузкой 22,5 тс (мощность 3000 л.с.) и 18 тс (мощность 2500 л.с.). Так как наиболее нужным в то время был паровоз с осевой нагрузкой не выше 18 тс, то в 1947 году Коломенскому заводу был передан заказ на постройку пассажирского паровоза типа 2-4-2. На заводе проектирование нового паровоза велось под руководством главного конструктора Л.С.Лебедянского.

В марте 1950 года было закончено изготовление первого опытного паровоза типа  2-4-2, которому присвоили заводское наименование П36-0001.

Однако, едва начавшись, серийное производство было вскоре прекращено. Это было связано с тем, что в феврале 1956 года на XX съезде КПСС было принято указание о «широком внедрении электровозов и тепловозов», а также о прекращении строительства паровозов. Массовый перевод железнодорожных линий на тягу тепловозами и электровозами привёл к отстранению паровозов П36 и переводу их на отдалённые либо менее загруженные железные дороги. Так уже в 1958 году  паровозы перестали обслуживать пассажирские поезда на магистрали Москва-Ленинград. Паровозы П36 стали работать на Восточно-Сибирской, Забайкальской, Дальневосточной и Львовской  железных дорогах. Но вскоре и на этих линиях паровозы стали заменять тепловозами (в основном  ТЭП60) и электровозами (ЧС2, ЧС4, ВЛ60п).