Первый русский серийный паровоз

Паровоз Черепановых

Еще до постройки паровоза, Ефим Черепанов и его сын Мирон, занимались строительством паровых машин.

Свою первую паровую машину мощностью в 4 лошадиных силы, они построили в 1824 году. Ефима Черепанова, как опытного механика неоднократно отправляли в различные страны Европы. Главным образом в Англю, которая была лидером по постройке паровых машин. Считается, что идея постройки своего первого паровоза, Черепановым пришла именно в Англии, после того, как они увидели паровоз Стефенсона .

паровоз Стефенсона

Первый паровоз Черепановых был построен в 1834 году. Это был первый паровоз в истории Российской техники . При его постройке они столкнулись с несколькими техническими проблемами. Во-первых, их паровой котел не давал достаточного количества пара. Для решения этой проблемы, они увеличили количество трубок в котле до 80.
Еще одной проблемой, было решение задачи заднего хода паровоза. Для этого Черепановы применяют механизм, состоящий из эксцентрического колеса, позволяющий подавать пар в паровой цилиндр так, что бы колеса паровоза начинали вращаться в обратную сторону.

Вес паровоза Черепановых составлял 2,4 тонны. С грузом в 3,5 тонны, паровоз развивал скорость в 15 км/ч. Для перевозки запасов угля и воды, применялась специальная тележка - тендер.
У паровоза было две пары колес одинакового размера. Ведущими была только одна пара.
Для первого паровоза Черепановых, была построена дорога с чугунными рельсами от завода до медного рудника. Длина дороги составляла 835 метров.

За строительство паровоза, Мирон Черепанов был награжден вольной грамотой (его отец, Ефим Черепанов, получил вольную еще раньше, за строительство паровых машин)

Второй паровоз Черепановых
Вслед за первым паровозом, в марте 1835 года, Черепановы строят второй паровоз. В отличие от первого паровоза, второй паровоз Черепановых имел большие размеры и ряд конструктивных изменений. Колеса бегунковой пары, на которых не было привода от паровой машины, уменьшили в размерах. Перевозить паровоз мог уже 16 тонн, со скоростью 15 км/час.
В 1837 году, Черепановы строят модель паровоза для промышленной выставки в Петербурге.

Несмотря на то, что паровоз Черепановых появился в России ещё в 1833 году, для первой русской железной дороги были закуплены иностранные паровоз ы из Англии и Бельгии. Даже уголь для них первоначально доставляли из Англии. Заморским углём в те времена снабжались морские суда, так как русский уголь, по данным тогдашних британских учёных, был якобы вреден и для котлов, и для кочегаров, настолько же, насколько сейчас отечественный бензин вреден по сравнению с топливом Евро-5.

Царскосельская железная дорога - первая в России железная дорога, до 1851 единственная в стране и 6-я в мире, построена в 1836 - 1838 гг. между Петербургом и Павловском. День открытия движения на участке Петербург - Царское Село (ныне г. Пушкин), 30 октября 1837, считается началом регулярных железнодорожных сообщений в России. Царскосельская железная дорога строилась с мая 1836 на средства акционерной компании Царскосельской железной дороги, учредителями которой были Ф.А. Герстнер, А.А. Бобринский, др. представители русского, а также немецкого и американского капитала.

Франц Антон фон Герстнер Алексей Александрович Бобринский

Среди пайщиков (186 человек) были крупные промышленники и купцы, придворные, высшие сановники. Длина дороги составила 25 вёрст (26,3 км). Одноколейный путь с шириной колеи 6 футов (1829 мм). В начале поезда по ней ходили на конной тяге и только по воскресеньям и праздникам на паровой. Полностью на паровую тягу перешли в 1838 г. после открытия линии Петербург - Павловск. В том же 1838 в Петербургском технологическом институте создан для Царскосельской железной дороги паровоз «Проворный».

“ Проворный “ в музейном павильоне

На Царскосельской железной дороге построены вокзалы: Павловский, на котором был устроен специальный концертный зал (с 1838г.), Витебский в Петербурге (1902-1904гг.), Царскосельский (1911-1912г.).

Павловский вокзал - концертный зал

Царскосельская железная дорога

Однако эти паровоз ы оказались технически крайне несовершенны. Их тормоза были ручными, а тормозные колодки делались из осины. Буферные брусья тоже изготавливались из дерева. При отправлении поезда помощник машиниста шел рядом с паровоз ом и открывал цилиндропродувательные краны, а когда накопившаяся в цилиндрах вода выходила, на ходу забирался на паровоз . Поэтому, как только началось строительство Николаевской железной дороги из Петербурга в Москву , было решено оснастить её исключительно отечественными паровоз ами. Заказ на их изготовление получил Александровский чугунолитейный завод. Он был основан в 1824 году и находился возле Санкт-Петербурга на берегу Невы.

Александровский завод

В 1843 году завод был передан из Департамента горных и соляных дел в Главное управление путей сообщения и публичных зданий и переименован в Александровский механический завод. Завод имел опыт выпуска паровых машин. Ещё в 1827 году на этом заводе был построена «Невка», один из первых пароходов, предназначенных для морского плавания, а в 1834 году на верфи Александровского завода по проекту генерал-адъютанта К. А. Шильдера была построена первая русская металлическая подводная лодка водоизмещением 16,4 т.

“ Невка “

паровоз 1-3-0

Первый русский серийный паровоз до наших не сохранился. Зато сохранилась современная ему модель.

23 марта 1844 года механическое заведение, ранее принадлежавшее Горному ведомству, передали Главному управлению путями сообщения и назвали «Александровским заводом Петербурго-Московской железной дороги».

Строительством подвижного состава занялись инженеры - воспитанники Петербургского института Корпуса инженеров путей сообщения. Первый паровоз строили не только днем, но и ночами, при свете дымных факелов и чадящих масляных ламп. В марте 1845 года под восторженные крики огромной толпы петербуржцев, собравшихся на пустыре перед заводом, из цехов паровоз ных мастерских вышел паровоз № 1, названный позднее серией «Д». Букву Д, вероятно, дали по заглавной букве фамилии конструктора - инженера Докучаева. Первые русские магистральные паровоз ы не походил на английские. Они был мощнее и удобнее в управлении. Это были локомотивы типа 1-3-0, нигде в мире до этого не применявшийся. Задняя ведущая ось размещалась за топочной частью котла. Правда, некоторые паровоз ы не имели переднего бегункового колеса, и относились к числу локомотивов формулы 0-3-0.

Паровоз формулы 0-3-0

В снаряженном состоянии паровоз имел массу около 30 т; диаметр движущих колес равнялся 1371 мм, диаметр цилиндров - 457 мм, ход поршня - 508 мм. Парораспределение осуществлялось так называемыми экспансионными (расширительными) золотниками, так как кулисный парораспределительный механизм в то время еще не применялся; экспансионные золотники позволяли изменять направление движения и устанавливать определенную отсечку пара. Продувательные цилиндровые краны открывались только снаружи, и поэтому при отправлении поезда помощник машиниста, открыв краны, шел рядом с паровоз ом до прекращения выдувания воды, после этого он закрывал краны и на ходу вскакивал на паровоз . Колеса выполнялись чугунными без бандажей и противовесов, что делало ход локомотива очень неспокойным. Шатуны имели круглое сечение. Не было будок для машиниста и помощника, площадок и перил вокруг котла, песочниц, клапанов у поддувала. Топка и связи изготовлялись из красной меди, дымогарные трубы - из латуни. Питание котла водой осуществлялось насосом, поскольку инжекторов ещё не уществовало.
В качестве топлива применялись только дрова. Отечественного угля всё ещё опасались, а британский решили не завозить как по экономическим, так и по политическим соображениям - надвигалась Крымская война.
Товарные паровоз ы, как и весь подвижной состав, строившийся для Петербурго-Московской железной дороги, имели центральную буфер-сцепку.
Первые паровоз ы Александровского завода ещё не имели кабины для машиниста, но очень скоро над машинистом появился сначала козырёк, а потом и импровизированные самодельные кабины.

Желая усовершенствовать свой паровоз ный парк, Николаевская железная дорога с 1863 г. приступила к капитальной переделке товарных паровоз ов типов 0-3-0 и 1-3-0. В течение 1863 - 1867 гг. на Александровском заводе были переделаны 93 паровоз а, из которых 42 получили обозначение серии Га, 31 - Гс и 20 - Гв. Оставшимся 28 непеределанным паровоз ам была отведена роль снегоочистителей и маневровых локомотивов. Последних лишили тендера и порядкового номера. Вместо этого они обозначались буквами. Первый из них получил литеру А, а последний, десятый - литеру К.

Товарный паровоз серии Г был переделкой первого русского товарного паровоза. Использовался на Николаевской железной дороге с 1863 года.

На паровоз ах серии Гв были поставлены горизонтальные цилиндры, шатуны прямоугольного сечения и кулисный парораспределительный механизм Аллана. На паровоз ах серии Г6 цилиндры остались наклонными, шатуны круглого сечения, был установлен кулисный механизм Стефенсона. Несколько позднее на паровоз ах серий Г были поставлены инжекторы взамен питательных насосов.
Через год из цехов паровоз ных мастерских Александровского завода вышел первый пассажирский паровоз серии «В». По котлу, паровой машине, тендеру, длине и весу он не отличался от товарного паровоз а, но имел не три, а две колесных пары и переднюю двухосную тележку. Тележка поддерживала переднюю часть паровоз а.
Первый пассажирский паровоз получил № 122 - до этого счет велся товарным паровоз ам.
Паровоз серии «В» имел огромные колеса диаметром 1705 миллиметров, почти равным нынешнему. Только бегунки были маленькими. Колеса большого размера позволяли паровоз у развивать возможно большую скорость. При малом диаметре колес скорость паровоз а меньше, но сила тяги больше.
Ручные тормоза приводили в действие с помощью тормозного колеса и тяг. Когда машинист крутил тормозное колесо, винтовая передача тянула тормозную колодку и прижимала к колесу вагона. Поезд от такого торможения останавливался не сразу, а проехав расстояние более километра. Современные воздушные тормоза останавливают поезд на протяжении восьмисот метров, а электропневматические - на меньшем расстоянии.

Испаряющая поверхность нагрева котла составляла 101 м 2 , давление пара 8 кгс/см 2 . Большинство деталей были одинаковыми с деталями товарных паровоз ов типа 0-3-0 серии Д. У основания трубы располагался искроулавливатель, колеса были чугунными и не имели противовесов, тендеры с деревянной рамой; как и у товарных паровоз ов, у паровоз ов типа 2-2-0 сцепка-буфер была центральной.

Первый русский магистральный пассажирский паровоз серии В имел огромные колеса диаметром 1705 миллиметров. Диаметр цилиндра паровой машины составлял 406,4 мм ход поршня был равен 508 мм.

Первоначально пассажирские паровоз ы типа 2-2-0 имели только номерное обозначение (номера 122 - 164), но затем, когда в 1863 - 1867 гг. их начали, как и товарные, капитально переделывать, не подвергшиеся переделке паровоз ы получили обозначение серии В. При их реконструкции капитально отремонтировали котлы и рамы, поставили крытые будки для паровоз ной бригады, на некоторых паровоз ах парораспределительный механизм с экспансионными золотниками заменили на кулисный. Переделанныепаровоз ы типа 2-2-0 получили обозначение серии Б с нижними индексами А, Б и В, характеризовавшими те или иные конструктивные изменения. Всего было переделано 33 паровоз а серии В: 12 - в серию БА, 6 - в серию Бб и 15 - в серию Бв. Остальные 10 локомотивов в начале 70-х годов разобрали и обратили в лом. Модернизированные паровоз ы имели 156 дымогарных труб длиной 3317 мм, наружным диаметром 57 мм. На паровоз ах серии Ба устанавливались котлы диаметром 1191 мм, на паровоз ах серий Бг и Б. - диаметром 1189 мм.

В 1858 - 1859 гг. для обслуживания поездов «особой важности» (царских) на Александровском заводе было построено два паровоз а типа 2-2-0, которые для уменьшения нагрузки от колесных пар на рельсы были затем переделаны в паровоз ы типа 3-2-0. Эти паровоз ы, обозначенные серией А имели массу в рабочем состоянии 48,5т. (сцепная масса 26 т), диаметр движущих колес 1980 мм, расстояние между крайними колесными парами 7128 мм. В котле диаметром 1319 мм размещалось 157 дымогарных труб длиной 4280 мм и наружным диаметром 57 мм; испаряющая поверхность нагрева составляла 138,8 м2, площадь колосниковой решетки 1,85 м2, давление пара было 8 кгс/см2; диаметр цилиндров равнялся 558,5 мм, ход поршня - 558 мм. На паровоз е было применено внутреннее парораспределение с кулисой Аллана. паровоз ы серии А были более мощные, чем паровоз ы серии Б.

После постройки паровоз ов серии А поезда «особой важности» перевозились исключительно этими паровоз ами: один из них вел поезд от Петербурга до Бологое, а второй - от Бологое до конечной станции.

Николаевский (Московский) вокзал в Санкт-Петербурге

Николаевский (Ленинградский) вокзал Москвы

П-36

Александровский завод, ныне называющийся Пролетарским

Несмотря на то, что паровоз Черепановых появился в России ещё в 1833 году, для первой русской железной дороги были закуплены иностранные паровозы из Англии и Бельгии. Даже уголь для них первоначально доставляли из Англии. Заморским углём в те времена снабжались морские суда, так как русский уголь, по данным тогдашних британских учёных, был якобы вреден и для котлов, и для кочегаров, настолько же, насколько сейчас отечественный бензин вреден по сравнению с топливом Евро-5.

Однако эти паровозы оказались технически крайне несовершенны. Их тормоза были ручными, а тормозные колодки делались из осины. Буферные брусья тоже изготавливались из дерева. При отправлении поезда помощник машиниста шел рядом с паровозом и открывал цилиндропродувательные краны, а когда накопившаяся в илиндрах вода выходила, на ходу забирался на паровоз. Поэтому, как только началось строительство Николаевской железной дороги из Петербурга в Москву, было решено оснастить её исключительно отечественными паровозами. Заказ на их изготовление получил Александровский чугунолитейный завод. Он был основан в 1824 году и находился возле Санкт-Петербурга на берегу Невы. В 1843 году завод был передан из Департамента горных и соляных дел в Главное управление путей сообщения и публичных зданий и переименован в Александровский механический завод. Завод имел опыт выпуска паровых машин. Ещё в 1827 году на этом заводе был построен «Наследник Александр», один из первых пароходов, предназначенных для морского плавания, а в 1834 году на верфи Александровского завода по проекту генерал-адъютанта К. А. Шильдера была построена первая русская металлическая подводная лодка водоизмещением 16,4 т.

Первый русский серийный паровоз до наших не сохранился. Зато сохранилась современная ему модель.

23 марта 1844 года механическое заведение, ранее принадлежавшее Горному ведомству, передали Главному управлению путями сообщения и назвали «Александровским заводом Петербурго-Московской железной дороги». Строительством подвижного состава занялись инженеры – воспитанники Петербургского института Корпуса инженеров путей сообщения. Первый паровоз строили не только днем, но и ночами, при свете дымных факелов и чадящих масляных ламп. В марте 1845 года под восторженные крики огромной толпы петербуржцев, собравшихся на пустыре перед заводом, из цехов паровозных мастерских вышел паровоз № 1, названный позднее серией «Д». Букву Д, вероятно, дали по заглавной букве фамилии конструктора – инженера Докучаева. Первые русские магистральные паровозы не походил на английские. Они был мощнее и удобнее в управлении. Это были локомотивы типа 1-3-0, нигде в мире до этого не применявшийся. Задняя ведущая ось размещалась за топочной частью котла. Правда, некоторые паровозы не имели переднего бегункового колеса, и относились к числу локомотивов формулы 0-3-0.

Паровоз формулы 0-3-0

В снаряженном состоянии паровоз имел массу около 30 т; диаметр движущих колес равнялся 1371 мм, диаметр цилиндров – 457 мм, ход поршня – 508 мм. Парораспределение осуществлялось так называемыми экспансионными (расширительными) золотниками, так как кулисный парораспределительный механизм в то время еще не применялся; экспансионные золотники позволяли изменять направление движения и устанавливать определенную отсечку пара. Продувательные цилиндровые краны открывались только снаружи, и поэтому при отправлении поезда помощник машиниста, открыв краны, шел рядом с паровозом до прекращения выдувания воды, после этого он закрывал краны и на ходу вскакивал на паровоз. Колеса выполнялись чугунными без бандажей и противовесов, что делало ход локомотива очень неспокойным. Шатуны имели круглое сечение. Не было будок для машиниста и помощника, площадок и перил вокруг котла, песочниц, клапанов у поддувала. Топка и связи изготовлялись из красной меди, дымогарные трубы – из латуни. Питание котла водой осуществлялось насосом, поскольку инжекторов ещё не существовало.

В качестве топлива применялись только дрова. Отечественного угля всё ещё опасались, а британский решили не завозить как по экономическим, так и по политическим соображениям – надвигалась Крымская война.

Товарные паровозы, как и весь подвижной состав, строившийся для Петербурго-Московской железной дороги, имели центральную буфер-сцепку.

Первые паровозы Александровского завода ещё не имели кабины для машиниста, но очень скоро над машинистом появился сначала козырёк, а потом и импровизированные самодельные кабины.

Желая усовершенствовать свой паровозный парк, Николаевская железная дорога с 1863 г. приступила к капитальной переделке товарных паровозов типов 0-3-0 и 1-3-0. В течение 1863 – 1867 гг. на Александровском заводе были переделаны 93 паровоза, из которых 42 получили обозначение серии Га, 31 – Гс и 20 – Гв. Оставшимся 28 непеределанным паровозам была отведена роль снегоочистителей и маневровых локомотивов. Последних лишили тендера и порядкового номера. Вместо этого они обозначались буквами. Первый из них получил литеру А, а последний, десятый – литеру К.

Товарный паровоз серии Г был переделкой первого русского товарного паровоза. Использовался на Николаевской железной дороге с 1863 года.

На паровозах серии Гв были поставлены горизонтальные цилиндры, шатуны прямоугольного сечения и кулисный парораспределительный механизм Аллана. На паровозах серии Г6 цилиндры остались наклонными, шатуны круглого сечения, был установлен кулисный механизм Стефенсона. Несколько позднее на паровозах серий Г были поставлены инжекторы взамен питательных насосов.

Через год из цехов паровозных мастерских Александровского завода вышел первый пассажирский паровоз серии «В». По котлу, паровой машине, тендеру, длине и весу он не отличался от товарного паровоза, но имел не три, а две колесных пары и переднюю двухосную тележку. Тележка поддерживала переднюю часть паровоза.

Первый пассажирский паровоз получил № 122 – до этого счет велся товарным паровозам.

паровоз серии «В» имел огромные колеса диаметром 1705 миллиметров, почти равным нынешнему. Только бегунки были маленькими. Колеса большого размера позволяли паровозу развивать возможно большую скорость. При малом диаметре колес скорость паровоза меньше, но сила тяги больше.

Ручные тормоза приводили в действие с помощью тормозного колеса и тяг. Когда машинист крутил тормозное колесо, винтовая передача тянула тормозную колодку и прижимала к колесу вагона. Поезд от такого торможения останавливался не сразу, а проехав расстояние более километра. Современные воздушные тормоза останавливают поезд на протяжении восьмисот метров, а электропневматические – на меньшем расстоянии.

Испаряющая поверхность нагрева котла составляла 101 м 2 , давление пара 8 кгс/см 2 . Большинство деталей были одинаковыми с деталями товарных паровозов типа 0-3-0 серии Д. У основания трубы располагался искроулавливатель, колеса были чугунными и не имели противовесов, тендеры с деревянной рамой; как и у товарных паровозов, у паровозов типа 2-2-0 сцепка-буфер была центральной.

Первый русский магистральный пассажирский паровоз серии В имел огромные колеса диаметром 1705 миллиметров. Диаметр цилиндра паровой машины составлял 406,4 мм ход поршня был равен 508 мм.

Пассажирский паровоз серии Б

Первоначально пассажирские паровозы типа 2-2-0 имели только номерное обозначение (номера 122 – 164), но затем, когда в 1863 – 1867 гг. их начали, как и товарные, капитально переделывать, не подвергшиеся переделке паровозы получили обозначение серии В. При их реконструкции капитально отремонтировали котлы и рамы, поставили крытые будки для паровозной бригады, на некоторых паровозах парораспределительный механизм с экспансионными золотниками заменили на кулисный. Переделанные паровозы типа 2-2-0 получили обозначение серии Б с нижними индексами А, Б и В, характеризовавшими те или иные конструктивные изменения. Всего было переделано 33 паровоза серии В: 12 – в серию БА, 6 – в серию Бб и 15 – в серию Бв (рис. 1.10). Остальные 10 локомотивов в начале 70-х годов разобрали и обратили в лом. Модернизированные паровозы имели 156 дымогарных труб длиной 3317 мм, наружным диаметром 57 мм. На паровозах серии Ба устанавливались котлы диаметром 1191 мм, на паровозах серий Бг и Б. – диаметром 1189 мм.

В 1858 - 1859 гг. для обслуживания поездов «особой важности» (царских) на Александровском заводе было построено два паровоза типа 2-2-0, которые для уменьшения нагрузки от колесных пар на рельсы были затем переделаны в паровозы типа 3-2-0. Эти паровозы, обозначенные серией А имели массу в рабочем состоянии 48,5т. (сцепная масса 26 т), диаметр движущих колес 1980 мм, расстояние между крайними колесными парами 7128 мм. В котле диаметром 1319 мм размещалось 157 дымогарных труб длиной 4280 мм и наружным диаметром 57 мм; испаряющая поверхность нагрева составляла 138,8 м2, площадь колосниковой решетки 1,85 м2, давление пара было 8 кгс/см2; диаметр цилиндров равнялся 558,5 мм, ход поршня – 558 мм. На паровозе было применено внутреннее парораспределение с кулисой Аллана. паровозы серии А были более мощные, чем паровозы серии Б.

После постройки паровозов серии А поезда «особой важности» перевозились исключительно этими паровозами: один из них вел поезд от Петербурга до Бологое, а второй – от Бологое до конечной станции.

Человечество с давних пор нуждалось в перемещениях по планете. В древней истории в качестве средства для перемещения использовались животные: лошади, ослы, слоны.

Современная история развития транспорта насчитывает около 200 лет. Одним из важнейших видов транспорта в нашей стране нужно признать железнодорожный.

Для того, чтобы вагоны поезда перемещались по рельсам, нужна особая машина – локомотив. Локомотив, который использует в качестве движущей силы пар – называется паровоз .

Что известно об изобретателях Черепановых

Черепановы происходили из простой семьи крепостных. Ефим Алексеевич длительное время работал механиком Нижнетагильских заводов. Мирон Ефимович учился у отца и впоследствии занял эту должность после его смерти.

За время работы на заводе отец и сын улучшали механизмы, которые использовались на заводе, изобретали металлообрабатывающие станки и приборы. Но вошли в историю эти выдающиеся люди, как изобретатели первого русского паровоза.

Как был изобретен первый русский паровоз

Хозяин Нижнетагильского завода Н. Н. Демидов заметил, что в Европе с успехом используют паровые машины. Вернувшись на свой завод, заводчик дал указание сделать паровую машину. С этой работой успешно справился мастер Ефим Алексеевич Черепанов.

Первое изобретение паровой машины — это мельница для зерна, мощностью всего 4 лошадиные силы.
После этого отец и сын путешествовали по Европе, там они знакомились с передовой техникой своего времени.

После возвращения Черепановы изобретали и конструировали многие механизмы:

• молоты
• мельницы
• прокатные станы

Самое знаменитое изобретение Черепановых было сделано и построено в 1833 году — это первый паровоз, гордость российской железной дороги. Сразу же после первого паровоза изобретатели приступили к постройке второго, который стал более мощным и быстрым.

След в истории

Труд Черепановых по созданию паровозов поставил Россию в один ряд с четырьмя ведущими странами по строительству железных дорог.
Однако для самих изобретателей эта заслуга не дала ни популярности, ни заслуженного положения.

Хоть они и получили вольные, но только формально. Их семьи оставались крепостными, их дома стояли на территории завода.

Только история не дала забыть имена этих великих людей, они навсегда заняли свое почетное место в числе русских изобретателей и новаторов.

Происхождение названия

Паровоз Тревитика, 1804

Изобретение слова «паровоз» приписывается Н. И. Гречу , который в середине XIX века издавал газету «Северная пчела». До этого паровоз называли «самокатная паровая машина», «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» - у Черепановых и В. А. Жуковского , и даже «пароход». В первых отчётах строителя Царскосельской железной дороги Ф. А. Герстнера встречается: «паровая машина», «паровой экипаж», «паровая карета». С 1837 года Герстнер уже использует слово «паровоз».

Классификация паровозов

Паровоз системы Climax

Паровозы подразделяются:

• По ширине колеи :
  • ширококолейные, в России с колеёй 1524 мм
  • узкоколейные , в России с колеёй 1000, 900 и 750 мм
• По роду обслуживаемых дорог:
  • магистральные
    • по роду обслуживаемых поездов:
      • пассажирские
      • грузовые
    • по роду службы:
      • поездные
      • маневровые
  • промышленные
  • подъездные
• По расположению цилиндров:
  • паровоз с наружными цилиндрами (снаружи рам)
  • паровоз с внутренними цилиндрами
• По роду пара:
  • паровозы с насыщенным паром (выпускались до 1900-х годов)
  • паровозы с перегретым паром
• По роду паровой машины :
  • с паровой машиной простого (однократного) расширения
  • с машиной компаунд (двукратного расширения)
• По числу цилиндров - на паровозы 2-, 3- или 4-цилиндровые.
• По роду топлива - с угольным, дровяным или нефтяным отоплением.
• По типам (числу и расположению движущих, поддерживающих и направляющих осей).

Осевая формула паровоза

Тип , или осевая формула паровоза обозначается тремя цифрами: первая - количество бегунковых осей (передняя тележка), вторая - количество движущих («сцепных») осей, третья - количество поддерживающих осей (под будкой и топкой). В англоязычной литературе формула указывается по количеству колёс, а не осей - тогда для получения привычного обозначения все цифры надо разделить на два.

В некоторых случаях, отдельные осевые формулы имели международные имена, заимствованные из американской практики, например:

• 1-3-0 - «Могул»
• 1-3-1 - «Прери»
• 2-3-1 - «Пасифик»
• 1-4-1 - «Микадо»
• 2-4-2 - «Ниагара»
• 1-5-0 - «Декапод»
• 1-5-1 - «Санта-Фе»
• 1-5-2 - «Техас»

Число сцепных осей паровоза определяется расчётной силой тяги и допускаемой нагрузкой на колесо. В том случае, когда число сцепных осей получается более 5, переходят на сочленённые типы паровозов, обозначаемые 1-3+3-1 или 1-4+4-2. Такой паровоз имеет два экипажа, но один общий котёл.

Паровозы одинаковой конструкции, построенные по одному проекту, представляют серию .

Обозначение серий паровозов в России

Топливо сжигается в топке котла. Дно топки представляет собой колосниковую решётку , на которой и происходит горение. Зола и шлак ссыпаются через решётку в зольник . Топка закреплена внутри котла на связях и полностью покрыта водой, чтобы максимально полно использовать теплоту сгорания топлива.

Котёл пронизан множеством труб, называемых дымогарными и жаровыми , окружённых наполняющей котёл водой, по которым дым из топки проходит через весь котёл, попадает в дымовую коробку и затем выбрасывается в атмосферу через дымовую трубу. Дымогарные и жаровые трубы являются, таким образом, теплообменником , который передаёт тепло сгоревшего топлива воде в котле.

Вода в котле нагревается и закипает. Образующийся пар собирается в расположенном в верхней части котла сухопарнике , который по своей форме несколько напоминает колокол или купол. В большинстве паровозов пар затем проходит через пароперегреватель .

Из пароперегревателя пар через трубы поступает в паровую машину. Золотник (золотниковый клапан) направляет пар попеременно в переднюю и заднюю части парового цилиндра , приводя расположенный в цилиндре поршень в возвратно-поступательное движение. Это движение посредством кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное и передаётся колёсам паровоза.

Пылеугольное отопление

Неоднократно, как у нас в стране, так и за рубежом, предпринимались попытки использования пылеугольного отопления. Теоретически, факельное сжигание угольной пыли позволяло повысить КПД паровоза (либо увеличить мощность при сохранении объёма топки). Но необходимая эксплуатационная надёжность работы пылеугольных паровозов не была достигнута. Сгорание массы угля в потоке факела при высоких температурах, происходящее не только в топочном пространстве, но и в трубчатой части котла, приводило к засорению расплавленными частичками шлака задней решётки топки и внутренней поверхности жаровых труб, что резко ухудшало их теплопроводность , следовательно, уменьшало теплоотдачу от факела к воде в котле, и, таким образом, снижало КПД локомотива.

Автоматическая подача топлива

Когда объёмы топок мощных паровозов достигли предела возможности их отопления вручную, возникла насущная потребность в создании механического углеподатчика . Первые попытки создания механического углеподатчика - стокера - были предприняты в США в 1889 году , но они оказались неудовлетворительными. После многолетних исследований мощные паровозы стали оснащаться стокерами двух видов: с верхней и нижней подачей топлива. Паровозы с большой площадью колосниковой решётки оснащались также стокером «Дуплекс» - с двусторонней верхней подачей угля в топку. В СССР стокеры впервые были установлены на паровозах ФД и ИС.

Тендеры некоторых мощных американских паровозов оснащались пушером - механическим устройством, разрыхляющим смёрзшийся уголь и продвигающим его к транспортёру стокера.

Недостатки паровоза

Недостатки паровоза, предопределившие его замену электровозами и тепловозами следующие:

• Крайне низкий КПД - максимальный до 5-10 %. В настоящее время существуют разработки, позволяющие поднять КПД паровоза до 50-60 %, на то есть практические примеры в Швейцарии. Но в данный момент слишком дорого перепрофилировать производство.
• Необходимость заправки паровоза водой.
• Невозможность использования по системе многих единиц (когда один машинист управляет несколькими сцепленными локомотивами).
• Тяжёлые условия труда локомотивной бригады.

Скорость паровозов

История паровоза

Современная реплика «Ракеты»

Самый первый паровоз был построен Ричардом Тревитиком в 1804 году , однако первый по-настоящему работоспособный паровоз, «Ракета» (Rocket) был создан Джорджем Стефенсоном в 1830 году . В течение XIX века паровозы совершенствовались, например, был изобретён пароперегреватель, вводились новые типы паровых машин (например, компаунд-машины). К началу XX века сложилась устоявшаяся конструкция паровоза. Тогда же у паровоза появились конкуренты - электровозы и тепловозы . После Второй мировой войны в Европе и Северной Америке паровозы перестали строить. Сохранившиеся машины ещё проработали до шестидесятых-восьмидесятых годов, после чего были выведены из эксплуатации.

Дольше паровозы продержались в странах Азии. Так, в Индии на железных дорогах широкой колеи паровозы использовались до 1996 года . В Китае паровозы строились вплоть до восьмидесятых годов, они широко используются и в начале XXI века.

На Кубе сохранилось большое число очень старых (средним возрастом в 70-80 лет) паровозов производства США . Дело в том, что после прихода к власти на Кубе Ф. Кастро США ввели против Кубы торговое эмбарго, и, таким образом, Куба не могла закупать более современные локомотивы.

В Европе, России и Северной Америке в наши дни паровозы используются на музейных железных дорогах, также поддерживается паровозная инфраструктура (депо, запасы угля, водонапорные башни и др.): паровоз является стратегическим транспортным средством на случай войны.

Раскраска паровозов

В России пассажирские паровозы раскрашивались следующим образом:

• Зелёный или синий: котёл (кроме дымовой коробки), цилиндры, будка и тендер;
• Ярко-красный: колёсные центры, рама, тележки, буферный брус;
• Белый: боковые поверхности бандажей колёс и торцы осей;
• Чёрный: все остальные детали;
• На стенках будки белой краской наносились название дороги, серия и номер. Серия и номер также повторялись на буферном брусе.

Раскраска грузовых паровозов:

• Красный: рама паровоза, буферный брус, колёса, дышла (поршневые по выштамповке), ходовой мостик вдоль котла с торца;
• Белый: бандажи колёс;
• Чёрный: все остальные части паровоза;
• Номерной знак красный в красной окантовке. Наносился с обеих сторон на нижней части будки машиниста и на буферном брусе.

Характеристики паровоза

Паровоз С у -250-64

• Конструктивная скорость - максимальная скорость, с которой мог двигаться паровоз;
• Максимальная мощность;
• Сила тяги;
• Площадь колосниковой решётки. Чем больше была эта площадь, тем выше форсировка котла. Паровозы с большой колосниковой решёткой лучше работали на низкокачественном угле;
• Поверхность нагрева котла. Складывалась из площади дымогарных и жаровых труб, проходящих от топки через воду к дымовой коробке. От площади нагрева также зависела итоговая мощность паровоза;
• Нагрузка на ось. Измерялась в тоннах и показывала степень влияния паровоза на путь - чем больше эта величина, тем сильнее была нагрузка на рельсы при проходе локомотива;
• Рабочее давление пара в котле. Чем больше эта величина, тем большую мощность давала паровая машина ;
• Угол отсечки. Чем меньше было значение угла отсечки пара при нужной мощности, тем меньше был расход пара, и, соответственно, требуемое количество топлива.

Паровозы последних выпусков в СССР возили составы в 3000-4500 т. Мощность некоторых серий паровозов при скорости 50 км/час доходил до 4500 л. с. КПД первых паровозов не превышал 2-4 %, у последних он достигал 9,3 %.

См. также

Ссылки

• Сайты на русском языке, посвящённые паровозам:
  • parovoz.com (На сайте Паровоз ИС есть база данных по уцелевшим паровозам)

• Отдельные страницы о паровозах:
  • История изобретения, развития и усовершенствования паровоза
  • Фотографии паровозов в железнодорожном музее Петербурга
  • Паровозы нетрадиционной конструкции (англ.)

Литература

• Никольский А. С. Паровозы серии С. - Виктория, 1997.
• Хмелевский А. В., Смушков П. И. Паровоз (Устройство, работа и ремонт). Учебник для технических школ железнодорожного транспорта. - 2-е издание. - М.: 1979.
• БСЭ. - 2-е издание.

Идея применить паровой локомотив на рельсах впервые возникла у шотландского инженера Ричарда Тревитика в начале 19 века. Первый паровоз для рельсовых путей он сконструировал в 1803 году, а первое испытание транспортного средства произошло лишь спустя год – в феврале 1804 года.

Скорость созданного им паровоза достигала 9 миль в час, а вес составлял шесть тонн. Однако чугунные рельсы не были рассчитаны на такой вес и часто ломались.

В 1807 году Тревитик открыл первую в мире кольцевую дорогу в Лондоне. Постоянные поломки рельсов приводили к тому, что поезд попросту падал и его приходилось то и дело чинить. Но денежные средства у Тревитика были на исходе.

Параллельно с ним на протяжении 1803-1814 годов другие изобретатели тоже пытались создать свой паровоз: Меррей, Бленкинсон, Брентон, Хедли.

В 1814 году английский инженер Джордж Стефенсон начал испытания своего первого паровоза, носившего название «Блюхер».

Вплоть до 1825 года паровозы в основном использовались для нужд рудников. В этом же году был открыт первый участок железной дороги между городами Стоктон и Дарлингтон.

В 1829 году был организован конкурс на лучший локомотив. Стефенсон представил для испытаний свой паровоз «Ракета», который и победил в соревнованиях. Его мощность составляла 13 лошадиных сил, а максимальная скорость — 38 километров в час.

Затем по всему миру началось активное строительство железнодорожных путей: в Англии (1830 г.), Франции (1832 г.), Германии и Бельгии (1835 г.), Австрии и России (1837 г.).

Первый паровоз в России

В 1834 году механиками Черепановыми был построен первый паровоз, который мог развить скорость до 16 км/час. Но представители царского правительства отказались от разработок российских инженеров, предпочитая заказывать английские паровозы.

Приехавший в Россию профессор из Австрии Герстнер построил первый участок железной дороги между Царским селом и Петербургом.

Двухколейная железная дорога между Москвой и Петербургом была построена лишь в 1851 году.