В шестидесятых годах в нашей стране начались исследования по тематике перспективных высокоскоростных поездов. Предполагалось, что такая техника может оказаться полезной в деле пассажирских перевозок, позволяя сократить время пребывания в пути. Перспективные высокоскоростные поезда должны были курсировать между крупнейшими городами страны, за считанные часы доставляя пассажиров, например, из Москвы в Ленинград. Идея выглядела многообещающе, однако ее реализация была связана с рядом трудностей. Перед началом разработки новой техники требовалось провести соответствующие исследования.
Основные работы по программе перспективных высокоскоростных поездов проводились Калининским вагоностроительным заводом (г. Калинин, ныне Тверь). Кроме того, на определенных стадиях проекта к работам привлекались иные организации. Так, в разработке силовой установки участвовало авиационное ОКБ А.С. Яковлева, а аэродинамическими обтекателями занимались специалисты из ЦАГИ. В планах руководства промышленности было создание локомотивов и поездов, способных развивать скорость до 200 км/ч. В рамках этой программы требовалось изучить ряд важных вопросов.
Начать исследования предложили с особенностей взаимодействия колес поезда и рельсового пути при движении на высокой скорости. Для изучения проблемы было решено использовать специальный вагон-лабораторию, оснащенный массой различного измерительного оборудования. При этом на ранних стадиях разработки опытной машины возникла специфическая проблема: для полноценного изучения взаимодействия колеса и рельса требовалось исключить искажения, вносимые в эту систему ведущей колесной парой. Самым простым решением проблемы с отсутствием ведущих колесных пар было изготовление буксируемого вагона-лаборатории. Тем не менее, в то время в нашей стране не было локомотивов, способных разогнать опытный вагон до требуемых скоростей. Таким образом, требовалось построить совершенно новый вагон-лабораторию с нужными характеристиками.
Требования к опытной машине говорили, что она должна оснащаться колесными тележками без элементов трансмиссии, а для движения необходимо использовать какую-либо иную систему. По результатам обсуждений был сформирован общий облик экспериментальной машины. В испытаниях должен был участвовать вагон с колесными тележками, заимствованными у прицепных вагонов, и реактивными двигателями. Подобная силовая установка в теории могла разгонять вагон до требуемых скоростей, не передавая крутящий момент на колеса и не внося искажения в работу системы «колесо-рельс».
Экспериментальный проект т.н. аэровагона – самоходной железнодорожной машины, использующей авиационные двигатели – получил простое и понятное название: СВЛ («Скоростной вагон-лаборатория»). До момента прекращения работ название проекта не менялось.
Изначально предлагалось построить опытную машину на базе моторного вагона электропоезда ЭР2, внеся в его конструкцию серьезные изменения. В качестве силовой установки предлагалось использовать списанные военно-воздушными силами турбореактивные двигатели РД-45, снятые с истребителей МиГ-15. Такие двигатели считались устаревшими для использования в ВВС, а их ресурс подходил к концу. Несмотря на это выбранные двигатели были пригодны для использования в экспериментальном проекте. Тем не менее, первоначальный вариант аэровагона СВЛ оказался слишком сложным и дорогим в изготовлении, а кроме того имел недостаточные внутренние объемы для размещения всего необходимого оборудования. По этой причине был разработан другой вариант проекта.
В качестве основы для экспериментальной машины был выбран корпус и некоторые агрегаты моторного вагона типа ЭР22, строившегося для электропоезда ЭР22-67. Корпус предлагалось установить на колесных тележках с пневматическими рессорами центрального подвешивания, заимствованными у прицепного вагона типа ЭР22-09. В качестве новой силовой установки были выбраны турбореактивные двигатели АИ-25, заимствованные у самолета Як-40. К разработке силовой установки с авиационными двигателями было привлечено конструкторское бюро А.С. Яковлева, имевшее солидный опыт в таких делах.
В 1970 году корпус моторного вагона ЭР22, построенный на Рижском вагоностроительном заводе, отправили в Калинин. Специалисты КВЗ установили этот агрегат на новые колесные тележки, а также провели монтаж ряд других узлов, включая два турбореактивных двигателя. Двигатели были размещены в передней части корпуса над крышей и подняты на пилоне. Для защиты агрегатов аэровагона от повреждения реактивной струей крышу усилили жаропрочной сталью. С целью улучшения аэродинамических характеристик головную и хвостовую части вагона снабдили специальными обтекателями.
Примечательно, что обтекатели устанавливались без демонтажа собственных агрегатов вагона ЭР22, а монтировались поверх них. Таким образом, в кабине машиниста было сразу два комплекта лобовых стекол, разнесенные на определенное расстояние. Нижнюю часть бортов корпуса и агрегаты подвагонного пространства закрыли съемными фальшбортами. К проверке аэродинамических характеристик нового аэровагона привлекался ЦАГИ. Специалисты этой организации проверили в аэродинамической трубе 15 вариантов обтекателей и выбрали наиболее удачный.
Базовый моторный вагон имел длину 24,5 м, ширину 3,45 м и колесную базу 20,75 м. После установки всех новых агрегатов длина аэровагона достигла 28 м. За счет демонтажа ряда оборудования снаряженный вес вагона сократился с 66 то 59,4 т, включая 7,2 т топлива для реактивных двигателей. Базовый вагон оснащался двумя двухосными колесными тележками, связанными с силовой установкой. В конструкции машины СВЛ использовались иные тележки, не имеющие каких-либо приводов на колесные пары. Тележки оборудовались дисковыми тормозами с электропневматическими и пневматическими приводами. Предусматривались ящики для песка, предназначавшегося для улучшения сцепления с рельсами.
На крыше СВЛ, в передней ее части, имелся пилон характерной Т-образной формы, на котором крепились два турбореактивных двигателя АИ-25. Общая масса конструкции не превышала 1 т. Двигатели имели тягу по 1500 кгс и управлялись из кабины машиниста при помощи пульта авиационного образца. Для энергоснабжения различных бортовых систем вагон-лаборатория получил отдельный дизель-генератор.
Испытания аэровагона СВЛ стартовали в 1971 году. Первые тестовые рейсы проводились на базе Московской дороги, на линии Голутвин-Озеры. В ходе большого количества испытательных поездок «Скоростной вагон-лаборатория» постепенно повышал скорость движения. Во время первого этапа испытаний была достигнута максимальная скорость 187 км/ч. Дальнейшее увеличение скорости было невозможным из-за особенностей линии с большим количеством поворотов и недостаточно длинными прямолинейными участками.
В 1972 году «полигоном» для испытаний стала Приднепровская железная дорога, а именно линия Новомосковск-Днепродзержинск. Целью этих испытаний вновь стал сбор информации о поведении различных агрегатов. Как и ранее, скорость движения постоянно увеличивалась. СВЛ смог разогнаться до 249 км/ч. Экспериментальный аэровагон мог развивать и большие скорости, однако подобные испытания не проводились из-за состояния путей.
Собранные сведения позволили провести ряд важнейших расчетов. В частности, было установлено, что критическая скорость вагона СВЛ составляет 350 км/ч. Кроме того, на основании собранных данных были проведены эксперименты по изучению устойчивости движения высокоскоростных поездов. Для этого СВЛ оснастили новыми колесными парами, имевшими рабочий уклон поверхности катания 1:10 (ранее использовались колеса с уклоном 1:20), а также уменьшили сопротивление поворотам тележек. В результате таких доработок критическая скорость вагона снизилась до 155-160 км/ч. Эксперименты на доработанном аэровагоне подтвердили корректность существующих моделей и методик расчета ходовой части.
Сведения и опыт, полученные в ходе проекта СВЛ активно использовались в ряде новых проектов скоростной железнодорожной техники. Определенные наработки и методики конструирования применялись при разработке электропоезда ЭР200 и локомотива РТ200, рассчитанных на движение со скоростями до 200 км/ч. Сам проект «Скоростной вагон-лаборатория» был закрыт в 1975 году по причине выполнения всех возложенных задач. Специалисты испытали машину и собрали всю необходимую информацию. Дальнейшая ее эксплуатация представлялась нецелесообразной.
Единственный экспериментальный прототип СВЛ в 75-м отогнали на Калининский вагоностроительный завод, где он пробыл в течение нескольких следующих десятилетий. До середины восьмидесятых годов аэровагон стоял на одной из площадок предприятия без работы и обслуживания. Часть его агрегатов была демонтирована в интересах завода, часть – растащена нерадивыми сотрудниками. В середине восьмидесятых возникла идея переоборудовать ненужный экспериментальный вагон для нужд культуры и просвещения. Из СВЛ хотели сделать видеосалон. По имеющимся данным, вагон успел получить новую отделку салона и часть специального оборудования. Тем не менее, в силу определенных причин идея создания видеосалона так и не была доведена до логического конца.
Никому не нужный СВЛ простоял на заводе до конца двухтысячных годов. С конца девяностых рассматривался вопрос возможной передачи аэровагона железнодорожному музею г. Санкт-Петербурга. Передача так и не состоялась, поскольку перевозка обветшавшего вагона была связана с рядом специфических трудностей, с которыми никто не захотел разбираться.
В 2008 году бывший Калининский, а теперь Тверской вагоностроительный завод отмечал свое 110-летие. В честь праздника в Сквере вагоностроителей, расположенном неподалеку от завода, установили памятную стелу. Для ее изготовления от аэровагона СВЛ отделили и отреставрировали головную часть с кожухами реактивных двигателей. Остальные агрегаты были утилизированы. Памятник изображает реактивный вагон, выезжающий из тоннеля. Через несколько десятилетий после окончания испытаний все желающие получили возможность увидеть, пусть и не полностью, уникальную отечественную разработку.
По материалам сайтов:
http://railblog.ru/
http://popmech.ru/
http://lattrainz.com/
http://про-электропоезда.рф/
http://parovoz.com/
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.
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.
🔆 В 1970 году на Калининском вагоностроительном заводе (КВЗ) был построен экспериментальный реактивный поезд - скоростной вагон-лаборатория (СВЛ). Стоит отметить, что в Советском Союзе использованию реактивных авиадвигателей на транспорте придавали большое значение.
Кузов высокоскоростного вагона был построен на основе моторного головного вагона ЭР22, у которого поставлены головной и хвостовой обтекатели, а подвагонное оборудование и ходовая часть закрыты с обеих сторон съемными фальшбортами. На крыше этот поезд был оборудован турбореактивными двигателями АИ-25, применявшиеся на пассажирском самолёте Як-40.
Длина вагона - 28 м. Масса - 59,4 т (из них топливо - 7,2 т). Максимальная достигнутая на испытаниях скорость - 250 км/ч.
Причиной создания локомотива такого необычного типа были идеи организации высокоскоростного железнодорожного сообщения и дальнейшего использования авиадвигателей АИ-25, исчерпавших свой авиаресурс, но все ещё пригодных к дальнейшей эксплуатации «на земле».
С 1971 по 1975 г скоростной вагон-лаборатория СВЛ использовался для опытных поездок и проведения исследовательских работ.
Необходимо отметить, что целью испытаний не являлось установление рекорда скорости. Испытания проводились для исследования взаимодействий в системе «колесо-рельс», для будущих скоростных поездов. Для испытаний лучше всего подходил вагон «который едет сам», не отталкиваясь колёсами от рельсов. Прицепить вагон к локомотиву не было возможности, т. к. в 1970 году в СССР ещё не было локомотивов способных длительное время держать скорость более 230 км/ч. Железнодорожный путь, также не позволял развивать скорости более 250 км/ч.
В 1975 г. после запуска ЭР200 (советский скоростной электропоезд постоянного тока) необходимость в СВЛ с его прожорливыми и требующими большого внимания реактивными двигателями отпала, и единственный экземпляр СВЛ был брошен на территории КВЗ.
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 25 км/ч. В результате вагон остался на том же месте. В настоящее время из передней части вагона сделали стелу перед входом КВЗ.
В СССР использованию реактивных авиадвигателей на транспорте придавали большое значение. В 1970 г. Калининский вагоностроительный завод закончил изготовление реактивного локомотива, получившего название СВЛ (скоростной вагон-лаборатория).
Кузов высокоскоростного вагона был построен на основе моторного головного вагона ЭР22, у которого поставлены головной и хвостовой обтекатели, а подвагонное оборудование и ходовая часть закрыты с обеих сторон съемными фальшбортами.
Причём кабина, лобовая и задняя стенки ЭР22 сохранены, обтекатели являются лишь «насадками». Забавно, что в результате машинист смотрит на путь через два стекла: кабины и обтекателя.
Форма обтекателей является разработкой МГУ и имеет коэффициент лобового сопротивления 0,252. Модель вагона продувалась в аэродинамической трубе ЦАГИ.
Собственно говоря, КВЗ планировал постройку сверхскоростного реактивного поезда «Русская Тройка» именно с этими обтекателями. Для уменьшения воздушного сопротивления при движении на высоких скоростях съёмным обтекателем закрывается и автосцепка СА-3.
Головной вагон ЭР22-67 был специально построен Рижским вагоностроительным заводом для СВЛ - то есть чертежи были обычные, но особое внимание уделено качеству изготовления. Изначально СВЛ был окрашен в цвета ЭР22: кремово-жёлтый верх и красный низ. Длина вагона с обтекателями 28 м.
Вагон имеет необычные для головного вагона двухосные тележки конструкции Калининского вагоностроительного завода и ВНИИВ с пневматическими рессорами центрального подвешивания. Такие тележки ранее подкатывались под прицепные вагоны электропоездов ЭР22.
Вагон оборудован дисковыми тормозами с пневматическим и электропневматическим управлением. Имеются песочницы для увеличения сцепления колес с рельсами при торможении. На крыше вагона в головной его части на специальном пилоне установлены два авиационных турбореактивных двигателя самолета ЯК-40, которые и создают необходимую силу тяги для движения вагона. Вес двух двигателей менее 1т. Максимальная сила тяги их 3000 кгс.
В кабине машиниста установлен авиационный пульт управления двигателями, а также обычные приборы управления тормозами и песочницами. В кузове вагона смонтировали дизель-генератор. От генератора получают питание электродвигатель компрессора, осветительные приборы, цепи управления и электропечи. Вагон в экипированном состоянии весил 59.4 т, в том числе запас топлива (керосина) 7.2 т.
В 1971 г. экспериментальный вагон проходил испытания на линии Голутвин - Озёры Московской дороги, где была достигнута скорость 187 км/ч. Затем в начале 1972 г. вагон совершал поездки на участке Новомосковск - Днепродзержинск Приднепровской железной дороги, где постепенно увеличивалась максимальная скорость (160, 180, 200 км/ч). Итогом испытаний была скорость движения 249 км/ч.
Необходимо отметить, что целью испытаний не являлось установление рекорда скорости. Испытания проводились для исследования взаимодействий в системе «колесо-рельс», для будущих скоростных поездов. Для испытаний лучше всего подходил вагон «который едет сам», не отталкиваясь колёсами от рельсов. Прицепить вагон к локомотиву не было возможности, т. к. в 1970 году в СССР ещё не было локомотивов способных длительное время держать скорость более 230 км/ч. Железнодорожный путь, также не позволял развивать скорости более 250 км/ч.
После завершения испытаний СВЛ был брошен на задворках Калининского вагоностроительного завода у ст. Дорошиха. Там он и находится по сей день…
