Флагманский локомотив, паровоз Иосиф Сталин

Паровоз «Иосиф Сталин» или ИС20 был самым мощным и быстрым железнодорожным пассажирским локомотивом своего времени. Его максимальная скорость достигала 155-180 км/час (по разным источникам). Мощность варьировалась в диапазоне 2,5-3,2 тыс. л. с.

Паровоз был запущен в серийное производство в 1932 году и продолжал эксплуатироваться до 1972 года (пусть и под другим названием – ФДп или «Феликс Дзержинский» (значок «п» обозначает пассажирский, так как одновременно использовался грузовой локомотив с аналогичным наименованием), принятым после начала борьбы с культом личности Сталина).

Спустя несколько лет после появления – в 1937 году – разработанный советскими конструкторами и инженерами локомотив получил Гран-при на проходящей в Париже всемирной выставке. Он сегодняшнего дня остается самым мощным пассажирским паровозом в истории отечественного паровозостроения.

Исходя из написанного выше, можно сделать очевидный вывод о незаурядности локомотива ИС20. Поэтому имеет смысл рассмотреть историю создания, особенности устройства и технические характеристики паровоза «Иосиф Сталин» более внимательно.

Эпоха паровой тяги на железной дороге

Разработка железной дороги произвела революцию в логистике, результатом которой стал стремительный рост промышленности. Основной нового вида транспорта стал паровой двигатель, первые достаточно мощные модели которого появились во второй половине 18 века. Что в сочетании с разработанными несколько ранее рельсовыми путями привело к появлению полноценной железной дороги и транспортных средств, способных перемещаться по ней. Первый паровоз был запущен в 1804 году.

С течением времени рельсы, локомотивы и вагоны быстро совершенствовались. Очевидное преимущество железнодорожного транспорта над автомобильным и тем более гужевым - как в объемах, так и скорости перевозки, причем и грузов, и пассажиров – привело к стремительному росту ж/д сети. Дополнительным плюсом стало достаточно ранее разделение локомотивов и вагонов на грузовые и пассажирские. Такая специализация позволила еще более полное реализовать впечатляющие достоинства железнодорожного транспорта на практике.

Сеть ж/д дорог быстро «опутала» индустриально развитые страны мира. Начиная с Великобритании, продолжая США и Западной Европой. Длина путей кратно росла с каждым годом. Как и эффективность паровозов, которые длительное время – вплоть 20-40-х годов 20 века – оставались главной движущей силой железнодорожного транспорта.

В России первая полноценная железная дорога была построена в 1788 году. Государство стремилось развивать этот вид транспорта, что вполне логично, если учесть огромную территорию страны и острую потребность в перевозку большого количества пассажиров и не меньших объемов грузов.

Несмотря на это, уровень отечественной железнодорожной инфраструктуры длительное время (до становления экономики Советского Союза) отставал от развитых западных стран.

Заменой паровозам стали тепловозы и электровозы. Первые используют дизельное топливо и двигатели внутреннего сгорания. Вторые – работают на электричестве. Оба варианта намного эффективнее, но смогли заменить паровозы далеко не сразу. Достаточно отметить, что полный перевод советских ж/д на тепловозную тягу состоялся только в начале 60-х годов 20 века.

Полный переход на электрифицированные ж/д попросту не произошел до настоящего времени и вряд ли возможен (за редким исключением небольших и очень развитых стран).

Первые электровозы и электрифицированные ж/д пути появились в 80-е годы 19 века. Но еще несколько десятков лет после этого они не могли конкурировать с паровозами ни в мощности, ни в тяговой силе, ни в распространенности. Активная электрификация ж/д дорог началась между первой и второй мировыми войнами. При непосредственном участии всех развитых стран мира, включая быстро набирающий ход СССР.

Важной особенностью электрифицированных железнодорожных путей стала возможность одновременного использования и паровозов, и тепловозов, и электровозов, что сделало их универсальными, а переход от паровой тяги к тепловой и электрической – постепенным и плавным.

Результатом стала эксплуатация паровозов вплоть до 70-80-х годов 20 века. Сказанное в полной мере справедливо в отношении «героя» данной статьи – пассажирского локомотива ИС20 или «Иосиф Сталин». Что не должно вызывать удивление, если учесть впечатляющие характеристики паровоза.

Принцип работы, схема паровоза

• За продолжительное время практического использования конструкция паровозов была отработана до мелочей. Результатом чего стало появление очень надежных, мощных и долговечных локомотивов на паровой тяге. Принцип их работы не отличался особой сложностью и предусматривал следующие этапы технологического цикла:
• Подача топлива (преимущественно – уголь, реже – нефть или дрова) в топку.
• Его сгорание в процессе взаимодействия с кислородом из воздуха.
• Преобразование выделенной энергии в тепловую с нагреванием стенок и труб парового котла.
• Нагрев размещенной в котле воды до образования пара.
• Подача последнего в паровую машину с преобразованием энергии пара в механическую (которая выражается в поступательном движении поршня).
• Передача ее на кривошипно-шатунный механизм с последующим очередным преобразованием в крутящий момент, который, в свою очередь, приводит в движение ведущие колесные пары паровоза.

Вращение колесных пар создает тяговую силу, которая приводит в движение паровоз и прицепленные к нему вагоны.

В описанной выше схеме работы упоминаются многие ключевые элементы устройства паровоза (найти их в разрезе или другом наглядном виде в интернете не составляет труда). Здесь же имеет смысл просто перечислить основные, включая:

• паровой котел, выступающий главной частью паровоза (внутри находятся несколько десятков или даже сотен дымогарных и жаровых труб, а также дымовая коробка);
• топку или камеру сгорания (устройство топки паровоза предусматривает наличие колосниковой решетки и зольника);
• паровую машину (обычно- двухцилиндровую с расположенными внутри цилиндров поршнями, представляющими собой основную часть устройства двигателя паровоза);
• экипажную часть (шасси на раме);
• кабину (для размещения машинистов и кочегаров);
• тендер (предназначен для хранения запасов воды и угля, представляет собой специальный дополнительный вагон, которые прицепляется к паровозу или является встроенным).

История появления паровоза Иосиф Сталин

Причиной принятия решения разработать новый паровоз стала необходимость резкого увеличения скорости пассажирских перевозок по железной дороге, возникшая в третьем десятилетии 20 века в Советском Союзе. До этого времени активно использовался локомотив Су, имеющий мощность 1 500 л. с. и максимальную скорость 125 км/ч.

Важно

В результате уже в 1932 году специалистами ЦЛПБ (Центральное локомотивопроектное бюро) бы разработан паровоз «Иосиф Сталин» (ИС20)- пассажирский магистральный локомотив типа 1-4-2.

Самый скоростной и мощный в Советском Союзе (до сих пор), а также самый мощный в Европе (на тот момент). Реальную конкуренцию паровозу могли составить только некоторые модели локомотивов, разработанные в Соединенных Штатах Америки.

Характерной особенностью разработки пассажирского локомотива ИС выступает практически параллельно проектирование грузового магистрального паровоза ФД или «Феликс Дзержинский». Он был запущен в серию годом ранее – в 1931 году.

Важно отметить комплексный подход к выполнению работ, который заключался в использовании для обоих локомотивов большого количества одинаковых деталей и комплектующих. Что впоследствии упростило как производство, так и дальнейшее техническое обслуживание/ремонт железнодорожного транспорта в процессе эксплуатации.

Производство паровозов «Иосиф Сталин» продолжалось до 1942 года. Общее количество выпущенных локомотивов ИС20 составляет 637. Еще 11 паровозов были произведены в несколько модифицированной серии ИС21. То есть итоговая цифра паровозов составила 648 (или 649 с прототипом).

Устройство и технические характеристики

Устройство паровоза ИС20 не отличалось от традиционного. Лучше и нагляднее всего его демонстрирует осевая формула 1-4-2. Она обозначает присутствие в конструкции следующих составных элементов, объединенных в тележке:

• 4 – четырех движущихся осей в одной жесткой раме;
• 1 – одной бегунковой колесной парой;
• 2 – двумя поддерживающими колесными парами.

Цифра 20 в маркировке серии паровоза означает значение осевой нагрузки на рельсы от движущейся колесной пары. Как было отмечено выше, локомотив ИС20 отличался как мощностью, так и скоростью. Поэтому имеет смысл привести основные технические характеристики паровоза «Иосиф Сталин» и сделать это в наглядном табличном формате.

Эволюции и модификации паровоза

Паровоз «Иосиф Сталин» выпускался в течение неполных 11 лет – с 1932 до 1942 года. За это время выпущено несколько модификаций, содержащих достаточно существенные конструктивные различия с базовой моделью. В качестве примеров можно привести замену стокера В-К на более эффективный С-1, использование движущихся колес с дисковыми центрами, пришедшими на смену спицевым, установку цельносварных паровых котлов и т.д.

Отдельно стоит отметить серию ИС21, которая была представлена 11 локомотивами. Их основным отличием от базовой серии стала установка широкотрубного пароперегревателя Л40 (вместо мелкотрубного Элекско-Е, который использовался ранее).

Дальнейшие модификации паровоза были преимущественно связаны с установкой новых более современных комплектующих. Что выглядит вполне логичным, если учесть эксплуатацию паровозов вплоть до 1972 года.

Сравнение паровоза с тепловозом

Как было отмечено ранее, тепловозы постепенно пришли на смену широко распространенным паровозам. Процесс начался на стыке веков и приобрел высокие темпы между мировыми войнами – первой и второй. Причем еще активнее продолжился после окончания последней.

Тепловозы победили в конкурентной борьбе (вместе с электровозами) доминировавшие ранее паровозы из-за нескольких важных преимуществ:

• заметно более высокий КПД (25-30% против 7-10%);
• низкая стоимость работы (примерно в 2-3 раза – в 30-е годы прошлого века, сегодня разрыв был бы еще больше);
• меньший уровень вредных выбросов (что объясняется особенностью работы дизельного ДВС по сравнению с паровым котлом на угле);
• более высокие технические характеристики.

Итог

Паровоз «Иосиф Сталин» или ИС стал вершиной советского пассажирского паровозостроения (вместе с грузовым аналогом «Феликс Дзержинский» или ФД). Локомотив был на тот момент самым мощным в Европе и остался таковым (как и самым скоростным) среди паровозов СССР до настоящего времени. Выпуск ИС20 и ИС21 продолжался с 1932 до 1942 года.

Помимо высокой скорости и мощности, паровоз обладал и другими весьма впечатляющими техническими характеристиками. Включая серьезные показатели тягового усилия, длительный срок службы и отменную надежность. Именно поэтому эксплуатация пассажирского локомотива успешно продолжалась вплоть до 1972 года.