«На святом духе ездим»: как работал русский локомотив-духоход – без угля, нефти и электричества

Оказалось, что их нельзя использовать на узких городских улицах (поэтому до начала 20 века существовала знаменитая конка – трамваи на конной тяге), в заводских цехах и шахтах. Причина этому – дым, раскаленная топка и искры, вылетающие из трубы. Пожароопасность паровозов была не просто высокой, она зашкаливала – мы уже рассказывали, какие казусы из-за них случались.

Одной из альтернатив, которую обсуждали и пробовали не только в России, но и в передовых железнодорожных странах, были пневмолокомотивы. В 1861 году его попробовали сделать на Александровском механическом заводе, поставлявшем железнодорожную технику для дорог Российской империи.

Автором проекта стал заводской инженер Степан Барановский. Его проект в истории сохранился под названием «Духоход», хотя сам конструктор называл его «Духовым самокатом».

Судя по сохранившимся чертежам, у его локомотива было всего два колеса, на которых базировалась рама, а на ней крытая платформа для локомотивной бригады и 34 продолговатых баллона для сжатого воздуха диаметром 150 мм и длиной 2.100 мм. В баллоны накачивали воздух до давления 50 атмосфер при помощи компрессора, работавшего от стационарной паровой машины. Колеса в движение приводили цилиндры и шатуны, аналогичные механизмам паровой машины. Машинист регулировал силу тяги при помощи крана. Заряда воздуха хватало на 2-3 часа работы.

Опытный локомотив проработал несколько месяцев, после чего летом 1862 года его сняли с эксплуатации. Насколько мне известно, после этого в нашей стране к идее пневмолокомотива не возвращались – видимо, тот опыт всех разочаровал.

В итоге отечественные железнодорожники обратились к альтернативному решению – бестопочным паровозам. О них Techinsider рассказывал здесь.

Главная проблема в том, что энергия проходит многократную конвертацию: тепловая энергия топлива идет на нагрев пара, затем превращается в механическую энергию паровой машины, та накачивает воздух в баллоны, потом воздух идет в цилиндры. На каждом преобразовании теряется энергия.

Другая проблема состоит в том, что воздуха много не запасешь, поэтому дальность хода пневмолокомотивов довольно ограничена.

Как вы понимаете, эти проблемы не являются непреодолимыми: можно устранять потери в системах передачи энергии и за счет этого добиться удовлетворительного КПД. Учитывая достоинства невмолокомотива, есть смысл хотя бы попытаться их разрешить.

В других странах от идеи пневматических железных дорог не отказались. Новые проекты появлялись как минимум до 1920-х годов (на заглавном фото — швейцарский локомотив 1902 г.). Постепенно технологии пневматики совершенствовались, мощность и КПД росли.

Несмотря на это, в конечном итоге и пневмолокомотивы, и бестопочные паровозы оказались побеждены электровозами и тепловозами, в которых безопасность и эффективность сочетались в лучшей степени.