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:
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.
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.
Первый паровоз в 1803 году
Самый первый в мире паровоз сконструировал английский горный инженер Ричард Тревитик (Richard Trevithick) в 1804 году. Этот первый паровоз стал прообразом дальнейших разработок всех паровозов в мире. Он возил железную руду на заводе Пен-и-Даррен (Южный Уэльс). С грузом в 25 тонн, этот паровоз одолевал маршрут протяженностью в 14,5 километров со скоростью около 8 км/час и доказал, что машина с гладкими колесами может успешно передвигаться по гладким металлическим рельсам.
Работу над будущим паровозом, Ричард Тревитик начал в 1797 году с постройки паровых повозок для рудников. В 1800-1801 годах первые модели паровых повозок Тревика, стали использовать на рудниках в Корнуэлле и Лондоне, которые заменили вагонетки, что катали по деревянным рельсам женщины, дети и лошади, начиная с 1550 года.
Устройство первого паровоза
В 1803-1804 годах, при помощи Джоржа Стила, Ричард Тревитик сконструировал для заводской Мертир-Тидвилской чугунной дороги в Южном Уэльсе, первый в истории паровоз. Он представлял собой паровой котел, который устанавливался на две оси. Топка располагалась впереди, поэтому повозку с углём, где сидел кочегар, прицепляли впереди паровоза. По большинству показателей этот первый в истории паровоз имел потрясающие возможности. При весе в 5 тонн он перевозил со скоростью 8 км/час 5 вагонов массой в 25 тонн. Порожняком он передвигался со скоростью около 26 км/час.
Тревитик не был убежден в том, что трения между рельсами и колесами будет вполне достаточно для поступательного движения паровоза. Поэтому к колесам, были приделаны гвозди, которые сцеплялись с брусьями, уложенными параллельно рельсам. Очень скоро Тревитик понял, что надобности в этих дополнительных устройствах нет: паровоз мог легко двигаться по гладким рельсам и тянуть за собой вагоны с грузом.
Проблемы с первыми паровозами
Несмотря на свои превосходные характеристики, первый паровоз не произвёл большого интереса. Дело в том, что Тревитику пришлось демонстрировать свой паровоз на конной железной дороге. Тяжелый паровоз постоянно ломал чугунные рельсы конной дороги. Несомненно, было ясно, что для него не подходят эти рельсы и придётся строить специальные пути, которые смогут выдержать огромную массу. Однако владельцы рудников, которых Тревитик пытался заинтересовать паровозом, не желали вкладывать деньги в строительство новых рельсовых путей и отказались финансировать первого паровозостроителя.
В последующие годы Ричард Тревитик сконструировал и построил ещё несколько усовершенствованных моделей паровозов, однако его проекты также не были поддержаны промышленниками, и в 1811 году он разорился.
Вторая половина XVIII века в Англии отмечается созданием и внедрением машины во всех областях промышленной техники. Этот период называют «промышленным переворотом» . Машина заменила ручной труд человека во многих видах промышленности. Гениальный англичанин Джемс Уатт в 1782 г. изобрел паровую машину . Она предназначалась для приведения в действие разнообразных машин - орудий производства - взамен применявшейся до того силы воды и лошади.
В своем патентном ходатайстве Уатт предвидел, что его машина явится универсальным двигателем не только для обособленных мелких целей, по и для крупной промышленности. Гужевой и водный транспорт времени промышленного переворота Англии не мог справиться с перевозкой резко возросшего количества сырья и промышленных грузов.
Нужен был механический двигатель для сухопутной перевозки. Требовалась опять машина вместо лошади, такая же, какую создал Уатт для промышленности. Человеческая мысль, устремленная в то время па механизацию больше всего в Англии, непрерывно работала над созданием двигателя для транспорта. В 1784 г. сотрудник Уатта Мардок построил небольшой трехколесный паровой экипаж . Он мог передвигаться по грунтовой дороге со скоростью лошади, т. е. 12 -14 км/ч.
Но нападки духовенства, усмотревшего в этом «нечистую силу», заставили прекратить опыты с колесницей Мардока. В 1802 г. Тревитик , ученик Мардока, построил паровоз, передвигавшийся по грунтовой дороге. В 1803 г. он поставил свой паровоз на гладкие чугунные рельсы. На этом паровозе были один цилиндр, маховое колесо и зубчатая передача к колесам. Такой паровоз имел практическое применение па частной железнодорожной ветке в Южном Уэльсе в Англии.
Паровоз Тревитика считается «праотцом паровоза», потому что это был первый железнодорояшый паровоз в полном смысле этого слова. Он имел основные черты последующих паровозов: котел с внутренней топкой, давление пара выше атмосферного, раму с гладкими колесами, приводимыми в движение механизмом паровой машины, выпуск отработавшего пара в трубу, и двигался по гладким рельсам.
В 1811 г. Бленкинсон, уверенный, что гладких колес недостаточно для развития силы тяги, построил паровоз, имевший зубчатое сцеплепие с рейкой, уложенной вдоль рельсового пути. Этот паровоз работал как основной двигатель на угольных копях Бленкинсона в Англии по перевозке угля, по не перевозил за плату ни пассажиров, пи грузов. В 1814 г. Блакетт и Гедлей доказали, что сцепление гладких колес с рельсами достаточно для получения силы тяги.
Они построили паровоз с передачей движения от вертикальных цилиндров к колесам при помощи балансиров и зубчаток. Конструктивное выполпение паровоза Блакетта и Гедлея было настолько удачно, что паровоз этот проработал 50 лет и поставлен, как памятник, в музее в Лондоне.
В 1814 г. Георг Стефеисон, благодаря своим способностям и познаниям в области машиностроения сделавшийся из погонщика лошадей сначала машинистом паровой машины, а затем инженером угольного рудника, построил свой первый паровоз «Блюхер». В последующие годы Стефенсон построил еще несколько паровозов, постепепно их совершенствуя. Все эти паровозы были построены в Англии и работали там же у их владельцев па принадлежавших им обособленных иселезнодорожных путях небольшого протяжения.
Железных дорог в современном понимании, т. е. производящих перевозку за плату грузов и пассажиров, до 1825 г. еще не было. Были, следовательно, дороги частного пользования, а не общего. Английская буржуазия и духовенство отрицательно относились к первым паровозам. Однако факты успешной работы действовавших паровозов убеждали капиталистов в целесообразности и выгодности использования их. Спрос на паровозы был, и в 1823 г. Георг Стефенсон основал в г. Дарлингтон первый в мире паровозостроительный завод, которым управлял совместно со своим сыном Робертом. От Дарлингтона до Стоктона в 1826 г. была построена железная дорога длиной 40 км. Для этой дороги Стефенсон построил в том же году паровоз «Локомогнион» для регулярной перевозки за плату пассажиров и всяких грузов.
Таким образом, Стоктон-Дарлингтонская ж. д. была первой в мире железной дорогой общего пользования. На дарлингтонском заводе Стефенсоном был построен в 1829 г. зпаменитый паровоз «Ракета», создавший эпоху в паровозостроении и в яселезнодорожном деле во всем мире. Паровоз «Ракетам был двухосный, весил 4,5 т, имел поверхность нагрева котла 13 м2 при 3,5 am давления пара и два наклонных цилиндра диаметром 203 мм и ходом поршня 410 мм. Существенным отличием его от всех других, до него построенных, были коробчатая топка и трубчатый котел.
В результате этого паровоз «Ракета», имея достаточное парообразование, блестяще выдержал условия конкурса в состязании паровозов. Такое состязание, названное «битвой паровозов», было организовано для выяснения пригодности паровоза как постоянного двигателя для тяги поездов. Стефенсоновская «Ракета» развила скорость с поездом весом 13т в 24 км/ч, а без поезда - 56 км/ч, что считалось невероятным .
Таким образом, состязание решило вопрос о тяге поездов паровозами и утвердило значение паровоза как двигателя для железных дорог. Поэтому день «битвы паровозов» - 8 октября 1829 г. - является историческим днем существования железных дорог и паровозпой тяги на них.
После этого железные дороги начали быстро строиться во всех передовых странах. Общин вид паровоза «Ракеты» с его котлом, получившего название «отца паровозов», показал на фиг. 1.
Паровозы завода Стефенсопа вывозились во все части света, служили образцом для возникших в 40-х годах заводов других стран и непрерывно совершенствовались. Все это дает основание считать родиной паровозостроения Англию, а творцом Георга Стефенсона. Когда последнему был задан вопрос: «Кто изобрел паровоз?» , то талантливый труженик ответил: «Паровоз есть изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров и механиков». В этих словах заключается несомненная историческая истина и видна исключительная скромность гениального создателя паровозов. В 40-х годах истекшего столетия паровозостроение в Англии не ограничивалось одним заводом Стефенсона.
Талантливые конструкторы Гакворт и Бури имели свои заводы. У Стефенсона с Тейлором был также второй завод «Вулкан». Кроме пазванных были построены паровозостроительные заводы в Ливерпуле, Манчестере, Лидсе и др. Строились паровозы также в железнодорожных мастерских и на нескольких машиностроительных заводах, где паровозостроение не являлось основным видом производства.
Производительность заводов того времени как паровозостроительных, так и других, была невелика, составляя 2- 3 паровоза в месяц. Потребность же в паровозах для бурно развивающегося железнодорожного строительства во всех странах была громадна и не удовлетворялась производительностью английских заводов.
Поэтому вслед за английскими паровозостроительные заводы возникли и в других странах: Коккериль в Бельгии (1833), Балдвин и Вест-Фоундри в Америке (1831-1833), Роджерс там же (1837), Шнейдер во Франции (1838), Борзиг в Германии (1841), Александровский в России (1844), Генгаель, Кесслер, Маффей, Эгерсторф в Германии (1846), Гартман в Саксопии (1848) и др. Первый паровоз в России был построен па Урале в 1833 г. Механик Нижнетагильского металлургического завода па Урале М. Е. Черепанов был в Англии и ознакомился там с паровозостроением.
По возвращении на Урал он построил у себя на заводе два паровоза мощностью 30 и 43 л.с., которые являлись подражанием английским. Описание первого из этих паровозов помещено в «Горном журнале» за 1835 г. Это была первая литературная работа о железнодорожном деле и паровозе в России. На нее чиновники из Министерства путей сообщения не обратили внимания. Чертежи паровозов Черепанова не сохранились, но модель одного из них находится в Московском доме техники железнодорожного транспорта.
Приведенный па фиг. 2 снимок сделан с этой модели. Эти паровозы применялись для перевозки руды в Нижнем Тагиле по заводской дороге. Сведений о работе их, а также о причинах ее прекращения и возврата к конюшенной тяге не сохранилось. Есть основания предполагать, что для такого короткого заводского пути, как 0,85 км, работа паровоза пе была экономичной и не могла конкурировать с лошадиной тягой. Подобный случай имел место в Англии на первой Стоктон-Дарлингтонской ж. д. и на Царскосельской ж. д.
На фиг. 3 приведен снимок с картины художника Владимирова, изображающий работу паровоза Черепанова на Нижнетагильском заводе. Таким образом, первый русский паровоз был построен на русском заводе русским механиком и из отечественных материалов. Это было раньше ввоза иностранных паровозов. Для первой опытной Царскосельской не. д., построенной в России в 1836-1837 гг., было приобретено за границей три паровоза.
Первый паровоз, пущенный в работу на дороге, был построен на заводе Гакворта в Англии, второй-на заводе Стефенсопа, там же и третий - на заводе Коккериля в Бельгии. Впоследствии были приобретены еще 3 паровоза. Каждый паровоз имел название: «Проворный», «Стрела», «Богатырь», «Слоп», «Орел», «Лев»; они отапливались коксом и брикетами, которые привозились из Англии. Имеются сведения, заслуживающие доверия, что 2 ноября 1858 г. ■ на Царскосельской ж. д. во время пожара сгорел один паровоз до полной непригодности и что для работы остался только один последний паровоз. Почему из шести паровозов через 20 лет их работы осталось только два, неизвестно.
До нашего времени не дошли достоверные снимки или чертежи этих паровозов. На фиг. 4 приведен общий вид одного из паровозов Стефенсона, заимствованный из описания Дарлингтонского завода ко дню его столетнего юбилея. Надпись на снимке и характерный ландшафт свидетельствуют, что этот паровоз принадлежал первой русской железной дороге. В Московском доме техники железнодорожного транспорта находится модель паровоза Стефенсона, построенного для Царскосельской ж. д. (фиг. б). На ней имеется гравированная надпись: «СПБ. Технологический Институт. Работали воспитанники IV кл. Белли и Вазинский. II кв. Бевод. 1839 г.».
История паровоза тесно связана с возникновением рельсового пути и локомотива. Существуют сведения об использовании деревянных рельсов на шахтах и рудниках уже в первой половине 16-го века. В 18-м веке появились чугунные рельсы, которые вскоре заменили из-за хрупкости чугуна на рельсы из мягкого железа. До начала 19-го века по этим путям вывозили руду и уголь с рудников и шахт. Вагоны передвигались по рельсам с помощью лошадей. В 1801 году в Англии появилась первая пассажирская рельсовая дорога с конной тягой. С изобретением паровой машины и ее распространением многие изобретатели пытались использовать ее для транспортных нужд, например, в роли двигателя у самодвижущейся повозки.
В 1801—1803 годах англичанин Р. Тревитик изобрел несколько таких паровых повозок, которые не всегда успешно преодолевали скверные грунтовые дороги. В результате у изобретателя появилась идея построить паровую машину, передвигающуюся по рельсам. В 1803 году Р. Тревитик сконструировал свой первый паровоз, а в феврале 1804 года было проведено его испытание. Это был цилиндрический котел, закрепленный на двух осях. Т
опка находилась впереди под дымовой трубой, поэтому и тендер (повозка, в которой был уголь и сидел кочегар) цепляли впереди паровоза. В горизонтальном цилиндре с диаметром 210 мм ход поршня был равен 1,4 метра. Шток поршня сильно выдвигался впереди паровоза, поддерживался он специальным кронштейном. С одной стороны на осях имелась зубчато-колесная сложная передача, с другой стороны — большое маховое колесо. У паровоза были отличные характеристики. Так, при весе в 5 тонн он мог перевезти 5 вагонов общим весом 25 тонн со скоростью 8 км в час. Порожняком скорость увеличивалась до 26 км в час. Правда, паровоз сжигал очень много угля и изобретение не приносило коммерческих выгод. Кроме того, тяжелый паровоз часто ломал хрупкие чугунные рельсы и тендер дополнительно загружали запасом рельс.
Удачнее других оказались паровозы Дж. Стефенсона. Свой первый паровоз он построил в 1812 году, который перевозил грузы до 30,5 тонн, однако не брал крутых подъемов, а скорость с нагрузкой достигала всего 6 км в час. В 1815 году изобретателем был построен второй паровоз, а в 1816 году — третий, в котором он изобрел рессоры.
В 1821 году по поручению шахтовладельца Дарлингтона, основавшего компанию по строительству железной дороги, Стефенсон занимается строительством железной дороги протяженностью в 61 км от Дарлингтона к Стоктону. 
В сентябре 1825 года прошел первый поезд, состоявший из 34 вагонов. В 6-ти вагонах был груз с углем и мукой, остальные вагоны предназначались для перевозки пассажиров. Тащил вагоны созданный изобретателем паровоз «Передвижение». Средняя скорость паровоза составляла 10 км в час, на отдельных участках поезд набирал скорость до 24 км в час. Вес перевозимого груза достигал 90 тонн. В 1829 году Стефенсон представил на конкурсе на лучший локомотив свою знаменитую «Ракету», которая при весе 4,5 тонн легко передвигала поезд весом 17 тонн, при этом скорость паровоза достигала 21 км в час. С одним пассажирским вагоном и 36 пассажирами поезд развивал скорость до 38 км в час. «Ракета» была на порядок выше других локомотивов, она имела основные черты локомотивов более позднего периода. В России первый паровоз построили в 1834 году отец и сын Черепановы.
Наступила эра паровоза, которая продолжалась до 1950-х годов, затем их производство было остановлено. Паровозы продолжали эксплуатировать еще до середины 1970-х годов.
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.