И снова с вами мой проект #железная дорога , и в четвёртой статье цикла мы продолжим говорить о локомотивах прошлого. Сегодня у нас на путях - "дедушка" отечественного локомотивостроения и его прародители, которые можно объединить в одну большую группу: электровозы серии "С" или Сурамские электровозы.
Буква “С” в обозначении серии этих машин означает “Сурамский перевал”, ведь именно для работы на этом сложнейшем горном участке и были приобретены у американцев электровозы производства концерна General Electric с заводским обозначением С10, которые на Советских железных дорогах получили обозначение серии “С”. Но, кроме американцев, поставщиком электровозов на Сурамский перевал были итальянцы из концерна “Tecnomasio Italiano-Brown-Boweri". У американцев было закуплено 8, у итальянцев - 7 электровозов. Сам перевал проходит через одноимённый хребет, соединяющий Большой Кавказ с Малым. Высота перевала - 949 метров над уровнем моря, по нему проходят автомобильная и железная дороги.
Железнодорожное сообщение через перевал, между станциями Хашури и Зестафони, было открыто еще в XIX веке, в 1872 году. Этот участок пути принадлежал Поти-Тифлисской железной дороги и был построен по облегчённым техническим условиям. Крутизна подъёмов достигала на перевале 46 промилле, а минимальный радиус кривых - всего 100 метров. Первоначально на дороге работали сочленённые паровозы “Ф” системы “Ферли”. Об этой системе и самих паровозах мы поговорим позже.
Очень скоро железнодорожники достигли предела провозной способности дороги, и тогда было принято решение смягчить профиль пути до 28 промилле, пробить Сурамский тоннель длиной 4 километра, увеличить минимальный радиус поворота (кривой) до 150 метров. Со всеми задачами железнодорожники справились успешно, и поезда через перевал повели паровозы типа “Э”, как правила двойной или тройной тягой. В случае необходимости в хвост состава цепляли толкач - паровоз типа “Ф” или “Ч”.
Однако очень скоро стало понятно, что на паровозной тяге в принципе далеко не уедешь, а на Сурамском перевале и подавно. И перевал стал испытательным полигоном по электрификации железных дорог. В 1928 году были начаты работы по строительству гидроэлектростанций на реках Риони и Кура, линий электропередач и тяговых подстанций. В США и Италии были заказаны локомотивы постоянного тока. Вместе с этим было усилено и верхнее строение пути, что обеспечило возможность эксплуатировать более тяжёлые локомотивы. Мы же помним из первых двух статей, что чем больше вес локомотива - тем лучше сцепление и больше сила тяги?
В качестве системы была выбрана электрификация на постоянном токе напряжением 3000 вольт. Почему? Всё очень просто - именно такая система электрификации была наиболее распространённой к тому времени в Западной Европе. Я не обвиняю наших инженеров в плагиате. Более того - не вижу никакого смысла изобретать велосипед тогда, когда он уже давно изобретён. Использовать чужой - тем более передовой и успешный - опыт можно и нужно.
Изначально было принято весьма дальновидное решение - вместо трудоёмкой и долгой разработки собственного локомотива заказать уже готовые, а потом, по образу и подобию, сообразно мощностям и потребностям, строить свои. Напомню, что часть электрооборудования на американские локомотивы изготовил завод “Динамо”.
НКПС тоже выбрал локомотивы не с бухты барахты. Можно сколь угодно долго ругать плановую экономику, административно-командную систему и советскую власть с тоталитарным режимом, но на местах сидели отнюдь не дураки. В условном “конкурсе” принимали участие не только вышеупомянутые General Electric и Tecnomasio. Свои предложения прислали немецкие АЕГ и Сименс и британская компания Метрополитен Виккерс. Электровозы объединяла система электрификации, но компоновка электровозов Виккерс отличалась от конкурентов - это были локомотивы капотного типа, с кабиной машиниста по середине кузова. И вот как раз изучение “конкурсной документации” привело советских инженеров к мысли остановиться на американских и итальянских локомотивах.
General Electric к тому моменту имела колоссальный опыт постройки локомотивов на постоянном токе напряжением 3 кВ. Локомотивы GE поставлялись в Бразилию, это были локомотивы с разными осевыми формулами, они имели систему рекуперативного торможения и двигатели с часовой мощностью 340 кВт. То есть фактически - соответствовала параметрам, предъявленными советской стороной для эксплуатации на Сурамском перевале.
Договор с GE предусматривал передачу 8 электровозов и комплектов технических чертежей, необходимых для постройки электровозов в СССР. Эти локомотивы получили обозначение серии С10 и номера с 01 по 08. Маркировка на борту, соответственно, выглядела как С10-01 для первого и С10-09 для последнего электровоза. Первые два комплектных электровоза были поставлены в депо Хашури в июне, а остальные шесть - в конце 1932 года.
Первая пробная поездка магистрального электровоза Сурамского типа (Электровоз типа С) по электрифицированному перевалу от станции Хашури до станции Лихи состоялся 2 августа 1932 года. Электровоз и два пассажирских вагона пробыли в пути 1 час 10 минут. Спустя две недели торжественно открыли электрифицированный участок Хашури - Зестафони, по которому прошёл пассажирский поезд с делегацией из Тбилиси. Поезд вёл электровоз С10-03.
При этом уже в 1929 году на заводе “Динамо” начались подготовительные работы по развёртыванию производства электровозов типа “С”. Уже к 1 мая 1932 года - ещё до поступления в СССР американских локомотивов, “Динамо” выпустило два тяговых электродвигателя ДПЭ-340 (Д - Динамо, П - постоянный ток, Э - электровозный, 340 - часовая мощность в кВт). В июне того же года завод “Динамо” выпустил комплект электровозной аппаратуры, а в августе того же года Коломенский машиностроительный завод передал на “Динамо” механическую часть электровоза типа “С”.
Этот собранный на двух наших заводах электровоз получил обозначение серии Сс и порядковый номер 01. Сс означало “Сурамский советский”, маркировка на борту: Сс 11-01. Для обкатки он был отправлен на Северную железную дорогу. В 1933 году пара заводов - Динамо и Коломенский - построили ещё 17 электровозов серии Сс, после чего оба завода перешли к впуску электровоза ВЛ19. Электровозы Сс №02 и 03 поступили в депо Хашури Закавказской железной дороги, а электровозы с номерами от 04 до 21 были отправлены в депо Чусовская тогда ещё Пермской железной дороги. Там они работали на однопутном электрифицированном участке Чусовская - Кизел, имеющим подъёмы до 15 промилле.
Но хватит истории, господа. Давайте немного изучим конструкцию этого примечательного локомотива. Кузов локомотива - вагонной компоновки. По торцам кузова имелись открытые площадки, сразу за которыми были расположены кабины машиниста. За кабинами находились помещения для вспомогательного оборудования, а по середине кузова - ВВК, высоковольтная камера. Одно из отличий электровозов С от Сс: в “эске” можно было попасть в кабины машиниста как с площадки, так и с боков кузова (там были двери), а в советских локомотивах - только с площадки. Сами кабины машиниста соединялись между собой боковыми коридорами.
Кузов электровоза рамный. Рама - это такая конструкция, выполняющая роль “опоры” для всех элементов кузова и оборудования. На электровозах “С” и “Сс” рама состояла из двух продольных хребтовых балок - двух мощных железяк, проходящих “под полом” от носа до кормы (или от носа до носа, поскольку определить, где нос, а где корма, у двухкабинного односекционного локомотива немного затруднительно). Эти продольные балки были связаны между собой набором поперечных балок. Кроме того, в раме находился балласт - всё те же чугунные чушки, прикрученные к ней болтами, для создания большего веса, сцепления и силы тяги. К этой же раме крепился каркас стенок кузова, который был обшит листовой сталью. Вся эта конструкция опиралась на две трёхосные тележки. Это если очень коротко и просто.
Теперь немного о том, что находилось в тележках. А находились там по три колёсных пары в каждой, и каждое колесо имело диаметр по кругу катания 1200 мм. Больше метра, между прочим. Каждая колёсная пара приводилась в движение тем самым тяговым электродвигателем. На первых двух электровозах - американским, на остальных - уже сделанным на Динамо. Двигатели с одной стороны опирались через специальные подшипники на ось колёсной пары, а с другой стороны “висели” на межрамных креплениях на специальных пружинах. В те годы такое положение ТЭД называлось “трамвайным”, а сейчас “опорно-осевым”.
Тяговые электродвигатели электровоза развивали часовую мощность 340 кВт, сила потребляемого тока составляла 250 А при частоте вращения якоря электродвигателя 605 оборотов в минуту. Максимальная частота вращения якоря составляла 1380 оборотов, а сам двигатель весил 4300 килограмм. Для нормальной работы двигателя требовалась его ежеминутная продувка 78 кубометрами воздуха. Двигатели могли быть соединены как последовательно, так и последовательно-параллельно и параллельно.
На крыше электровоза для подачи электрического тока в цепи управления стояли два пантографа, каждый из которых был рассчитан на ток в 800 А. В нормальных условиях эксплуатации обычно был поднят только один, в тяжёлых, при усилении тока, поднимали два.
Не буду утомлять вас, дорогие читатели, совсем уж сложными техническими нюансами питания и работы двигателей, кучей ненужных вам аббревиатур и прочей технической информацией. В конечном итоге я не ставлю перед собой цель загрузить вас, а наоборот - моя цель насколько это возможно просто, для “гуманитариев”, рассказать о том, как устроен тот или иной локомотив.
Но о вспомогательном оборудовании рассказать всё-таки стоит. На электровозы ставили специальные аккумуляторные батареи, которые выполняли те же функции, что и аккумуляторы на автомобиле. Вы же можете, включив нужную позицию зажигания и не заводя двигателя, включить фары или указатели поворота? Вот и на электровозах “С” и “Сс” можно было включать цепи управления, сигнализации и освещения при неработающем генераторе. Кстати, цепи эти были рассчитаны на напряжение 50 В, а аккумуляторы производил завод “Ленинская искра” из Ленинграда. Стояли на электровозах также и мотор-компрессоры, целых две штуки, каждый из которых мог закачать в пневмосистему локомотива 2200 литров воздуха ежеминутно. Для охлаждения главных двигателей стояли два мотор-вентилятора. Кроме того, на локомотиве был установлен мотор-генератор. Если не сильно вдаваться в подробности, то он был необходим на этих электровозах для рекуперативного торможения. А рекуперативное торможение - это такая штука, когда во время торможения электродвигатели начинают работать как генераторы, и произведённая ими электроэнергия уходит обратно в контактную сеть. А там как пойдёт - или другому локомотиву достанется, или уйдёт в общую систему через тяговую подстанцию, сэкономив деньги железнодорожникам. И ещё стоял интересный аппарат под названием “динамотор”. Эта штука делила напряжение ровно пополам - преобразовывала его из 3000 на 1500 В, а дальше по цепям это напряжение расходилось на вспомогательное оборудование, рассчитанное на него.
Ещё немного о характеристиках локомотива. Сцепная масса локомотива с балластом равнялась 132 тоннам. Сила тяги и скорость при часовом режиме составляла 24,5 т/с и 30,5 км/ч, а при продолжительном, соответственно - 20,5 т/с и 32 км/ч. Максимальная скорость была установлена в 65 км/ч, в 1937 году её повысили до 80, а затем снизили до 70 км/ч.
Но Сурамские электровозы - это не только электровозы серий “С” и “Сс”. Помните, в самом начале статьи я писал о том, что электровозы закупались у американской General Electric и у итальянской Tecnomasio? Так вот, итальянские электровозы появились на Сураме вскоре после американских и получили обозначение серии “Си”, что расшифровывалось “сурамский, итальянский”. В технической документации буква “и” в обозначении серии имеет верхний индекс, но возможности Яндекс Дзена не позволяют мне правильно записать эту аббревиатуру, так что условимся с вами на том, что “и” имеет верхний индекс, а писать продолжим “Си”.
Заказ итальянцам формировали сразу так, чтобы локомотивы “Си” имели возможность работать по системе многих единиц (СМЕ) в сцепе с американскими локомотивами, что во многом предопределило их технические характеристики и системы управления. Но там, куда буква технических условий советских специалистов не добралась, “макаронники” соригинальничали. Например, все вспомогательные машины на электровозах “Си” работали от напряжения 3000 В, что избавляло от необходимости применять динамоторы. Тяговые электродвигатели марки GDTM-655, установленные на итальянских машинах, были мощнее американских “собратьев”. В часовом режиме они развивали мощность 380 кВт при токе в 275 Ампер, а в продолжительном режиме - 325 кВт при токе в 232 Ампера. Правда, двигатели были на 20% тяжелее - весили больше 6 тонн каждый, и воздуха для охлаждения им тоже требовалось больше - 100 кубометров против 78. Отличие было и по тормозам - у американских и советских электровозов было по одной тормозной колодке на колесо, у итальянских - по две. Сильно отличалось и вспомогательное оборудование, хотя его набор был схож: мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы и многосоставный рекуперативный агрегат, состоящий из электродвигателя, генератора и мотор-стабилизатора. Такая система позволяла уменьшить потери электроэнергии при рекуперативном торможении. А вот мотор-компрессоры “итальянцев” были менее мощными - всего 1800 литров воздуха ежеминутно. Американские качали больше двух тысяч.
На итальянских электровозах, кстати, была система, которую сегодня называют “контролем бдительности”. Они были снабжены аппаратом безопасности - если после ста метров пробега после срабатывания аппарата машинист не нажимал одну из двух педалей или кнопку, отключались тяговые двигатели и включались тормоза. Правда, с учётом вождения этих электровозов в два лица, аппараты эти обычно отключались. Сила тяги и скорость при напряжении в 3000 В в часовом и продолжительным режиме почти не отличалась от таких же показателей американцев, а конструкционная скорость была установлена в 65 км/ч.
Первые три электровоза серии “Си” поступили на Сурамский перевал в октябре 1933 года. Со своей задачей унифицировать локомотивы с американскими для работы по СМЕ итальянцы справились на отлично. При испытаниях для соединения электровозов в сцеп из двух машин потребовалось пять минут. Испытания проводились в ноябре 1933 года: два электровоза - американский и итальянский - соединили по СМЕ, сцепили с грузовым составом и повели по перевалу. Первоначально на перевале использовали смешанную тягу - в хвост поезда по старинке цепляли толкачи, паровозы “Э”. Но с поступлением новых локомотивов эту практику отменили. Работу 42 паровозов выполняли 17 электровозов - электрическая тяга оказалась в 2,5 раза эффективнее паровой. Если с паровозом на самый крутой подъём в 29 промилле пассажирский состав плёлся со скоростью 12-15 км/ч, то с электровозом - уже 30-35 км/ч. Электровоз быстрее разгонялся, эффективнее тормозил. По такому же спуску один электровоз, комбинируя электрическое и пневматическое торможение, мог вести состав массой 2200 тонн. Для подобного трюка на паровой тяге требовалось три паровоза типа ”Э”.
Но мы ведь помним из этой же статьи, что несмотря на обозначении серии “С” - Сурамские - электровозы этого типа работали и на Северном Урале? Первые электровозы типа “С” пошли по участку Чусовская - Кизел 24 августа 1933 года. А уже в следующем, 1934, году, все поездные паровозы были вытеснены электровозами. Паровая тяга осталась только на манёврах. С электрификацией участка на Гороблагодатскую “эски” побежали и туда.
Эти электровозы служили долго. Их модернизировали, меняли им двигатели, меняли вспомогательные машины и оборудование, модернизированным машинам к обозначению серии добавляли буковку “м”. Итальянские машины, прошедшие модернизацию, были окончательно списаны только в 1979 году. Они уходили на пенсию, разменяв шестой десяток - совсем как люди.
Ставьте лайки, пишите комментарии, подписывайтесь на канал и следите за обновлениями!
Читайте канал и подписывайтесь на мои соцсети:
Фейсбук | Вконтакте | Инстаграм | Ютуб о танго | Ютуб о путешествиях |
Цикл "Железная дороги"
Серия "Электровозы на дорогах бывшего СССР"
Что такое электровоз? | Чем питается электровоз? | Маленький, да удаленький |
