Trenuri cu reacție. Tren sovietic cu reacție

Ideea de a crea un tren pe jet thrust a venit la designerii sovietici la sfârșitul anilor 1960. În 1971, a fost construit un prototip de locomotivă, care era echipat cu două motoare turboreactor. Mașina prototip a fost folosită doar pentru cercetare, dar unii au crezut serios că astfel de trenuri sunt viitorul.

Întotdeauna a existat interes pentru trenurile de mare viteză în URSS. În anii 1930, la Uzina Kolomna au fost create mai multe trenuri experimentale care, cu 4 vagoane, au putut atinge o viteză de 170 km/h. La sfârșitul anilor 1960, designerii au venit cu ideea de a dezvolta un tren care să nu fie respins de la sol, ci „din aer”. Astfel, a luat naștere proiectul unei mașini de laborator de mare viteză, care a primit denumirea de „VNIIV-Speed”. La dezvoltare au luat parte angajații VNIIV și Biroul de Proiectare al Ingineriei Aviației A.S. Yakovlev. Un prototip a fost creat la Kalinin Carriage Works (acum TVZ). Viteza de proiectare a fost de 250 km/h, pe care a atins-o în timpul testelor. Nu a fost primul din lume mașină cu reacție. Mai devreme, în 1966, americanul Companie nouă York Central a testat o mașină sub denumirea M-497, care avea două motoare General Electric dintr-un avion J-47.

Mașina de laborator sovietică a fost destinată în primul rând cercetării, așa că a fost echipată cu multe instrumente de masura. Locomotiva trebuia să devină o platformă experimentală pentru verificarea șinelor și roților în timp ce trenul mergea mai departe. viteze mari. O astfel de compoziție trebuia folosită pe ruta Moscova - Leningrad.

Pe acoperișul trenului, în partea din față, au fost instalate motoare duble turboreacție de la aeronava de pasageri Yak-40 cu o greutate totală de aproximativ 1 tonă, iar tracțiunea maximă a fost de 3000 kgf. Au existat propuneri de echipare a locomotivei cu motoare de la vânătoarea MiG-15, dar acestea au fost abandonate în favoarea motoarelor AI-25 de la Yak-40 cu o durată de viață mai lungă. Pentru a proteja împotriva scăpării gazelor fierbinți din motoare, pe acoperiș a fost prevăzut un ecran din oțel care poate rezista temperaturi mari. Pentru a crea o mașină experimentală, s-a decis să se utilizeze caroseria mașinii de cap ER22-67, creată la Riga Carriage Works. Carenaje dezvoltate la Universitatea de Stat din Moscova au fost atârnate pe mașină în părțile din cap și coadă și instalate echipament optional necesare pentru a porni motoarele. Lungimea mașinii era de 28 m. Locomotiva a devenit mai eficientă, modelul său a fost testat anterior în tunel de vant. Mașina de laborator avea boghiuri cu două osii cu arcuri pneumatice de suspensie centrală. Pentru franare s-au folosit frane cu disc cu comanda pneumatica si electropneumatica. Cutiile cu nisip au fost concepute pentru a îmbunătăți aderența roților la șine în timpul frânării. În cabina șoferului a fost instalat un panou de control al aeronavei pentru a controla motoarele. În caroserie a fost prevăzut un generator diesel, din care a funcționat motorul electric al compresorului, iluminat, cuptoare electrice. Locomotiva conținea 7,2 tone de kerosen, masa intreaga vagonul avea aproximativ 60 de tone.

Mașina de laborator a fost testată în 1971 pe secțiunea Golutvin - Ozyory a căii ferate din Moscova. Testele au avut succes. Mașina a atins o viteză de 187 km/h. Un alt test a fost efectuat la începutul anului 1972 pe secțiunea Novomoskovsk - Dneprodzerzhinsk a căii ferate Pridnestrovie. Trenul a atins o viteză de 249 km/h. Vagonul de laborator ar fi putut dezvolta o viteză mai mare, dar calea ferată nu a fost proiectată pentru deplasarea la o asemenea viteză. În ciuda testării cu succes a unei mașini cu reacție, utilizarea unor astfel de trenuri a fost nepractică. Au consumat mult combustibil, au fost zgomotoase, au ridicat praf. Odată cu apariția trenurilor electrice ER-200, capabile să atingă o viteză de 200 km/h, problema utilizării trenurilor cu motoare cu reacție a dispărut de la sine.

Multă vreme, mașina aduna praf la Uzina de elicoptere din Kazan, lângă stația Doroshikha. În 1986, s-a decis să se transforme într-un mic cinematograf pentru vizionarea de filme, dar ideea nu s-a concretizat niciodată, deși s-a lucrat la finalizarea mașinii. A fost lăsat să ruginească. În 2008, când Fabrica de Transport Tver a împlinit 110 ani, s-a decis instalarea unei stele cu partea de cap a mașinii de laborator. Monumentul se află acum în Piața Constituției din Tver. Mașina este vopsită în albastru, alb și roșu, dar inițial avea un vârf galben și un jos roșu.

În 1970, un experiment tren cu reacție- vagon de laborator de mare viteză (SVL). Trebuie remarcat faptul că în Uniunea Sovietică s-a acordat o mare importanță utilizării motoarelor de avioane cu reacție în transport.

Mai mult, pereții cabinei, frontali și posteriori ai ER22 sunt păstrați, carenele sunt doar „duze”. E amuzant că, drept urmare, șoferul se uită la drum prin două ferestre: cabină și caren.

2

3

4

Mașina are boghiuri cu două axe, neobișnuite pentru mașina principală, proiectate de Kalinin Carriage Works și VNIIV cu arcuri pneumatice de suspensie centrală. Astfel de boghiuri au fost anterior rulate sub vagoane-remorci ale trenurilor electrice ER22.

5

6

7

8

De remarcat că scopul probelor nu a fost stabilirea unui record de viteză. Testele au fost efectuate pentru a studia interacțiunile din sistemul „roată-șină”, pentru viitor trenuri de mare viteză. Pentru testare, mașina „care circulă singură” a fost cea mai potrivită, fără a respinge roțile de pe șine. Nu a fost posibil să atașați un vagon la o locomotivă, deoarece în 1970 nu existau locomotive în URSS capabile să mențină o viteză de peste 230 km / h pentru o lungă perioadă de timp. cale ferată, de asemenea, nu permiteau viteze mai mari de 250 km/h.

9

Sarcina de a proiecta o locomotivă de mare viteză a fost încredințată Biroului de proiectare Yakovlev și lucrărilor de transport Kalinin (acum Tver). Înainte de a trimite „tren-avion” în producție, a fost necesar să se verifice cum se va comporta un astfel de tren pe calea ferată care exista la acea vreme.

Pentru aceasta, a fost creată o mașină de laborator de mare viteză. La început, au plănuit să proiecteze o locomotivă specială, dar în cele din urmă, în calitate de donator, au luat vagonul principal din cel mai obișnuit tren electric de la Riga ER22. Cum să accelerezi un colos în general lent? Am mers pe calea americană, dând prioritate motoarelor cu reacție.

Pur și simplu a fost neprofitabil să vină cu noi instalații pentru un produs care era promițător, dar departe de a fi gata. Prin urmare, două motoare turborreactor de la aeronava Yak-40 au fost plasate deasupra cabinei șoferului. Ambele unități cântăreau aproximativ o tonă. Era ieftin și solutie de incredere, care nu a necesitat costuri semnificative. Pentru teste, erau potrivite motoarele de aeronave deja dezafectate, care erau periculoase de utilizat în aviație, dar pentru testele la sol - de ce nu?

A doua problemă a fost că vagonul principal de la trenul electric nu era potrivit pentru mare teste de viteza din cauza formei sale. Dar și aici s-a găsit o soluție simplă. În timpul testării în tunelul de vânt, inginerii au analizat 15 modele de tren pentru a descoperi cum să ofere locomotivei cea mai simplă formă. Pe baza datelor obținute, au fost dezvoltate suprapuneri speciale la Universitatea de Stat din Moscova. Au acoperit trenul de rulare, părțile capului și cozii. Botul ascuțit al trenului nu este altceva decât o suprafață care a fost instalată chiar în fața cabinei. Șoferul s-a uitat prin două parbrize - cabină și caren.

Acoperișul de deasupra cabinei a fost întărit cu o tablă de oțel rezistentă la căldură. Acest lucru a fost necesar pentru a evita supraîncălzirea suprafeței în timpul funcționării motoarelor cu reacție. Salonul era plin cu o varietate de instrumente de măsurare care trebuiau să înregistreze comportamentul mașinii în timpul testelor de mare viteză. Panoul de control al locomotivei modificat semăna instalarea aeronavei. Nicio unitate de locomotivă nu a rămas fără îmbunătățiri, deoarece viteza mare de mișcare impune cerințe complet diferite asupra șasiului, frânelor și multor alte sisteme.

De ce instalarea motoarelor cu reacție face necesară reechiparea completă a infrastructurii și locomotivelor care existau la acea vreme? Ca unul dintre exemplele care dau un răspuns la această întrebare, se pot cita cel puțin roțile. motor conventional le rotește, forțându-i astfel să împingă de pe șine și să miște trenul. Cu propulsia cu reacție, roțile și șinele sunt doar elemente de ghidare care mențin trenul într-o anumită traiectorie. Locomotiva este respinsă nu de pe șine, ci din aer.

S-au apelat șine magnetice și frâne cu disc complet noi pentru a opri cursele mașinii la viteză maximă. Pentru a stinge vibrațiile laterale care sunt tipice pentru orice tren, au calculat datorită jetului de gaz de la motoarele cu reacție - trebuia să calmeze vibrațiile și să mențină locomotiva în calea ferată.

În sfârșit, după trei ani de pregătire, a venit timpul să testăm mașina cu reacție. Primele teste au avut loc în 1971 lângă Moscova, pe tronsonul Golutvin-Ozery. Rezultatele au fost bune, dar nu deosebit de impresionante. Datorită numeroaselor secțiuni „curbate” ale căii ferate, locomotiva cu reacție a putut accelera doar la 180 km/h. Nu e rău pentru acea perioadă, dar departe de limita calculată de 360 ​​km/h.

Lucrurile au devenit mai distractive în a doua etapă de testare, când locomotiva a fost condusă de-a lungul tronsonului drept al căii ferate Nipru. Acolo a arătat o viteză record pentru o pistă de 1520 mm - 250 km / h. Aceasta este o cifră înregistrată oficial, deși martorii oculari susțin că în timpul testelor a fost posibil să se accelereze până la 275 km/h!

S-ar părea că totul a fost grozav și se îndrepta spre lansarea transportului de pasageri de mare viteză în URSS folosind trenuri cu reacție. Inginerii erau încrezători că trenurile de mare viteză cu trei vagoane vor putea fi montate pe șine în următorii câțiva ani. Cu toate acestea, visele au rămas vise - locomotivele sovietice cu tracțiune turboreactor nu au intrat niciodată în producție pe scară largă.

Căile ferate care existau la acea vreme îi aparțineau sistem vechi, care a fost construit nu acum cinci sau chiar zece ani. Ținând cont de condițiile topografice, proiectanții au planificat razele de curbură corespunzătoare, datorită cărora viteza trenului nu putea depăși fizic 80 km/h. Pentru trenurile de mare viteză, aceste curbe ar trebui atenuate sau ar trebui amenajate șine noi. Prima soluție nu este suficient de eficientă, a doua este foarte scumpă.

O altă problemă este infrastructura rutieră, cum ar fi platformele stațiilor deschise. Imaginați-vă că un tren trece în grabă pe lângă un astfel de obiect cu o viteză de cel puțin 250 km/h. Un privitor va fi pur și simplu aruncat în aer de pe platformă de un val de aer. Era necesar să ne gândim chiar și la astfel de fleacuri precum pietrișul care acoperă potecile. Pietrele și nisipul ridicate în aer de un curent cu jet ar putea face o mulțime de probleme. Singura decizie- Betonează toate căile.

Conduceți trenuri de mare viteză pe șinele existente? Apoi va trebui să accelerezi constant pe tronsoane blânde și să încetinești pe curbe, în timp ce te apropii de stații etc. Ca urmare, finalul viteza medie marfă și trafic de pasageri nu ar crește semnificativ.

La începutul anilor 1970, starea căilor ferate sovietice era astfel încât acestea puteau asigura viteza maxima deplasare la nivelul de 140 km/h. Doar în unele zone, această cifră ar putea fi crescută la 200 km/h la costuri relativ mici. Creșterea suplimentară a vitezei a fost asociată cu costuri economice și cu forța de muncă gigantice.

Mai mult, a fost pusă sub semnul întrebării presupusa comoditate a trenurilor cu reacție în comparație cu avioanele. Aeroporturile, după cum știți, sunt în cele mai multe cazuri departe de clădirile rezidențiale, ceea ce duce la costuri de timp pentru a ajunge la ele. În cazul noilor locomotive, nici stațiile care existau în raza orașului nu ar fi fost potrivite - din cauza zgomotului mare al motoarelor cu reacție, platformele au trebuit să fie îndepărtate de clădirile de locuit. Adică, designerii au ajuns din nou la concluzia că pasagerii ar trebui să petreacă mult timp pentru a ajunge la gară.

Ultimul cui din capacul „sicriului” cu jet a fost ciocănit de compact motoare electrice. La mijlocul anilor 1970, trenurile electrice de la Riga ER200 au fost testate cu putere. Desigur, nu puteau accelera până la 300 sau chiar 250 km/h, dar 200 km/h era suficient pentru trenurile electrice. Această viteză a fost suficientă pentru acea perioadă și, în plus, a dispărut nevoia unei restructurari radicale a infrastructurii feroviare.

După aproape cinci ani de teste, mașina cu reacție a devenit inutilă și a fost returnată fabricii. Aici a ruginit până în 1986, când membrii locali ai Komsomolului au decis să-l transforme într-un stabiliment la modă sub forma unei cafenele-salon video. Locomotiva a fost curățată, revopsită în albastru și alb (în timpul probelor a fost roșu și alb), eliberată de echipamente „extra” și chiar a avut timp să amenajeze în ea un bar și o sală de cinema!

Adevărat, siguranța pentru a duce problema până la capăt nu a fost suficientă. În plus, se pregătea o „paradă a suveranităților”. A devenit cumva nu depinde de mașină. Locomotiva a fost lăsată să putrezească în spatele fabricii, treptat dărăpănată și în cele din urmă s-a transformat într-o găleată ruginită fără o singură fereastră întreagă. Potrivit oamenilor familiarizați cu situația, la începutul secolului mașină unică a vrut să se transporte la Muzeul de Inginerie Feroviară din Sankt Petersburg. Cu toate acestea, din trecut caracteristicile vitezei nu a mai rămas nicio urmă din mașină - în loc de 250 km/h, nu se putea mișca mai repede de 25 km/h. În general, locomotiva ar fi supraviețuit cu greu călătoriei de la Tver la Sankt Petersburg. În urmă cu aproximativ opt ani, muncitorii din fabrică au tăiat carena trenului, l-au pictat și l-au făcut un element al unei stele memoriale în onoarea a 110 de ani de existență a întreprinderii de construcții de mașini.

Patul șinelor s-a dovedit a fi un obstacol în calea creșterii vitezei trenurilor. La viteze mari, apar efecte dinamice atât de mari ale roții asupra șinei încât patul șinei nu poate rezista. Prin urmare, sarcina principală transport feroviar a constat în trecerea la șine mai grele. Când, de exemplu, au fost așezate șine mai grele pe secțiunea de cale ferată dintre Moscova și Leningrad, a fost posibil să se mărească dramatic viteza trenurilor și să se stabilească un record național de viteză de 200 km / h.

Cu toate acestea, nici măcar șinele grele nu rezolvă problema pe termen lung. Vitezele cresc, efectele dinamice ale roții asupra șinelor cresc, iar șinele chiar și mai grele devin insuficient de puternice. În plus, la viteze mari, roata începe să alunece față de șină. Sistemul „roată-șină” își pierde capacitatea de a transmite în mod satisfăcător tracțiunea.

În 1967, cercetările au fost efectuate în Japonia la maximum viteza posibila pentru un tren super-express cu 12 vagoane care a început să circule pe linia Tokaido. Această viteză era de 370 km/h. O creștere suplimentară a forței aplicate roții nu mai dă o creștere a vitezei, deoarece face doar alunecarea roții față de șină.

A fost o idee de a elibera roata de transmisie efort de tracțiune prin utilizarea unui motor cu reacție instalat pe acoperișul trenului (Figura 9.3.). În acest caz, roțile acționează ca niște role care rulează de-a lungul șinelor.

Să evaluăm perspectivele unui astfel de tren după criteriile de progresivitate. Trenul trebuia să circule cu viteze de până la 300 km/h. O astfel de viteză pe calea ferată este un succes serios, iar criteriul de viteză pentru un astfel de tren este mult mai bun decât cel al trenurilor feroviare convenționale. antreneaza-te cu motor turboreactor proiectat pentru căile ferate existente. Prin urmare, cu criteriul eficienței, s-ar părea că totul merge bine, deoarece nu sunt necesare cheltuieli mari pentru construcția de noi drumuri.

Cu toate acestea, căile ferate existente rulează trenuri convenționale de pasageri și marfă la viteze mult mai mici. O discrepanță între vitezele trenurilor cu reacție și cele ale altor trenuri va avea ca rezultat un singur tren design nou va doborî zeci de alții din program, care vor fi nevoiți să stea pe margini așteptând ca el să se grăbească. Ca urmare, după criteriul de eficiență, trenul cu reacție nu trece.

Atunci când se evaluează un astfel de tren după criteriul de siguranță, trebuie să se țină cont de posibilul șoc dinamic care apare atunci când două trenuri se întâlnesc, fiecare dintre ele se repezi unul spre celălalt de-a lungul a două șine apropiate cu o viteză de 300 km/h. Există și multe alte probleme. Cu toate acestea, chiar și un singur criteriu de eficiență este suficient pentru a refuza acestui tren perspectivele.

Evaluarea unui tren cu motor cu reacție în funcție de criteriile de progresivitate arată că nu este un mod de transport fundamental nou, așa cum au scris mulți despre el la un moment dat.

Cea mai mare invenție omul - roata - a devenit un obstacol în calea creșterii în continuare a vitezei. A fost ideea de a abandona roata și de a o înlocui cu o pernă de aer .

Monorai

corn. Acesta este drumul de mare viteză care deține viitorul.

Primul drum monorail pe stâlpi trasi de cai a fost construit în 1820 în satul Mechkovo, lângă Moscova, pentru a transporta cherestea. În Rusia, acest eveniment a trecut neobservat, iar un an mai târziu, în Anglia, a fost eliberat un brevet pentru o cale de monorail. Una dintre primele monorai pentru pasageri a apărut în Germania în 1901.

cost ridicat de curățenie. Dar asta

drumul necesită o înălțime mai mică a suporturilor

kady (2-3 m) și, în consecință, un mai mic

cost de construcție. Pentru drumurile suspendate sunt necesare suporturi înalte (4-5 m), dar trenurile de rulare ale mașinilor sunt mult simplificate.

Datorită costului semnificativ și a unor inconveniente operaționale (necesitatea de a ridica pasagerii pe și de pe pasajul superior, complexitatea întreținerii căii și materialului rulant), monorailele nu au fost încă utilizate pe scară largă.

Acest tip de cale ferată este deosebit de potrivit pentru oras modern cu clădirile sale dense, aglomerația și ambuteiajele. În Japonia, în 1955, a fost organizat un grup de cercetare, care s-a angajat în crearea unui tren expres supersonic pentru un monorail.

sor Kenoya Ozawa - designer celebru

aeronave. În 1970, pe o copie exactă a unui astfel de

tren expres test drive s-au comis

animale de pradă. Au rezistat bine

voiaj. Japonia a mers mai departe decât alte țări în chestiuni practice. La începutul anilor 1970, au fost construite drumuri monorail pentru comunicațiile suburbane și urbane. Un monorail de mare viteză de 50 km a conectat Osaka de aeroport în 1987.

În URSS, folosirea motoarelor de avioane cu reacție în transport a primit o importanță deosebită. În 1970, Kalinin Carriage Works a finalizat fabricarea unei locomotive cu reacție, numită SVL (mașină de laborator de mare viteză).
Caroseria mașinii de mare viteză a fost construită pe baza mașinii de plumb cu motor ER22, care are carene pentru cap și coadă, iar echipamentul și trenul de rulare sunt închise pe ambele părți cu parapeturi detașabile.

Mai mult, pereții cabinei, frontali și posteriori ai ER22 sunt păstrați, carenele sunt doar „duze”. E amuzant că, drept urmare, șoferul se uită la drum prin două ferestre: cabină și caren.

Forma carenelor este o dezvoltare a Universității de Stat din Moscova și are un coeficient de rezistență de 0,252. Modelul de mașină a fost suflat în tunelul de vânt TsAGI.


De fapt, uzina de elicoptere din Kazan a plănuit să construiască un tren cu reacție de foarte mare viteză „Troica rusă” cu aceste carene. Pentru a reduce rezistența aerului atunci când conduceți la viteze mari, cuplajul automat SA-3 este, de asemenea, închis cu un caren detașabil.


Mașina principală ER22-67 a fost construită special de Riga Carriage Works pentru SVL - adică desenele erau obișnuite, dar s-a acordat o atenție deosebită calității manoperei. Inițial, SVL a fost vopsit în culorile ER22: sus galben-crem și fund roșu. Lungimea mașinii cu carene este de 28 m.

Mașina are boghiuri cu două axe, neobișnuite pentru mașina principală, proiectate de Kalinin Carriage Works și VNIIV cu arcuri pneumatice de suspensie centrală. Astfel de boghiuri au fost anterior rulate sub vagoane-remorci ale trenurilor electrice ER22.


Mașina este echipată cu frâne cu disc cu control pneumatic și electropneumatic. Există nisipuri pentru a crește aderența roților la șine la frânare. Pe acoperișul mașinii din partea sa de cap, pe un stâlp special, sunt instalate două motoare turbojet ale aeronavei Yak-40, care creează forța de tracțiune necesară pentru deplasarea mașinii. Greutatea a două motoare este mai mică de 1 tonă. Forța lor maximă de tracțiune este de 3000 kgf.


Cabina șoferului este echipată cu un panou de control al motorului aeronavei, precum și comenzi convenționale pentru frână și cutie de nisip. În caroseria mașinii a fost instalat un generator diesel. Generatorul furnizează energie motorului compresorului, iluminatului, circuitelor de control și cuptoarelor electrice. Mașina în stare echipată cântărea 59,4 tone, inclusiv combustibil (kerosen) 7,2 tone.


În 1971, o mașină experimentală a fost testată pe linia Golutvin - Ozyory a Drumului Moscova, unde s-a atins o viteză de 187 km/h. Apoi, la începutul anului 1972, mașina a făcut călătorii pe secțiunea Novomoskovsk - Dneprodzerzhinsk a căii ferate Pridneprovskaya, unde viteza maximă a crescut treptat (160, 180, 200 km / h). Rezultatul testelor a fost o viteză de 249 km/h.

De remarcat că scopul probelor nu a fost stabilirea unui record de viteză. Testele au fost efectuate pentru a studia interacțiunile din sistemul „roată-șină”, pentru viitoarele trenuri de mare viteză. Pentru testare, mașina „care circulă singură” a fost cea mai potrivită, fără a respinge roțile de pe șine. Nu a fost posibil să atașați un vagon la o locomotivă, deoarece în 1970 nu existau locomotive în URSS capabile să mențină o viteză de peste 230 km / h pentru o lungă perioadă de timp. De asemenea, calea ferată nu permitea viteze mai mari de 250 km/h.

După finalizarea testelor, SVL-ul a fost abandonat în curtea din spate a Uzinei de Transport Kalinin din apropierea gării. Doroshikha. Iată-l până în ziua de azi...