5 инноваций, которые помогли тепловозам побороть паровозы
Пожалуй, лишь в 1960-х годах стало окончательно понятно, что паровому двигателю не тягаться с дизелем. К этому времени в развитых странах, включая СССР, паровозы сняли с большинства магистральных линий, заменив на электрические и дизельные аналоги.
За этот длительный срок в конструкцию тепловозов были внесены десятки, если не сотни, больших и малых улучшений. Оглянувшись на историю их развития, издание Trains решило, что эти пять инноваций стали наиболее значимыми для их победы.
Гибридный привод
Большинство современных тепловозов представляют собой так называемые «последовательные гибриды»: их дизель крутит генератор, тот вырабатывает электричество и питает электромоторы, расположенные в колесных тележках.
Между тем, ранние тепловозы были похожи на автомобиль с механической коробкой передач. Тяга от дизеля передавалась на колеса через сложную и тяжелую трансмиссию – представьте себе, какие нагрузки возникают при мощности в тысячи лошадиных сил. Потом инженеры сообразили, что можно передавать крутящий момент через гидротрансформатор, но лишь с переходом на гибридную дизель-электрическую тягу система в целом стала достаточно удобной и легкой.
Выпрямляющие диоды
Первые тепловозы оборудовались щеточными электродвигателями и генераторами постоянного тока. Бесщеточные аналоги работают эффективнее, но создать диоды достаточной мощности, чтобы они справились с огромной мощностью тепловоза, электронная промышленность смогла не сразу. Лишь в 1966-м в США заработал первый тепловоз, оснащенный бесщеточными генераторами.
Электродвигатели переменного тока
Такие двигатели примерно на 20% более эффективны и меньше греются при большой мощности. Сложность в том, чтобы научить их работать в широком диапазоне скоростей, поэтому железные дороги стали одной из последних отраслей, освоивших их на практике. Для этого инженерам пришлось повозиться, создавая схемы управления.
Динамическое торможение
В автомобильном мире его называют рекуперативным: электромотор разворачивают в режим генератора, чтобы энергию поезда перевести обратно в электричество. Когда такие системы были введены уже в послевоенное время, количество аварий и поломок из-за отказов тормозов на длинных спусках резко сократилось.
Противобуксовочные системы
В этом вопросе разработчики рельсовой техники оказались впереди планеты всей. Еще в 1900-х годах на паровозах появились системы для противодействия боксованию (проскальзыванию стальных колес по рельсам).
Те ранние системы, основаны на принципах механики, были не особо эффективны. Чтобы замедлить вращение проскальзывающих колес тепловоза, машинисты прикладывали к ним механическое трение. Это не позволяло локомотиву развить тягу больше 18% от собственного веса.
В 1960-х годах производитель локомотивов EMD разработал электрическую систему, дозировавшую тягу моторов в зависимости от скорости проскальзывания колес. Довести тягу удалось до 24%, а потом и до современных 44%.
Прогресс не остановился после того, как тепловозы стали главной движущей силой железных дорог во многих странах. Но вектор улучшений переместился в область управляющей автоматики – на железных дорогах появились такие вещи, как система многих единиц, автоматическая локомотивная сигнализация и программируемые контроллеры. О некоторых из них Techinsider раньше рассказывал. Если стало интересно, листайте дальше и переходите по ссылкам.
