Паровозов была его фамилия. Самый первый паровоз в мире

История изобретения. Паровоз

Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к обыкновенным повозкам или телегам. Паровые повозки были рассчитаны на движение по прямой дороге без рельсов.В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую повозку. Эта машина работала всего 12-15 минут. В 1769 г. (или в 1770) Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.

В 1787 г. американец Эванс изобрел еще одну паровую повозку, однако столь несовершенную, что она не могла применяться на практике.

В конце 80-х годов XVIII в. Уильям Мёрдок, ученик и помощник Джемса Уатта, создал паровую повозку с двигателем конструкции своего учителя. Он построил ряд интересных моделей паровых повозок, но сделать практически пригодную транспортную машину ему также не удалось.

Уильям Мёрдок. Портрет работы Джона Грэма Гилберта

Вообще до конца XVIII в. попытки использовать силу пара для целей передвижения не увенчались успехом. И дело было не только в том, что в то время технически было нельзя решить эту проблему. Внедрению пара на транспорт очень мешало косное, предвзятое отношение большей части едва вышедшего из недр феодализма общества к самой идее искусственно увеличить скорость передвижения человека. С точки зрения церковной морали это казалось «греховным». Изобретатели пытались внести некоторые «улучшения» и «исправления» в «божественный промысел», который определил человеку ходить на двух ногах или в крайнем случае прибегать к услугам лошадей. Всякий другой способ передвижения рассматривался церковниками как «нечестивая попытка улучшить творение творца». Люди, занимавшиеся таким предосудительным делом, объявлялись пособниками дьявола. Если учесть, что церковь пользовалась огромным влиянием в Англии и до известной степени формировала общественное мнение, то станет ясно, что техникам и механикам, посягавшим вместе с «врагом рода человеческого» на «божественное установление», приходилось очень тяжело в «благочестивом» английском обществе конца XVIII в.

Уильям Мёрдок претерпел немало гонений от своих сограждан. Он построил небольшую трехколесную тележку и однажды ночью испытывал ее на одной из малопроезжих дорог близ города.

Когда вода в котле паровой машины закипела, тележка неожиданно для изобретателя одна понеслась по дороге, причем развила такую скорость, что изобретатель был не в состоянии ее догнать. В это время по улице проходил местный священник. Увидев несущийся навстречу ему светящийся и свистящий предмет, священник вообразил, что видит перед собой самого дьявола. Он поднял крик, на который сбежался народ. Подошедший изобретатель пытался разъяснить тайну своего «черта», но никто его не слушал. Тележку немедленно разломали, а создатель ее едва спасся бегством от разъяренной толпы. С этих пор за Мёрдоком прочно укрепилась репутация человека, знающегося с нечистой силой. Всякий богобоязненный невежда считал своим долгом из всех сил вредить Мердоку. Не раз сограждане ломали его модели машин, мешали проводить опыты, восстанавливали против него друзей, отпугивали от изобретателя почти всех знакомых. Подобная же судьба постигла и других изобретателей.

Однако развивающееся капиталистическое производство настойчиво требовало реконструкции транспортных средств. В начале XIX в. во многих странах велись работы над усовершенствованием так называемой паровой телеги, иначе говоря, над созданием парового автомобиля.

Интересные опыты провел чешский механик Иосиф Божек (1782-1832). В 1815 г. Он построил паровую тележку, которая была с успехом испытана. Но попытки повторить в 1817 г. опыты с более мощной машиной не дали удовлетворительных результатов. Следует отметить, что вообще проблема создания парового автомобиля так и не была решена. Автомобиль был создан только на базе двигателя внутреннего сгорания.

Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив, двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания железнодорожного транспорта имели работы шотландского инженера и механика Ричарда Тревитика (1771 — 1833), который первым пришел к идее применения паровых локомотивов на специально устроенных рельсовых путях.

Портрет Ричарда Тревитика

В 1803 г. Тревитик сконструировал паровоз для рельсового пути, а в феврале 1804 г. провел первое его испытание.

Это важное событие в истории транспортной техники описывалось в одной английской газете: «Позавчера состоялось долго ожидавшееся испытание новоизобретенной паровой машины мистера Тревитика... Испытание превзошло, к всеобщему изумлению, все, что ожидали от него наиболее ярые сторонники. В данном случае... машина была употреблена для перевозки до 10 тонн полосового железа на расстояние свыше 9 миль; необходимо при этом отметить, что тяжесть груза быстро возросла с 10 до 15 тонн благодаря не менее 70 человекам, взобравшимся на повозки. Подталкиваемые непобедимым любопытством, они жаждали прокатиться, пользуясь первым успехом талантов изобретателя... Машина совершила свое путешествие без пополнения котла водой и свободно передвигалась со скоростью 5 миль в час...»

Паровоз Тревитика

Впоследствии Тревитику удалось добиться еще большей скорости, причем паровоз тащил целый поезд из пяти вагонеток, общим весом около 25 т. Паровоз Тревитика был первым рельсовым паровозом в мире. Он имел один горизонтально расположенный паровой цилиндр. Движение поршня передавалось ведущим колесом паровоза при помощи шатуна, кривошипа и системы зубчатых колес. Чтобы облегчить прохождение шатуна через мертвые точки, Тревитик применил маховое колесо. Весил паровоз 6 т. Его котел имел цилиндрическую форму и обратную жаровую трубу, причем топка была устроена в передней части паровоза.

Большим затруднением при опытах с первым паровозом явилось то, что путь, состоявший из хрупких чугунных рельсов, был не приспособлен для передвижения столь тяжелого локомотива. Поэтому происходили частые задержки из-за ломки рельсов. В конце концов этот паровоз был снят с рельсов и использован как стационарная машина.

Через три года упорной работы над усовершенствованием паровоза и рельсового пути Тревитик построил первую в мире опытную кольцевую дорогу в Лондоне. Строя ее, изобретатель ставил своей целью популяризировать свое изобретение, для того чтобы добиться финансовой поддержки.

Паровоз Тревитика и кольцевая дорога-аттракцион для его демонстрации

Современные Тревитику газеты так описывали эту железную дорогу: «Наиболее удивительная машина, которая когда-либо была изобретена, представляет собой паровую машину на четырех колесах, устроенную таким образом, что она свободно и без всякой посторонней помощи будет мчаться галопом по кругу со скоростью 15-20 миль в час. Она весит 8 тонн и на ближайших скачках в Ныо-Маркете будет состязаться с тремя лошадьми в беге в течение 24 часов, дав старт одновременно с ними...»

Несколько позже Тревитик открыл для всеобщего пользования небольшую кольцевую железную дорогу вблизи одного из лондонских скверов. Всякий мог осмотреть и паровоз и прицепленные к нему вагончики. Кольцевая дорога работала несколько недель, затем лопнули рельсы, и паровоз опрокинулся. Тревитик, затративший на постройку дороги все свои средства, был не в состоянии починить путь и поставить паровоз на рельсы. В конце концов Тревитик был вынужден прекратить работу по созданию новых локомотивов.

Однако над созданием новых паровозов продолжали работать другие изобретатели. За период с 1803 по 1814 г. появилось много весьма разнообразных моделей рельсовых паровозов. В области паровозостроения в этот период в Англии работали изобретатели Бленкинсон, Меррей, братья Чемпей, Брентон, Хедли и др.

В 1814 г. сконструировал и испытал свой первый паровоз Джордж Стефенсон (1781-1848), который в основном и решил проблему создания парового железнодорожного транспорта.

Стефенсон вышел из рабочей среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ныокастла — центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.

Свой первый паровоз Стефенсон назвал «Блюхер», в честь победителя Наполеона при Ватерлоо. «Блюхер» повторял в своей конструкции многие черты паровозов предыдущих изобретателей.

Паровоз «Блюхер», 1814 год

Первый паровоз Стефенсона был очень тяжел, медленно двигался, работал малопроизводительно, но непрерывно (в других паровозах происходили постоянные остановки работы). В дальнейшем Стефенсон продолжал работу над совершенствованием конструкции своего паровоза.

Паровоз Стефенсона, построенный для Геттонских копей в 1822 году и работавший до 1903 года.

До 1825 г. он построил около 16 различных паровозов, упорно добиваясь наиболее приемлемой конструкции. Много внимания Стефенсон уделял совершенствованию рельсового пути.

До 1825 г. паровозы использовались главным образом на маленьких частных дорогах, обычно обслуживающих нужды рудников или фабричных предприятий. Появление более совершенных конструкций паровозов стимулировало строительство новых железнодорожных линий. В 1818 г. была построена железнодорожная линия протяженностью 61 км между городами Стоктоном и Дарлингтом, предназначенная для перевозки угля. В 1825 г. Стоктон-Дарлингтонская линия была открыта для публики. На современников это произвело колоссальное впечатление.

«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается никакому описанию, — писал впоследствии один из директоров этой дороги. — Многие, принимавшие участие в этом историческом событии, всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других разнообразили картину.

В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал паровоз, управляемый строителем его — Стефенсоном; за паровозом следовали 6 вагонов с углем и мукой; вслед за ними — вагон с директорами и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных углем... По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость поезда... Он увеличил скорость хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн».

Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов. В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон представил на конкурс свой новый паровоз — знаменитую «Ракету». «Ракета» имела машину мощностью в 13 л. с. На конкурсе производились испытания всех типов локомотивов. «Бой паровозов», как называли этот конкурс, закончился победой «Ракеты», которая свободно тянула поезд весом в 17 т со скоростью до 21 км в час. Скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами составила 38 км в час.

Схема паровоза Д. Стефенсона «Ракета»

«Ракета» была наиболее совершенным локомотивом того времени. Изобретатель приспособил к паровозу только что появившийся тогда трубчатый котел, который дал возможность значительно увеличить скорость локомотива. «Ракета» была построена с учетом всех достижений паровозостроения своего времени. Она явилась как бы итогом начального периода развития паровоза.

В 1830 г. в Англии для пассажирского движения была открыта железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная линия Чарльстон — Огеста длиною в 64; км. В 1832 г. была построена первая железная дорога во Франции, в 1835 г.- в Бельгии и Германии, а в 1837 г.- в России и Австрии.

Первый паровоз в России был построен на Нижне-Тагильском заводе на Урале в августе 1834 г. замечательными русскими механиками, крепостными Ефимом Алексеевичем Черепановым (1774-1842) и его сыном Мироном Ефимовичем Черепановым (1803-1849).

Е. Ф. Черепанов

М. Е. Черепанов

Паровоз Черепановых возил состав весом в 3,3 т со скоростью от 13 до 16 км в час. Для увеличения парообразования Черепановы установили на паровозе дымогарный котел с большим количеством трубок, чем в паровозе Стефенсона, а также применили специальный механизм обратного хода. Вслед за первым паровозом Черепановы в 1835 г. построили второй, более мощный паровоз. «Горный журнал» в июле 1835 г. писал, что второй паровоз Черепановых «может возить за собой до 1000 пудов груза».

Модель первого паровоза Е. А. и М. Е. Черепановых

Однако замечательные машины Черепановых не были использованы для развития железнодорожного транспорта в нашей стране. Судьба их была подобна судьбе паровой машины Ползунова.

К сожалению, первая паровая машина России оказалась ненадежной. Она часто ломалась. В сумме, она проработала чуть более 42 суток.

Макет паровой машины Ползунова

В 1834 г., т. е. как раз в то время, когда Черепановы строили свои паровозы, в Россию приехал австрийский профессор Герстнер. Герстнер сумел добиться от царя привилегии на строительство железной дороги между Петербургом и Царским Селом протяженностью в 27 км. Эта железная дорога была открыта в 1837 г. Несмотря на отечественный опыт паровозостроения, царское правительство предпочитало выписывать паровозы из Англии, отказавшись от использования локомотивов, созданных Черепановыми.

В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-Московская железная дорога.

К середине XIX в. темпы сооружения железных дорог общего пользования с паровой тягой все более и более возрастают. С 1840 по 1870 г., т. е. за 30 лет, протяженность железных дорог во всем мире увеличилась в 14 раз.

Явившись результатом промышленной революции, железные дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла новая отрасль машиностроения — транспортное машиностроение. Под воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.

ИСТОРИЯ РОССИЙСКОГО ПАРОВОЗА

Паровоз - одна из удивительнейших машин, созданных человеком. В ней соединились металл, огонь, воздух и вода.

В 1762 г. предшественницей паровоза стала первая в мире сдвоенная паровая машина русского изобретателя И. И. Ползунова.

Первый паровоз в России был построен отцом и сыном Е.А. и М.Е.Черепановыми в 1833 г., на два года опередившими постройку первого паровоза в Германии. Он выгодно отличался от зарубежных паровозов оригинальными удачными конструктивными решениями. Этот паровоз перевозил до 3,2 т груза со скоростью около 16 км/ч, второй паровоз, построенный в 1835 г., мог возить груз уже в тысячу пудов (16,4 тонн) со скоростью 16,4 км/ч.

Паровоз Черепановых

Однако, паровозы для первой русской железной дороги между Петербургом и Царским Селом, открытой для общего пользования в 1838 г., были заказаны за границей. Только сооружение Петербурго-Московской железной дороги, начатое в 1843 г., явилось основанием для начала русского паровозостроения. Первые паровозы для этой дороги были построены Александровским заводом в 1845 г. - товарные типа 0-3-0 (позже часть была переделана в тип 1-3-0 – впервые в мире) и пассажирские типа 2-2-0.

Товарный паровоз типа 0-3-0

Пассажирский паровоз типа 2-2-0

Уже в середине 60-х годов XIX века в России начинается бурное строительство железных дорог, что, соответственно, приводит и к росту потребностей в паровозах. В 1868 г. правительство заключает контракты с рядом российских заводов. В 1869 г. началась постройка паровозов на Коломенском и Камско-Воткинском заводах; в 1870 г. – на Невском и Мальцевском заводах; в 1892-1900 г. – на Брянском, Путиловском, Сормовском, Харьковском и Луганском.

Отечественное паровозостроение имело свой собственный путь развития. Сформировалась российская школа паровозостроения. Выдающиеся русские инженеры и конструкторы А.П.Бородин, Е.Е.Нольтейн, В.И.Лопушинский и другие создали ряд новых типов паровозов и ввели на них много усовершенствований.

В 1878 г. на Коломенском заводе были построены первые в мире пассажирские паровозы с передней тележкой, что способствовало повышению безопасности движения поездов. За рубежом такие паровозы появились только в 1892 г. Паровозы с четырьмя движущими осями, появившиеся в России еще в 60-х годах XIX века, непрерывно совершенствовались и к 1893 г. широко применялись на железных дорогах.

Паровоз типа 0-4-0 серии О В

В 1891 г. впервые в истории паровозостроения был построен паровоз с конденсацией пара.

Танк-паровоз тип 44

В конце XIX века русские инженеры первые в мире использовали пароперегреватели. В этот же период первыми применили на паровозах двукратное расширение пара. Был обоснован и использован принцип унификации и взаимозаменяемости деталей и узлов в паровозах. Была организована постройка сочлененных паровозов – задолго до появления их в Америке.

Паровоз серии «Фита»

В конце XIX века были заложены основы учения о тяге поездов, которое было превращено русскими и советскими учеными в науку, позволяющую точно рассчитывать массу поезда, скорость и время его движения, определять тормозные пути в зависимости от профиля пути и обеспеченности поезда тормозными средствами и решать многие задачи, связанные с использованием мощностных и тяговых характеристик локомотивов.

К началу XX столетия Россия полностью освободилась от иностранной зависимости в области паровозостроения. К этому же времени были созданы многие замечательные конструктивные формы русских паровозов, дальнейшее развитие которых привело к самым передовым образцам паровозостроения.

С 1898 по 1917 г. заводы России построили 16064 паровоза. Паровозный парк дореволюционной России отличался нецелесообразно большой разнотипностью. Поэтому в 1912 г. циркуляром Управления железных дорог Министерства путей сообщения впервые была введена буквенная система обозначений серий паровозов как для казённых, так и для частных железных дорог. Так, согласно ей, все старые товарные паровозы с 3-мя движущими осями (типы 1-3-0, 0-3-0, 0-3-1) получили обозначение серии Т (трёхосные), типа 0-4-0 выпущенные до паровозов «нормального типа» – Ч (четырёхосные), паровозы «нормального типа» – О (основные) и т.д.

Советский период паровозостроения берёт свое начало с декабря 1920 г., когда был принят пятилетний план восстановления паровозного хозяйства.

В 1925 г. был спроектирован и построен новый пассажирский паровоз СУ, который являлся одним из лучших пассажирских паровозов.

Паровоз С У

Начиная с 1926 г. на протяжении длительного периода на паровозостроительных заводах строились усовершенствованные и усиленные грузовые паровозы ЭУ, ЭМ и ЭР.

Паровоз Э У

Паровоз Э М

Паровоз Э Р

В 1931 г. был создан самый мощный в Европе грузовой паровоз типа 1-5-1 серии ФД, а в 1932 г. на Ворошиловградском паровозостроительном заводе началась серийная постройка этих паровозов.

Паровоз ФД

В начале 1932 г. был разработан проект и построен мощный пассажирский паровоз типа 1-4-2 серии ФДП.

В 1934 г. был построен паровоз типа 1-5-0 серии СО. Паровозы этой серии строили на различных заводах до 1950 г. Они имели широкое распространение на сети дорог.

Паровоз СО

В послевоенный период паровозостроения в СССР были выпущены два серийных типа грузовых паровозов с пятью сцепными осями в жесткой раме с нагрузкой на ось 18 т: паровозы 1-5-0 серии Л и 1-5-1 серии ЛВ с расчетной силой тяги соответственно 221,5 и 231,5 кН.

Паровоз Л

Паровоз Л В

В 1950 г. был выпущен первый опытный мощный пассажирский паровоз типа 2-4-2 (П36), обладающий высокими эксплуатационными качествами. Несколько таких паровозов было построено в 1953 г., а в 1955 г. было начато их серийное производство.

Паровоз П36

Ввиду низкой экономичности постройка паровозов в нашей стране с 1956 г. прекращена.

До 1957 г. было разработано, построено и эксплуатировалось на железных дорогах страны до 400 типов паровозов.

По экономичности и мощности паровоз уступает тепловозу и электровозу, однако значительно превосходит и тот и другой по выносливости и неприхотливости. Паровоз способен выдерживать 400 процентов перегрузок относительно расчетной мощности, а отапливаться может порой совершенно немыслимыми видами топлива, например, сырыми осиновыми дровами, а в годы гражданской войны, случалось, и сухой воблой. Ремонт паровоза стоит значительно меньше, чем тепловоза или электровоза; гораздо дешевле, чем электроэнергия и солярка, обходятся уголь и мазут. Именно эти качества паровоза во многом определили бесперебойность работы железных дорог во время Великой Отечественной войны.

Паровоз остается одним из уникальных технических творений человечества, безраздельно господствовавшим на железнодорожном транспорте более 130 лет. В связи с энергетическими проблемами интерес к локомотивам на твердом топливе не ослабевает и в начале XXI века. Во многих странах сохраняются паровозы-памятники, пользуются популярностью ретропоезда с паровой тягой. Часть паровозного парка находится в запасе, при необходимости работоспособность паровозов может быть восстановлена.

Интересные факты о паровозах

Самый безотказный

Этому-то локомотиву в 1912 году и присвоили серию О В. Новый паровоз оказался безотказной машиной, простой в ремонте и обслуживании. Всеядная "овечка" могла отапливаться углем, мазутом, дровами и торфом. До 1925 года "овечка" использовалась как на поездной, так и на маневровой работе.

В следующем десятилетии в связи с общим обновлением локомотивного парка СССР её переводили на второстепенные магистрали, а с середины 30-х годов паровозы О В использовались в основном на маневровых работах и на промышленном транспорте. В новом амплуа эти локомотивы трудились до середины 50-х годов.

Самый прямолинейно-бестолковый

Начало ХХ века стало пиковым в истории развития паровозостроения. Не удивительно, что каждая страна пыталась перегнать противников в скорости, мощности и размерах. Молодой тогда ещё СССР не отставал от соседей и в 1934 году выпустил 21-метровый локомотив серии АА («Андрей Андреев») – единственный в мире «магистральщик» с семью движущими осями на жесткой раме против обычных пяти (всего же осей было 11). Паровоз был огромным по всем параметрам и, собственно, это его и погубило. Он неплохо ходил по прямой, но с кривыми у него не заладилось с самого начала – он расстраивал пути на поворотах и сходил с рельсов на стрелках. Кроме того, даже «притулить» колоссальную машину куда-либо было проблематично: «АА» попросту не помещался на поворотных кругах и в стойлах паровозных депо. Поэтому практически сразу он был поставлен на прикол, а в 1960-х бесславно порезан на металл.

Самый массовый

Российский, а впоследствии и советский паровоз класса «Э» стал самым массовым локомотивом за всю историю паровозостроения. Первые машины этого типа вышли на рельсы еще в 1912 году, последние, уже значительно доработанные – в 1957-м. Причем над производством «Эшаков» трудились не только шесть отечественных, но еще и более двух десятков заграничных заводов. Локомотив оказался весьма неприхотливым и работал как на грузовых, так и на пассажирских перевозках. Всего за 45 лет было выпущено более 11 тысяч этих паровозов – такой массовостью не может похвастаться ни один из конкурентов. И хотя увидеть «Эшки» на линии сейчас вряд ли удастся – разве что, на постаменте – но увидеть их на ходу можно во многих фильмах, начиная от «Неуловимых мстителей» и заканчивая «Адмиралом».

Самый уникальный

Паровоз «ИС» – «ИСка» стал гордостью советского паровозостроения – на момент создания это был самый мощный пассажирский паровоз в Европе, и именно ему достался Гран-при на Всемирной парижской выставке 1937-го года. Именно «ИС» водил «Красную стрелу». И именно «Сталины» были наиболее быстроходными, разгоняясь до 115 км/ч, а в обтекаемом кожухе – и до 155 км/ч. При этом у «ИС» была своя особенность: он был сильно унифицирован с грузовым паровозом ФД – «Феликсом Дзержинским», что значительно упрощало его ремонт и эксплуатацию. Именно к серии «ФД» паровоз «ИС» в результате и был отнесен: в 1962 году, в разгар борьбы с культом личности, все «ИС» были переименованы в «ФДП» с приставкой «пассажирский».

Самый тяжелый

Паровоз П38 – самый тяжёлый паровоз в истории советского паровозостроения (а с учётом веса тендера – в истории всех советских локомотивов), служебная масса которых с тендером составляла 383,2 т при длине 38,2 м. Серия оказалась ограниченной из-за прекращения выпуска паровозов в нашей стране – всего 4 грузовых паровоза, выпущенных в СССР в 1954-1955 гг. Длина локомотива 22,5 м и тендера 15,7 м, рабочая масса паровоза 213,7- 214,9 т + тендер 168 т с водой и углем, конструкционная скорость 85 км/ч и мощность 3 800 л.с.

Краткая информация:

Перекрытие-оболочка — строительная конструкция перекрытий зданий и сооружений. В архитектурной практике используются выпуклые, висячие, сетчатые и мембранные оболочки из железобетона, металлов, древесины, полимерных, тканых и композиционных материалов. Для расчёта таких конструкций используется специально разработанная теория оболочек.

Сетчатые перекрытия-оболочки впервые внедрил в мировую практику российский инженер и архитектор В. Г. Шухов в 1896 году.

Краткая информация:

Описание:

Паровоз — автономный локомотив с паросиловой установкой, то есть использующий в качестве двигателя паровую машину. Паровозы были первыми передвигающимися по рельсам тяговыми транспортными средствами, само понятие локомотив появилось гораздо позже и именно благодаря паровозам. Паровоз является одним из уникальных технических средств, созданных человеком, ведь роль паровоза в истории трудно переоценить.

Так благодаря ему появился железнодорожный транспорт, и именно паровозы выполняли основной объём перевозок в XIX и первой половине XX вв, сыграв колоссальную роль в подъёме экономики целого ряда стран. Паровозы постоянно улучшались и развивались, что привело к большому разнообразию их конструкций, в том числе и отличных от классической. Так существуют паровозы без тендера, с шестернями, турбинами, и даже такие, для работы которых не нужно сжигать топливо. Однако с середины XX века паровоз был вынужден уступить более совершенным локомотивам — электровозам и тепловозам, которые существенно превосходят паровоз по экономичности. Тем не менее, паровозы ещё продолжают работать, водя поезда, а в ряде стран они и поныне продолжают работать на магистралях.

Первый паровоз в России был построен в 1833—1834 гг. уральским крепостным механиком Ефимом Алексеевичем Черепановым и его сыном Мироном Ефимовичем на Нижнетагильском заводе. Этот паровоз перевозил до 3,2 т груза со скоростью около 16 км/ч. В 1835 г. Черепановы построили второй, более мощный паровоз, перевозивший около 16 т груза.

Прн постройке этих паровозов русские механики внесли много технических новшеств, которые впоследствии нашли применение в паровозостроении. Паровозы Черепановых имели большую трубчатую поверхность нагрева котла, чем паровоз «Ракета» английского изобретателя Стефенсона. На первом паровозе Черепановых было установлено 30 дымогарных труб, на втором — 80, а иа паровозе «Ракета» — только 25. Паровые цилиндры на паровозах Черепановых были расположены горизонтально под котлом; для перемены направления движения был установлен специальный переводной механизм.

Паровозостроение в России началось со строительством Петербурго-Московской, ныне Октябрьской, железной дороги (1843 г.). Первый грузовой паровоз-с тремя движущими (сцепными) осями был построен в 1846 г. в Петербурге на Александровском машиностроительном заводе. Затем этот завод, кроме грузовых паровозов, стал строить пассажирские с двумя движущими осями и передней двухосной тележкой. В 1858 г. Александровским заводом впервые в паровозостроении был выпущен более мощный грузовой паровоз с четырьмя движущими осями. По мере увеличения протяженности сети железных дорог росло н паровозостроение.

В 1869 г. началась постройка паровозов на Коломенском и Камско-Воткинском заводах; в 1870 г. — на заводах Невском в Петербурге и Мальцев-ском в Людинове; в 1892—1900 гг. — на заводах Брянском в Бежице, Путилов-ском в Петербурге, Сормовском близ Нижнего Новгорода (Горького), Харьковском и Луганском (ныне Ворошиловградском). Исторические материалы свидетельствуют о том, что" отечественное паровозостроение имело свой собственный путь развития. Выдающиеся русские инженеры и конструкторы А. П. Бородин, Е. Е. Нольтейн, В. И. Лопушииский, М. В. Гололобов, А. С. Раевский, Б. С. Малаховский и др. создали ряд новых типов паровозов и ввели иа них много усовершенствований. В 1878 г. были построены пассажирские паровозы с тремя движущими осями и передней тележкой (типа 1-3-0).

Паровозы с четырьмя движущими осями, появившиеся в России еще в 60-х годах прошлого столетия, непрерывно совершенствовались и к 1893 г. широко применялись на железных дорогах. А. П. Бородин и Л. М. Леви впервые применили иа паровозах принцип двукратного расширения пара. По инициативе Е, Е. Нольтейна на паровозах был введен перегрев пара. Русскими конструкторами К. Ф. Неймайером, Н. М. Нот- Рис. 1. Паровоз Черепановых киным, С. М. Чусовым и другими изобретателями были созданы оригинальные конструкции пароперегревателей. На русских железных дорогах в 1889 г. впервые в мире появились мощные сочлененные паровозы, которые дали возможность значительно увеличить провозную способность участков, имевших слабый путь. В начале XX в. русскими инженерами много было сделано в области усовершенствования типов паровозов. На Путиловском заводе были построены оригинальные быстроходные пассажирские паровозы серии У, на Харьковском заводе — паровозы типа 1-4-0 серии Щ, в дальнейшем оборудованные пароперегревателями.

Брянский завод спроектировал и построил пассажирский паровоз типа 2-3-0 серии Б; Коломенский завод — такого же типа паровозы серии К и в дальнейшем усовершенствованные серии Ку. Сормовский завод в 1911 г. построил мощный по тому времени пассажирский паровоз типа 1-3-1 серии С, который явился прототипом паровоза Су. Луганским заводом в 1912 г. был построен мощный грузовой паровоз типа 0-5-0 серии Э, оказавшийся лучшим из всех применявшихся тогда паровозов и получивший впоследствии большое распространение на наших железных дорогах. Однако в условиях капиталистического строя царской России отечественное паровозостроение не получило необходимого развития.

Только после Великой Октябрьской социалистической революции, давшей неоценимые возможности для роста творческих сил во всех областях науки и техники, отечественное паровозостроение стало развиваться быстрыми темпами. Благодаря заботам партии и правительства на железнодорожном транспорте была проведена огромная работа по его реконструкции и оснащению новой техникой. Уже в 1925 г. Коломенский завод спроектировал и построил новый пассажирский паровоз Су, который являлся одним из лучших пассажирских паровозов. Начиная с 1926 г., на протяжении длительного периода на паровозостроительных заводах строили усовершенствованные и усиленные грузовые паровозы Э"У, Эм и Эр.

За годы пятилеток локомотивный парк наших железных дорог пополнился новыми мощными и экономичными локомотивами. Советскими конструкторами и паровозостроителями в 1931 г. был создан самый мощный в Европе грузовой паровоз типа 1-5-1 серии ФД, а в 1932 г. на Ворошиловградском паровозостроительном заводе началась серийная постройка этих паровозов. В начале 1932 г. был разработай проект мощного пассажирского паровоза типа 1-4-2 серии ФДП. В этом же году первый паровоз этой серии был построен Коломенским паровозостроительным заводом.

Большое значение для развития паровозостроения имели решения XVII съезда Коммунистической партии Советского Союза (1934 г.). Съезд наметил увеличение парка локомотивов с одновременным переходом к более мощным и совершенным типам. Было установлено, что во втором пятилетии мощный паровоз ФД должен стать основной единицей грузового парка, а паровоз ФДП — основной единицей пассажирского парка. В 1934 г. на Харьковском паровозостроительном заводе был построен паровоз типа 1-5-0 серии СО. Паровозы этой серии строили на различных заводах до 1950 г. Они имели большее распространение на сети дорог. Коломенский завод совместно с Харьковским с 1936 по 1941 г выпускал паровозы СО с устройством для конденсации отработавшего пара.

В результате Оснащения железных дорог новой техникой и применения передовых методов работы железнодорожный транспорт справился с плановыми заданиями по перевозкам как в период мирного строительства, так и в годы Великой Отечественной войны 1941—1945 гг. После окончания Великой Отечественной войны партия и правительство наметили широкую программу восстановления и дальнейшего развития железнодорожного транспорта и, в частности, оснащения его новыми типами паровозов.

Уже в 1947 г. началась серийная постройка грузового паровоза средней мощности типа 1-5-0 серии Л, проект которого по техническому заданию МПС был разработан группой конструкторов Коломенского паровозостроительного завода во главе с Л. С Лебедянским. В 1950 г. Коломенский паровозостроительный завод выпустил первый опытный мощный пассажирский паровоз типа 2-4-2 (П36), обладающий высокими эксплуатационными качествами.

Несколько таких паровозов было построено в 1953 г., а в 1955 г. было начато их серийное производств*) На Ворошиловградском паровозостроительном заводе в 1952 г. был построен модернизированный паровоз Л типа 1-5-1 (с задней тележкой), оборудованный водоподогревателем и особам устройством (увеличителем сцепного веса) для временной передачи нагрузок с бегунковой и поддерживающей осей на движущие оси.

В 1955 г. начата серийная постройка этого паровоза, которому, присвоена серия ЛВ На этом^ же заводе в 1954 г. были построены три опытных грузовых паровоза типа 1-5-1 с нагрузкой от оси иа рельсы 21 тс с роликовыми подшипниками, увеличителем сцепного веса и водоподогревателем. В создание новых типов паровозов большой творческий труд вложили инженеры-конструкторы К. Н Сушкин, Л. С. Лебедянский, П. М. Шаройко, М. Н. Щукин и др. В разработке теории и конструкции паровозов, а та? же в развитии науки о тяге поездов большие заслуги принадлежат советским ученым: С. П. Сыромятникову, В. Ф. Егорченко, И. И. Николаеву, А. М. Бабичкову, Н. И Белокоиь, О. Н. Исаакяну, К. П. Королеву и многим другим.

Мысль о применении пара для нужд транспорта возникла еще в XVII в. Вначале пытались приспособить паровые двигатели к обыкновенным повозкам или телегам.

Паровые повозки были рассчитаны на движение по прямой дороге без рельсов.

В 1763 г. французский инженер Коньо построил первую паровую повозку. Эта машина работала всего 12-15 минут. В 1769 г. (или в 1770) Коньо построил более совершенную повозку, но, когда ее пустили по улицам Парижа, оказалось, что ею невозможно управлять.

Уильям Мёрдок. Портрет работы Джона Грэма Гилберта

Многие изобретатели в эту эпоху пытались построить локомотив, двигающийся по рельсам. Особенно большое значение для создания железнодорожного транспорта имели работы шотландского инженера и механика Ричарда Тревитика (1771 - 1833), который первым пришел к идее применения паровых локомотивов на специально устроенных рельсовых путях.

Портрет Ричарда Тревитика

В 1803 г. Тревитик сконструировал паровоз для рельсового пути, а в феврале 1804 г. провел первое его испытание.

Паровоз Тревитика

Паровоз Тревитика и кольцевая дорога-аттракцион для его демонстрации

Стефенсон вышел из рабочей среды. Его отец и дед работали наугольных шахтах близ Ныокастла - центра английской угольной промышленности. Молодые годы Стефенсон провел, работая в угольных копях. Самоучкой, с большим упорством он изучал механику, физику и многие другие науки. Параллельно с учением он работал над изобретением различных машин и механизмов.

Паровоз «Блюхер», 1814 год

Паровоз Стефенсона, построенный для Геттонских копей в 1822 году и работавший до 1903 года.

«Сцена, имевшая место утром 27 сентября 1825 г., не поддается никакому описанию, - писал впоследствии один из директоров этой дороги. - Многие, принимавшие участие в этом историческом событии, всю ночь не смыкали глаз и были на ногах. Всеобщая бодрость и веселость, счастливые лица многих, изумление и испуг на лицах других разнообразили картину.

В назначенный час процессия тронулась. Во главе поезда следовал паровоз, управляемый строителем его - Стефенсоном; за паровозом следовали 6 вагонов с углем и мукой; вслед за ними - вагон с директорами и владельцами дороги; затем 20 угольных вагонов, приспособленных для пассажиров и наполненных ими, и, наконец, 6 вагонов, нагруженных углем... По обеим сторонам пути стояла большая толпа народа; многие бежали за поездом; другие верхом на лошадях следовали за ним по сторонам пути. Последний имел небольшой уклон к Дарлингтону, и в этом месте Стефенсон решил испытать скорость поезда... Он увеличил скорость хода до 15 миль в час. Когда поезд прибыл в Дарлингтон, оказалось, что в вагонах было 450 пассажиров и что вес поезда был 90 тонн».

Новая железная дорога быстро показала преимущества нового вида транспорта перед старыми способами передвижения. Популярность железнодорожного транспорта в Англии росла. Многочисленные изобретатели работали над созданием и совершенствованием новых видов локомотивов. В 1829 г. был объявлен конкурс на создание лучшего паровоза. Стефенсон представил на конкурс свой новый паровоз - знаменитую «Ракету». «Ракета» имела машину мощностью в 13 л. с. На конкурсе производились испытания всех типов локомотивов. «Бой паровозов», как называли этот конкурс, закончился победой «Ракеты», которая свободно тянула поезд весом в 17 т со скоростью до 21 км в час. Скорость паровоза с одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами составила 38 км в час.

Схема паровоза Д. Стефенсона «Ракета»

В 1830 г. в Англии для пассажирского движения была открыта железная дорога между Ливерпулем и Манчестером протяженностью в 45 км. В этом же году в США была построена первая железнодорожная линия Чарльстон - Огеста длиною в 64; км. В 1832 г. была построена первая железная дорога во Франции, в 1835 г.- в Бельгии и Германии, а в 1837 г.- в России и Австрии.

Е. Ф. Черепанов

М. Е. Черепанов

Модель первого паровоза Е. А. и М. Е. Черепановых

Макет паровой машины Ползунова

В 1851 г. в России была сооружена двухколейная Петербургско-Московская железная дорога.

Явившись результатом промышленной революции, железные дороги стимулировали рост важнейших отраслей производства. Возникла новая отрасль машиностроения - транспортное машиностроение. Под воздействием все увеличивающегося спроса железных дорог стали быстро развиваться металлургическая и угольная промышленность.

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.