Незабытые технологии: паровозы

Одни из них представляют лишь исторический интерес, другие ещё широко используются, но в скором времени окончательно уступят своё место современным аналогам, третьи же прочно заняли свою узкую нишу и не собираются сдавать позиции. Большинство этих технологий неэкономичны и сложны в использовании – в этом их слабость. Но есть у них и сильные стороны: это внутренняя простота, лёгкость изготовления и независимость от современной энергетической и информационной инфраструктуры.

На первый взгляд они могут вам показаться не очень важными. Но это ошибочное мнение. Просто мы отвыкли от глобальных катастроф – двадцатый век ознаменовался удивительно мирным поведением природы. В наше время солнечная буря, аналогичная буре 1859 года, вывела бы из строя линии электропередач и коммуникаций на годы.

Но даже если они не имели бы вообще никаких преимуществ, их всё равно нужно было бы сохранить по крайней мере из исторических и эстетических соображений. Прошлое не исчезает – оно живёт рядом с нами, и в его сплетении с будущем рождается наше настоящее.

Одной из подобных технологий является паровая машина, и её наиболее яркое воплощение – паровоз. О нём и пойдёт речь.

Здесь я не стану подробно останавливаться на внутреннем устройстве паровозов, вместо чего размещу общую схему. Интересующиеся же читатели более полную информацию найдут в Wikipedia.

Принципиальная конструктивная схема паровоза: 1 – топка; 2 – зольник; 3 – паровой котёл; 4 – дымовая коробка; 5 – будка; 6 – тендер; 7 – сухопарник; 8 – предохранительный клапан; 9 – клапан регулятора; 10 – пароперегреватель; 11 – паровая машина; 12 – конус; 13 – парораспределительный механизм; 14 – привод регулятора; 15 – экипаж; 16 – поддерживающая тележка; 17 – бегунковая тележка; 18 – букса; 19 – рессорное подвешивание; 20 – колодка тормоза; 21 – паровоздушный насос; 22 – сцепное устройство; 23 – свисток; 24 – песочница.

К середине века, разумеется, никаких кочегаров уже не было: в паровозах использовали автоматическую подачу угля или иного твёрдого топлива с помощью элеваторного механизма. В случае использования более эффективного жидкого топлива, в топке устанавливали форсунки, а вместо колосников клали кирпичный свод, при попадании на который распылённое топливо воспламенялось.

В засушливых районах паровозы использовали специальную систему конденсации отработанного пара, позволявшую экономить дефицитную воду.

Краткая история паровозов

Первый в мире паровоз проехал в Уэльсе 21 февраля 1804, первая железная дорога была проложена в 1825, расцвет паровозов пришёлся на середину девятнадцатого – начало двадцатого века, а уже в тридцатые годы их начали активно заменять недавно появившиеся намного более экономичные тепловозы и электровозы. Однако паровозы продолжали строиться вплоть до пятидесятых – шестидесятых, и были окончательно заменены лишь к восьмидесятым годам двадцатого века.

В разных странах конец эры паровозов пришёлся на разное время, но основной перелом всё же произошёл в шестидесятые. В США паровозы стали массово заменяться уже в пятидесятых, и последний пассажирский паровозный поезд прошёл в 1961. В Европе процесс несколько затянулся – паровозы были заменены в семидесятые. В России некоторые пассажирские и грузовые линии использовали паровозы вплоть до конца восьмидесятых – начала девяностых. Во многих африканских и азиатских странах паровозы использовались до конца двадцатого века. В частности, в Южной Африке последние коммерческие линии закрылись в 1994, в Индии – в 2000, а в Китае использование паровозов в грузовых поездах официально было прекращено лишь в 2005.

Паровозы в XXI веке

Так прошла эпоха регулярного использования паровозов для коммерческой перевозки пассажиров и грузов, и началась их новая жизнь. Зачем же они нужны в XXI веке?

Во-первых, в туристических и исторических целях. В мире насчитывается несколько сотен линий, имеющих культурное и историческое значение. Не все из них используют паровозы, но и первые модели тепло- и электровозов представляют не меньший интерес для пассажиров, привыкших к скоростным современным экспрессам.

Во-вторых, в кинематографе. Каждый год снимаются новые исторические фильмы, в которых паровозы принимают непосредственное участие.

И, в-третьих, на всякий случай. Например, такой, как глобальный топливный кризис, крупная техногенная или природная катастрофа. При этом у паровозов обнаруживается немало преимуществ перед современными машинами.

Простота конструкции. Простейший паровоз намного проще сконструировать, чем любую иную аналогичную машину.
Простота обслуживания. Ухаживать нужно за любой машиной, но в целом паровозы менее проблемны в уходе, чем их более современные аналоги.
Всеядность. Паровозы ездят на всём, что горит: уголь, дрова, солярка, мусор и прочее.

Как ни странно, больше всего действующих паровозов сохранилось в прогрессивной Европе. Например, в одной лишь Великобритании эксплуатируются несколько сотен паровозов, и компании операторы пригородных линий активно используют их для привлечения туристов.

В России около тысячи паровозов были законсервированы и сохранены в качестве национального резерва. Некоторые из них можно увидеть в музеях, прочие же, видимо, никак не используются.

Новые паровозы

До сих пор речь шла о серийных паровозах, выпущенных во времена их массовой эксплуатации, но многие будут удивлены, узнав, что новые паровозы продолжают конструироваться и выпускаться в XXI веке. Закончено из них немного – около семи, и ещё пара десятков в сборке. Эти паровозы делятся на две группы:

Реплики старых моделей, воссозданные с использованием новых технологий. С ними всё более и менее просто. Они является исторической реконструкцией.
Новые паровозы, специально сконструированные с нуля и способные к конкуренции с современными тепло- и электровозами. В лучших нынешних паровозах КПД не более 14%, но в планируемых различные улучшения позволили бы значение около 25%! Что приблизило бы паровоз по экономичности к дизелю. Им даже придумали специальное название – Advanced steam technology. Почему бы и нет? Обычно к ним возрастает интерес во время очередного топливного кризиса. Начало XXI века было отмечено рекордными ценами на нефть и газ. После их резкого падения, многие интересные проекты были, увы, заморожены.

LNER Peppercorn Class A1 60163 Tornado

Один из самых известных представителей последней группы LNER Peppercorn Class A1 60163 Tornado – первый паровоз построенный в Великобритании начиная с 60-х годов. Он является эволюцией серии LNER Peppercorn Class A1, производимой в Соединённом Королевстве в 60-e. Паровоз строили всем миром с использованием новейших технологий. Закончили в 2008.

No. 52 8055

No. 52 8055 – реплика одного из последних немецких паровозов. Компания DLM закончила его в 2009, и паровой красавец давно курсирует по Швейцарии.

The 5AT

The 5AT – ещё один интересный проект, курируемый 5AT Group, после её распада в 2012 году был заморожен. В 2012 создана новая группа The Advanced Steam Traction Group, призванная продолжить его.

The ACE 3000

The ACE 3000 – был предложен Россом Роулендом в период нефтяного кризиса 1970-х годов. Он должен был выглядеть как дизель, и разрабатывался, чтобы конкурировать с современными тепловозами, используя уголь, бывший намного дешевле нефти в то время. ACE 3000 включал в себя множество новых технологий, таких как автоматический контроль огня и уровня воды. Локомотив мог быть подключен к дизельному блоку и работать в паре с ним. ACE 3000 был одной из самых разрекламированных попыток создания современного паровоза, но проект в конечном счете потерпел неудачу из-за нехватки денег. Ну а как иначе?

The CSR Project 130

The CSR Project 130 – современный паровоз (основанный на паровозе класса ATSF 3460), способный к высокоскоростным пассажирским перевозкам со скоростью более 100 миль в час, и успешно разогнанный до 130 миль в час (отсюда название Project 130). Предполагается, что он будет экологически чистым, поскольку будет работать на биомассе в виде твердого топлива (в отличие от всех других современных конструкций, которые требуют жидкого топлива). Он совместная работа Института по окружающей среде (IonE) в Университете Миннесоты и Sustainable Rail International, некоммерческой организации железнодорожных экспертов и инженеров.

Solar Steam Train

Solar Steam Train – безогневой паровоз, использующий заранее полученный перегретый пар. Увы, кроме упоминания, никакой информации не нашёл по нему.

Паровозы и охрана природы

Внезапно у паровозов обнаружили не менее важное преимущество, способное перекрыть многие их недостатки – они оказались более экологичными! И правда, все современные ДВС основаны на использовании микровзрыва, образующего кроме углекислого газа очень ядовитые угарный газ и окислы азота. Паровые машины используют непрерывное горении при более низкой температуре и лишены подобных проблем.

Так что, вполне возможно, мы ещё увидим новую эру паровозов!