В процессе развития промышленности в разных регионах мира, появилась необходимость в разы увеличить скорость и объем доставляемых по железной дороге грузов. Логичным решением стало внедрение мощных тепловозов, которые и по сей день трудятся на главных дорогах страны - БАМ и АЯМ (Байкало- амурская и Ямало-амурская магистрали). С течением времени появилась необходимость в более мощных и экономичных локомотивах. Одна из таких новинок - газотурбовоз. Но сможет ли он полноценно заменить тепловозы, которые десятилетиями трудились на просторах нашей страны?
Предшественники
Об идее поездов на газу задумались еще во времена СССР. В 60-е годы на Коломенском и Луганском заводах были изготовлены прототипы, которые, по разным причинам в серию не пошли.
Г1
Данный локомотив разрабатывался на Коломенском предприятии, под руководством известного конструктора Л. С. Лебедянского, как более экономичная альтернатива дизельному тепловозу. По проекту он должен был стать двухсекционным и иметь общую мощность около 7000 лс . Но в ходе испытаний Г1 были выявлены существенные недостатки, после чего на испытания вышла доработанная версия Г1-01. В процессе опытной эксплуатации выявили капризность и малую ремонтопригодность локомотива. По сравнению со своим главным конкурентом - магистральным ТЭ-3, газотурбовоз был менее экономичен и его КПД был ниже, чем у дизельного собрата. После проведения испытаний газотурбовоз в серию так и не пошел.
ГТ-101
Сородич ГТ-1 был собран на Луганском заводе под руководством А. Н. Шелеста, и по проекту имел мощность 6000лс на две секции ( по 3000лс на каждую). В процессе испытаний локомотив дорабатывался и в середине 60-х вышел на эксплуатацию с опытными составами. Но из-за ряда технических недостатков и сворачивания программы по разработке газотурбовозов, на железные дороги запущен не был.
Возрождение
В 2007 году РЖД на базе Воронежского завода создал газотурбовоз ГТ1-001(после модернизации ГТ-1h).
В 2012 году газотурбовоз был модернизирован с заменой вспомогательной дизель-генераторной силовой установки с топливным баком на аккумуляторную батарею для маневровых передвижений с заглушённым газотурбинным двигателем, получив индекс "h" (hybrid — гибрид). Кроме этого изменилась и его окраска.
По конструкции он был схож со своими предками, но имел абсолютно другую начинку. Газотурбовоз был сконструирован на базе уже существующего ВЛ-15, от которого унаследовал колесную базу и некоторые элементы кузова.
"Горячим" сердцем для локомотива стал газотурбинный двигатель НК-361, созданный в ОКБ им.Кузнецова. В связке с газогенератором турбина выдавала сумасшедшие 11 284 лс. . На практике это означает, что один такой газотурбовоз заменяет сцепку из 4 ТЭ116. Такую мощность удалось достичь благодаря использованию новых технологий в сфере двигателестроения. Новые материалы позволили увеличить КПД газовых турбин с 20-22% до 28-32%
В 2008 сборка нового локомотива была окончена и он отправился на доработку. До 2012 года локомотив совершенствовался, проходил испытания и неоднократно участвовал в различных выставках. В 2011 году ГТ1h-001 попал в Книгу рекордов Гиннесса, проведя по испытательному кольцу ВНИИЖТ (ст. Щербинка) грузовой состав весом 16000 тонн. C 2013 эксплуатируется на Свердловской железной дороге.
Продолжением программы по разработке новых газотурбовозов стало создание в том же 2013 году ГТ1h-002, но уже на базе Людиновского тепловозостроительного завода. За базу был взят локомотив 2ЭС6, но с внедрением четырехосных тележек от ТЭМ 14, что позволило снизить осевую нагрузку.
Второй локомотив был схож с первым по двигателю, но имел ряд отличий по кузову и внутреннему интерьеру. Вместимость криогенной емкости (для сжиженного газа) была увеличена с 17 до 20 тонн, но пришлось отказаться от некоторых кузовных деталей во второй секции.
ГТ1h-002 после наладки всех систем отправился на Свердловскую железную дорогу, откуда часто возвращался в Москву для показа на разных выставках и проведения дополнительных испытаний. На данный момент он эксплуатируется в Тюменской области и таскает грузовые поезда в Сургут.
Есть ли перспективы?
У современных газотурбовозов есть ряд преимуществ, которые оставляют позади даже самые новые и навороченные тепловозы:
- Мощность: ни один тепловоз не сможет выдать 11000 лошадиных сил. Для этого потребуется связка из 3 или 4 локомотивов. При схожей мощности газотурбовоз будет выигрывать в массе и размерах относительно сцепки из нескольких тепловозов.
- Универсальность: в самых холодных регионах России (Якутия, Красноярский край, Иркутская область) температура в зимний период часто опускается ниже 30*c. Это создает большие трудности не только для людей, но и для подвижного состава. Дизельное топливо легко замерзает при низких температурах, что создает трудности при эксплуатации. Газовое топливо не подвержено замерзанию, а турбины способны запуститься практически в любую погоду.
- Экологичность: газовая турбина выбрасывает гораздо меньше вредных веществ даже по сравнению с четырехтактными дизелями.
Одновременно, у такого типа локомотивов есть ряд минусов, которые мешают их повсеместному внедрению.
- Сомнительная экономичность: при большой мощности газотурбовозы имеют и такой же большой расход СПГ(Сжиженного Природного Газа). На одной заправке газотурбовоз может проехать 8-9 часов, в то время как сцепка из тепловозов 30-35 часов (данные сильно упрощены и зависят от модификации, уклона путей, скорости, массы вагонов и износа двигателя). В 2024 году РЖД заявило, что использование газотурбовозов возможно при стоимости СПГ не более 50% от стоимости дизельного топлива (ссылка).
- Инфраструктура: для заправки тепловоза необходима обычная заправочная станция, которая без проблем заправит баки дизелем. Для газотурбовоза необходим сжиженный газ, который хранится при температуре -161*c. Кроме того в радиусе использования газотурбовозов необходима постройка завода по сжижению природного газа. На данный момент завод такого типа есть только под Екатеринбургом и у РЖД уже есть проблемы с дозаправками новых локомотивов.
- Цена: бесспорно, эксплуатация одного газотурбовоза взамен сцепки (сплотки) нескольких тепловозов выйдет дешевле. Тем более, что расход масла у газовой турбины будет кратно меньше, чем у нескольких дизелей. Но не будем забывать, что даже при самых современных технологиях обслуживание газовой турбины будет существенно дороже обслуживания дизеля. Закупочная цена газотурбовоза тоже выше, чем у тепловоза - 200 миллионов у предсерийного ГТ-1h-001 против 125 миллионов у 2ТЭ25Ам.
Вывод:
В общем и целом газотурбовозы без проблем могут эксплуатироваться на наших железных дорогах, даже на БАМе и Транссибе. Они будут незаменимы в Сибири и на Дальнем востоке. Их универсальность и тяговые характеристики нельзя переоценить. Но на данный момент эти локомотивы не получили широкого распространения по ряду причин. Сложности с топливом и инфраструктурой не позволяют ввести их на продолжительные участки пути. Экономическая ситуация в стране тоже не способствует серийному производству газотурбовозов, план о серийном производстве с компанией "Синара" на 2020 год так и не был реализован. Кроме того, РЖД не смогло договориться с Газпромом об постройке путевой и заправочной инфраструктуры. Всё это очень тормозит развитие проекта. Возможно, через 5-10 лет всё таки начнется серийное производство и эксплуатация таких локомотивов, но точно сказать это никто не сможет.
