История

[EKim]

История хоть и не наша.

Главный вокзал Кельна был построен в 1859 году, объединив в своем комплексе мощь сразу пяти существовавших на тот момент в городе станций. Однако с быстрым ростом перевозок довольно скоро возможностей вокзала стало не хватать, и стал вопрос о строительстве нового, но из-за разногласий владельцев вокзала с другими железнодорожными структурами Кельна строительство нового комплекса долго откладывалось. В 1880 году железные дороги Германии (тогда Пруссии) были объединены в единую сеть, и возможность обновить станцию наконец-то появилась. В 1889 году началось строительство нового здания, и в 1894 году оно была сдано в эксплуатацию. В этом виде вокзал просуществовал до второй мировой войны, когда был полностью разрушен в ходе бомбардировок британской авиации. Современный вокзал был возведен в 1953 году – было построено основное здание, багажное отделение и отель, а еще через два года открылся новый крытый перрон. После реконструкции в 2000 году на вокзале появилась первая в Европе полностью автоматизированная камера хранения. Вокзал находится в одном из самых оживленных мест Кельна, напротив него расположен знаменитый Кельнский собор.

[EKim]

Самый первый в СССР электровоз переменного тока.

Электровоз ОР22 (однофазный с ртутным выпрямителем, 22 — нагрузка от колёсных пар на рельсы, в тоннах).

Принципиальная схема электровоза (трансформатор—выпрямитель—ТЭД, т.е. с регулированием напряжения на низкой стороне) оказалась настолько удачной, что её стали использовать при проектировании подавляющего большинства советских электровозов переменного тока.

Электровоз имел бесконтактное регулирование напряжения при помощи тиратронов (тиратрон — ионный (газоразрядный) прибор для управления электрическим током с помощью напряжений, поданных на его электроды). К сожалению, время его появления (конец 1938 г.) предопределило его судьбу — с началом Великой Отечественной войны экспериментальная машина была разобрана, её выпрямитель использован на тяговой подстанции постоянного тока. Спустя длительное время после окончания ВОВ, в 1954 г., в СССР началась постройка электровозов переменного тока НО (ВЛ61) со ступенчатым контакторным регулированием.

Предпосылки к появлению электровоза такова: ещё в конце 1920-х гг., когда только начинали электрифицировать направление через Сурамский перевал, многие специалисты хорошо понимали, что в будущем электрическая тяга на постоянном токе с номинальным напряжением 3 кВ не позволит рационально решить вопрос увеличения провозной способности линий путём повышения веса поездов и скорости их движения. Простейшие расчёты показывали, что при ведении поезда массой 10 000 т на подъёме 10 ‰ при скорости 50 км/ч тяговый ток электровозов будет составлять более 6000 А. Это требовало бы увеличения сечения контактных проводов, а также более частого расположения тяговых подстанций. После сравнения около двухсот вариантов сочетаний рода тока и величин напряжений, было принято решение, что оптимальным вариантом является электрификация на постоянном или переменном (50 Гц) токе напряжением 20 кВ. Первая система на тот момент в мире нигде не была испытана, а вторая была изучена очень мало, поэтому на первой Всесоюзной конференции по электрификации железных дорог было принято решение о сооружении опытного участка, электрифицированного на переменном токе (50 Гц) напряжением 20 кВ. Требовалось создать электровоз для испытаний, которые бы позволили выявить преимущества и недостатки электровозов переменного тока в условиях нормальной эксплуатации.


ОР22-01
СССР, Московская область, Экспериментальное кольцо ЦНИИ МПС
Фото 1938 г. из архива ЦНИИТЭИ

[TiimoKTR]

Сообщение от EKim

при ведении поезда массой 10 000 т на подъёме 10 ‰ при скорости 50 км/ч тяговый ток электровозов будет составлять более 6000 А.

Это они на 100 лет вперёд пытались забежать, что ли?

[Слесарь]

Нет, люди просто смотрели вперёд...

В те годы в США уже на некоторых линиях по весьма сложному профилю ходили маршрутные поезда массой 5-6 тыс. т, для ведения которых иногда приходилось использовать по 3 паровоза с 8-ю движущими осями.

Я напомню, что конец 1910-х - начало 1920-х - пик экстенсивного развития железных дорог США. Протяжённость путей сети составила 416 тыс. км, с тех пор она только падает. Именно тогда под вождение таких поездов были созданы самые тяжёлые паровозы - с 10-ю и 12-ю движущими осями, после чего стало понятно, что такие паровозы уже малопригодны. Именно тогда начались попытки перевести наиболее загруженные линии на электрическую тягу.

Так что советские специалисты смотрели на перспективу, учитывая опыт передовой на тот момент страны.

[EKim]

[Seraphymm]

Есть и в MSTS модель ОР22:
http://www.sutkovoyv.narod.ru/msts1520elok.htm

[EKim]

ВЛ22и.

Положительные результаты опытной эксплуатации электровоза ВЛ8В−001 стали основанием для проведения более широких испытаний электрической тяги на постоянном токе напряжением 6000 В. Для этого часть электрифицированных участков Закавказской железной дороги были переведены на данное напряжение, а Тбилисский электровозостроительный завод (ТЭВЗ) в апреле 1973 года закончил переоборудование под него электровоза ВЛ22М−1586, получившего обозначение серии ВЛ22И−1586. Индекс "И" означает импульсное управление электродвигателями.

Пусковые резисторы, групповой перключатель и электропневматические контакты были заменены на тиристорные преобразователи аналогичные используемым на ВЛ8В−001. По сравнению с электровозом ВЛ22М мощность увеличилась на 10 % за счёт более высокого напряжения на тяговых электродвигателях. При напряжении контактной сети 3000 В мощность была несколько ниже, чем у ВЛ22М, однако оставалась достаточной для ведения поездов на том же пути. На электровозе сохранены тележки, тяговые электродвигатели, мотор-компрессоры, цепи освещения и ряд аппаратов электровоза ВЛ22М.

В 1974—1975 гг. ТЭВЗ переоборудовал ещё четыре электровоза серии ВЛ22М.

Однако из-за отсутствия решения ряда проблем, таких как недопустимое влияние тиристорных преобразователей на воздушные линии связи и рельсовые цепи автоблокировки, изоляция участков силовых цепей (на которых возникало напряжение до 12 кВ) и т. п., а также проведённых работ по увеличению сечений проводов контактной сети 3000 В и ввода дополнительных промежуточных тяговых подстанций, перевод контактной сети на напряжение 6000 В был признан нецелесообразным.

1980 году электровозы серии ВЛ22И были исключены из инвентаря.

[EKim]

ГТ101.

Опытный советский газотурбовоз со свободнопоршневыми генераторами газов (СПГГ). Проектировался в двухсекционном варианте, но была выпущена лишь опытная секция.

В 1956 г. Луганский тепловозостроительный завод разработал технический проект двухсекционного газотурбовоза с шестиосными секциями, оборудованного газовой турбиной со свободно-поршневыми генераторами газов и электрической передачей постоянного тока. Масса проектируемого газотурбовоза получилась равной 138 т., соответственно нагрузка от колесной пары на рельсы — 23 т. Для уменьшения нагрузки на рельсы, в течение 1958-1959 гг. завод переработал проект, применив вместо электрической гидравлическую передачу. Проектный вес шестиосной секции газотурбовоза с гидравлической передачей составил 126 т. В 1960 г. по изменённому проекту была выпущена секция газотурбовоза, получившего обозначение серии ГТ101.

Первый опытный рейс газотурбовоз совершил в июле 1961 г., а в октябре 1961 г. демонстрировался на выставке локомотивов на Рижском вокзале в Москве. Вскоре начались его испытания, в ходе которых были выявлен ряд недостатков, и в период 1962—1965 годов над ним проводились стендовые и наладочные работы. В конце 1965 г. газотурбовоз начал совершать опытные поездки с составами, но не был передан МПС для регулярной эксплуатации, так как требовал продолжения доводочных работ. Из-за ряда технических недостатков, а также из-за сворачивания в стране работ по газотурбовозам, ГТ101 в нормальную эксплуатацию не поступил.










Кабина управления


Вспомогательная ДГУ


Свободнопоршневой генератор газа

[Слесарь]

Обратите внимание, сэры, насколько этот локомотив нетипичен для своего времени (сравните с ТЭ3 и ВЛ8, рабочими лошадками железных дорог): несущий кузов, бесшкворневые тележки, гидропередачи, какие-то неведомые СПГГ... Какой полёт технической фантазии, а? Не взлетело, да, но ведь пробовали?

ЗЫ: Хорошо, что не взлетело. Урод редкостный, прелесть.

[EKim]

Ну почему же урод? Весьма своеобразный локомотив.

[Слесарь]

Я про технические решения.

[Seraphymm]

Сообщение от EKim

"Из-за ряда технических недостатков... ГТ101 в нормальную эксплуатацию не поступил."

А Вы его достоинства смогли бы назвать? Ради чего он разрабатывался? Турбина хуже чем дизель подходит для железнодорожного и автомобильного транспорта. Сфера её применения - воздушный и водный транспорт. Гидропередача вместо электрической делает тяговую характеристику локомотива ещё хуже. Нормальные газотурбовозы проектировались для утилизации тяжёлых фракций переработки нефти (то, что делали паровозы с отоплением мазутом).
А чем топили этот?

Добавлено через 9 минут

Сообщение от Слесарь

"Урод редкостный."

По внешности сравним с новой версией 2ТЭ116У. Привыкли бы - как привыкаем к 116-му Главное - содержание...

Добавлено через 5 минут

Сообщение от Слесарь

"...Несущий кузов..."

Он появился также у ТЭ10 и румынского LDE2100. Это для западных конструкторов актуально - чтобы вписаться в европейскую высоту габарита - 4650 мм. А у нас можно увеличивать высоту локомотива до 5300 мм.

[Слесарь]

Сообщение от Seraphymm

Турбина хуже чем дизель подходит для железнодорожного и автомобильного транспорта. Сфера её применения - воздушный и водный транспорт.

Достоинства газовой турбины настолько очевидны, что её даже в автомобили пытались пихать:
1. Лёгкая.
2. Может работать практически на любом топливе.
3. Не нужна система охлаждения.
4. Быстрый выход на полную мощность из холодного состояния.

Не помню точно (не силён в теплотехнике), но для турбины со свободным компрессором нет ограничения по минимальной частоте принятия нагрузки.

Недостатки, как водится, являются продолжением достоинств:
1. Высокие номинальные обороты (это чтобы быть лёгкой и компактной), что, по иронии, требует либо тяжёлых и дорогих понижающих редукторов, либо специального проектирования электрических машин (в случае электропередачи).
2. Любое топливо - это всё же жидкое или газообразное. Заменить угольный паровоз газотурбовоз не может. Газ - дорого, да на нём и дизели хорошо работают. Солярка - то же самое. Мазут требует системы подогрева.
3. Отсутствие системы охлаждения и сильно снижающийся на частичных нагрузках КПД дают очень высокую температуру выхлопа. Победить этот недостаток в условиях ограничения габарита на наземном транспорте довольно сложно.
4. Для более-менее нормального сгорания на ХХ должны быть достаточно высокие обороты, поэтому газотурбовоз жрёт топлива на ХХ примерно в 10 раз больше, чем тепловоз.

Кто-то приводил данные, что Г1 расходовал на ХХ порядка 400 кг/ч мазута (если я правильно помню), для сравнения, самый прожорливый на ХХ тепловоз - М62 с дизелем 14Д40 - по норме 25 кг/ч, а большинство вообще укладывается в 10. Учитывая, что ХХ для грузового локомотива порядка 70% времени, делаем выводы.

Гидропередача вместо электрической делает тяговую характеристику локомотива ещё хуже.

Если брать современную ГП - с хорошим маслом, с несколькими аппаратами и т. д. - она вполне может обеспечить гиперболическую характеристику с вполне приемлемым КПД. Но беда в том, что электропередачи ушли ещё дальше, а индивидуальный асинхронный привод позволяет реализовать такие же коэффициенты сцепления, что и ГП с групповым приводом.
При этом современные гидрореверсивные ГП стали весьма дорогими (конечно, передачи переменного тока ещё дороже).
Единственным достоинством ГП является меньший, чем у электропередачи, вес. Зато есть крупный, практически непреодолимый недостаток - ограничение по передаваемой мощности.

По внешности сравним с новой версией 2ТЭ116У. Привыкли бы - как привыкаем к 116-му Главное - содержание...

Как раз таки не сравним.
2ТЭ116У - квадратиш, практиш, гут. Фактически, дизайн 2ТЭ121 и ТЭ136.
А это подводная лодка какая-то - кругленький, с круглыми дырочками... С вида этого локомотива немцы должны были удавиться от зависти - они такие кругленькие любят.

Да и содержание подкачало.

[Seraphymm]

И всё же: на каком топливе работал ГТ101?

Добавлено через 1 минуту

Сообщение от Слесарь

"С вида этого локомотива немцы должны были удавиться от зависти - они такие кругленькие любят."

Такой гигант им ни к чему: в габарит не войдёт

Добавлено через 10 минут

Сообщение от Слесарь

"Единственным достоинством ГП является меньший, чем у электропередачи, вес."

Современные электропередачи полегчали. Иначе их не устанавливали бы на гибридные автомобили. Препятствием для использования электропередач на автотранспорте был значительный вес электрических машин. Для ж. д. локомотива это приемлемо (т. к. сцепной вес не должен быть ниже проектного). А для автомобиля увеличение собственного веса означает повышение расхода топлива.

Так что электропередачи со временем вытеснят ГП даже в АКПП автомобилей.

[Слесарь]

Сообщение от Слесарь

Кто-то приводил данные, что Г1 расходовал на ХХ порядка 400 кг/ч мазута (если я правильно помню).

Неправильно я вспомнил. Извиняюсь. В 2,5 раза завысил расход. На самом деле 160 кг/ч.

Добавлено через 41 минуту

Сообщение от Seraphymm

И всё же: на каком топливе работал ГТ101?

Насколько я понял из литературы, все наши газотурбовозы рассчитывались на тяжёлое топливо, т. е. мазут.
Опять же, насколько я смог понять, иногда предусматривался пуск на дизельном топливе с последующим переходом на мазут. Это я заключил из того факта, что при запуске турбины используется зажигание от электрической искры. Мне сложно себе представить зажигание таким способом мазута...

Такой гигант им ни к чему: в габарит не войдёт

Я имел ввиду направление дизайна.

Препятствием для использования электропередач на автотранспорте был значительный вес электрических машин. Для ж. д. локомотива это приемлемо (т. к. сцепной вес не должен быть ниже проектного).

Я напомню некоторое часто встречающееся заблуждение: многие считают, что с развитием техники масса и габариты двигателей неизбежно уменьшаются. На самом деле это не так. Всему есть пределы, обусловленные назначением двигателя и конструкционными материалами.

ТЭД локомотива всегда будет уступать по удельным показателям ДВС автомобиля в силу огромной разницы в требуемом моменте, развиваемом двигателем.

Локомотив должен развивать предельную по сцеплению силу тяги. Для этого колёсно-моторный блок должен развивать определённый момент, который задан диаметром колеса (меняется в очень узких пределах).
Передаточное число редуктора тоже из-за габаритных ограничений может варьироваться в достаточно узких пределах - следовательно, частота вращения вала ТЭД также не может быть какой угодно большой.
Следовательно, ТЭД должен развивать момент не менее определённого.
Момент, развиваемый ТЭД, зависит от индукции магнитной системы и тока, протекающего по обмоткам ТЭД (габаритные размеры ТЭД для простоты примем неизменными).
Величина индукции ограничена качеством железа ТЭД (индукцией насыщения) - соответственно, его количеством.
Ток ТЭД ограничен габаритами машины - сечением проводников обмотки, шириной коллектора (для коллекторных машин).

Вот и получается, что ТЭД локомотива всегда будет массивным для обеспечения требуемого момента.

Аналогично судовой дизель, непосредственно работающий на винт, даже при сравнительно небольшой мощности будет большим и тяжёлым, в отличие от автомобильного ДВС, который возможно сделать достаточно высокооборотным, т. к. при мощностях и тяговых параметрах автомобилей можно выполнить приемлемые по надёжности и габаритам понижающие передачи.

Очень характерный пример - двигатели троллейбусов. Они приводят в действие колёса только через мост с передаточным отношением около 4-х. На автобусе ДВС при трогании ещё используется КПП с передаточным числом на первых передачах около 5-и.
Поэтому двигатель троллейбуса при мощности около 100 кВт весит тонну, но троллейбус благодаря этому разгоняется существенно быстрее автобуса.

Так что электропередачи со временем вытеснят ГП даже в АКПП автомобилей.

Вот это как раз вряд ли...