Альтернативная железная дорога

[Вандал]

Легенда, примерно, следующая: в 1842 году был принят первый в истории Швамбрании железнодорожный регламент, который утвердил колею для дорог первого класса (1676 мм, т. н. "индийская") и рельсы для них, выдерживающие нагрузку до 12,5 тонн на ось. Указанных параметров хватило на 45 лет, когда в 1892 году были введены новые рельсы первого класса

За период с 1842 по 1887 годы металлургия сделала огромный шаг вперед. В 1842 году рельсы делались из пудлингового железа, а в 1860-е все шире стала распространяться сталь, прочность которой была значительно выше. Правда, были проблемы с хладноломкостью, потому что многие руды богаты фосфором, а конвертер Бессемера не обеспечивал должной очистки. Даже томасовский процесс не решил проблемы. Приходилось извращаться с композитными рельсами, когда сам рельс -- железный, а его головка -- стальная. Проблема была решена мартенами, и. с этого момента, стальной рельс получил широкое распространение. Поэтому даже при соблюдении профиля рельсов, утвержденного в 1842 году, стальные рельсы 1880-х были бы значительно более прочными и износостойкими. А оптимизация профиля, основанная на многолетней эксплуатации и сборе сведений по износу рельсов, позволила бы усовершенствовать профиль, убрать лишний металл, облегчить рельсы и продлить им жизнь.

А еще, использование одних и тех же рельсов на всех железных дорогах -- крайне неэкономично. Потому что интенсивность движения на разных дорогах разная. Конечно, отчасти можно сэкономить, направляя изношенные рельсы с магистральных дорог на дороги с низкой нагрузкой, но только отчасти. Линейка рельсов под разную нагрузку дает намного больше преимуществ.

Изменено 4 Feb 2020 пользователем Вандал

[швамбран]

Что значит, "рельсы, выдерживающие нагрузку на ось до 12,5 (18, 23) тонн"? Как Вы это понимаете?

Я понимаю так, что 12,5 тонн должен выдерживать рельс марки Р 24 (24 кг на погонный метр), 18 тонн - рельс марки Р 33, 23 тонны - марки Р 43.

За период с 1842 по 1887 годы металлургия сделала огромный шаг вперед. В 1842 году рельсы делались из пудлингового железа, а в 1860-е все шире стала распространяться сталь, прочность которой была значительно выше. Правда, были проблемы с хладноломкостью, потому что многие руды богаты фосфором, а конвертер Бессемера не обеспечивал должной очистки. Даже томасовский процесс не решил проблемы. Приходилось извращаться с композитными рельсами, когда сам рельс -- железный, а его головка -- стальная. Проблема была решена мартенами, и. с этого момента, стальной рельс получил широкое распространение. Поэтому даже при соблюдении профиля рельсов, утвержденного в 1842 году, стальные рельсы 1880-х были бы значительно более прочными и износостойкими. А оптимизация профиля, основанная на многолетней эксплуатации и сборе сведений по износу рельсов, позволила бы усовершенствовать профиль, убрать лишний металл, облегчить рельсы и продлить им жизнь.

Спасибо за информацию. 

[швамбран]

Это крайне трудно выдержать. Да, в среднем 18 тонн на ось, но на практике бегунковые оси всегда нагружены меньше. У Вас, вон, на передний бегунок приходится всего лишь дымовая коробка с трубой. Вы думаете, они тяжелые?

Для товарного паровоза нагрузки: 4 х 18 тонн на ведущие пары = 72 тонны + 12 тонн на бегунок. Итого 84 тонны. Для пассажирского паровоза нагрузки 3 х 18 тонн на ведущие пары = 54 тонны + 2 х 16 тонн на бегунки. Итого 86 тонн. Как-то так.

[Вандал]

Я понимаю так, что 12,5 тонн должен выдерживать рельс марки Р 24 (24 кг на погонный метр)

Вот я и говорю, что такой рельс, возможно, выдержит даже паровоз ФД. То есть, как-то проползти по пути из таких рельсов он сможет. Вопрос именно в том, что такое "выдерживать".

18 тонн - рельс марки Р 33, 23 тонны - марки Р 43.

Вот Вы как считаете: совсем не имеет значения, с какой скоростью идут поезда, и как часто они ходят? И, кстати, при испытаниях паровоза ФД (20 тонн на ось) было установлено, что он может ходить по рельсам Р-33, и ограничения скоростного режима требуются только при плохом состоянии пути (малое количество шпал на погонный метр, слабая песчаная подушка).

Для товарного паровоза нагрузки: 4 х 18 тонн на ведущие пары = 72 тонны + 12 тонн на бегунок.

12 тонн на бегунок слишком мало, он тогда ничем не поможет. Скорее, 15-16 тонн. У Ракова посмотрите, там много паровозов с примерной раскладкой нагрузки по осям. Для десятых годов паровозы второго варианта не годятся. В силу конструктивных особенностей (топка размещается между ведущих колес), топку нельзя развить. Из недостаточного размера топки вытекает недостаточная мощность паровоза. Фактически, они не смогут водить поезда на высокой скорости. Именно по этой причине в начале века типы "Консолидейшен" (1-4-0) и "Тен-Уилер" (2-3-0) были вытеснены на американских железных дорогах "Микадо" (1-4-1) и "Пасификом" (2-3-1). А в России появился тип С (1-3-1) вместо 1-3-0 и 2-3-0.

[Вандал]

Я понимаю так, что 12,5 тонн должен выдерживать рельс марки Р 24 (24 кг на погонный метр)

Есть два довольно серьезных и авторитетных источника в области отечественных железных дорог: Раков "Лококотивы отечественных железных дорог" и "История железнодорожного транспорта России" под редакцией Красковского и Уздина. В обоих приведены данные по рельсам, использовавшимся на Санкт-Петербургской железной дороге при её пострйоке. Масса погонного метра этих рельсов составляла примерно 30 кг. В то же время, масса паровозов была всего 30 тонн. При этом многие товарные паровозы изначально строились по схеме 0-3-0, но затем были переделаны в 1-3-0. Таким образом, масса, приходившаяся на ось, составляла меньше 10 тонн. Пассажирские паровозы строились по схеме "Эйт-Уилер" (классический американский тип паровоза 2-2-0) при той же массе. На ведущие оси приходилось по 10 тонн, на бегунковые -- в два раза меньше. 

 

[швамбран]

Масса погонного метра этих рельсов составляла примерно 30 кг. В то же время, масса паровозов была всего 30 тонн. При этом многие товарные паровозы изначально строились по схеме 0-3-0, но затем были переделаны в 1-3-0. Таким образом, масса, приходившаяся на ось, составляла меньше 10 тонн. Пассажирские паровозы строились по схеме "Эйт-Уилер" (классический американский тип паровоза 2-2-0) при той же массе. На ведущие оси приходилось по 10 тонн, на бегунковые -- в два раза меньше. 

Спасибо, я учту.

5. Товарный паровоз системы Маллета, условно - начало 1900-х. Сцепной вес - до 90 тонн, мощность - до 1300 л. с., конструкционная скорость - до 50 км/ч

Изменено 10 Feb 2020 пользователем швамбран

[Вандал]

Спасибо, я учту.

Здесь еще немаловажный момент -- конструктивные особенности паровозов. В то время у многих паровозов цилиндры располагались под наклоном. Это значит, что у силы, порождаемой цилиндрами, появлялась вертикальная составляющая, которая бипа по пути. Естественно, что требования к рельсам при этом растут.

Паровозы строились на Александровском чугунолитейном заводе, но на самом деле это был американский завод "Eastwick & Harrison" из Филадельфии, перевезенный на площадку Александровского завода, к которому присоединился инженер Thomas Winans (см. John H.White "The History of the American Locomotive: It's Development 1830-1880", глава "Era of fundamental design" > "Export of American Locomotive", стр.27)

[Вандал]

Товарный паровоз системы Маллета

"Маллет", питающийся дровами?

[швамбран]

"Маллет", питающийся дровами?

Пожалуй, вы правы.

[швамбран]

6. Пассажирский паровоз, приблизительно второй половины 1880-х. Сцепной вес - 30 тонн, общий вес - 54 тонны, с тендером - 83 тонны, мощность - до 360 л. с., конструкционная скорость до 115 км/ч. 
Данный локомотив принадлежал Седьмому ж/д округу и водил скорый экспресс "Анна Каренина" по маршруту Алентона - Сан-Кристобаль.



7. Товарный паровоз той же эпохи. Сцепной вес - 45 тонн, общий вес - 57 тонн, с тендером - 86 тонн, мощность - до 380 л. с., конструкционная скорость - до 50 км/ч. Основной товарный локомотив до середины 1890-х годов.

Изменено 22 Feb 2020 пользователем швамбран

[Вандал]

Пожалуй, вы правы.

На самом деле были такие. Путиловский завод построил несколько штук для восточного участка Транссиба. Но там условия к тому располагали: подвоз угля затруднен, а леса в тайге много. Я полагал, что в Швамбрании условия другие.

Пассажирский паровоз, приблизительно второй половины 1880-х. Сцепной вес - 30 тонн, общий вес - 54 тонны, с тендером - 83 тонны, мощность - до 360 л. с., конструкционная скорость до 95 км/ч. 

А почему такая низкая скорость? У него ведущие колеса диаметром 2,3 метра

Товарный паровоз той же эпохи.

На обоих снизу надо бы топку нарисовать. Должна быть видна. У пассажирского -- перед и за осью заднего ведущего колеса, у товарняка между двумя задними колесами.

 

[швамбран]

8. Основной товарный паровоз эпохи 1890-1910 годов системы компаунд. Сцепной вес - 50 тонн, общий вес - 63 тонны, с тендером - 100 тонн, мощность - 680 л. с., конструкционная скорость - до 65 км/ч. 



9. Танк-паровоз для маневровой работы на станциях и вождения поездов на малые расстояния. Создан на основе предыдущего.. Сцепной вес - 50 тонн, общий вес - 76 тонн, мощность - 650 л. с., конструкционная скорость - до 65 км/ч.



10. Основной пассажирский паровоз системы компаунд, эпохи 1890-1910 годов. Сцепной вес - 47,5 тонн, общий вес - 63 тонны, с тендером - 100 тонн, мощность - 680 л. с., конструкционная скорость - до 125 км/ч.
Данный локомотив принадлежал Четвёртому ж/д округу и водил скорый экспресс "Граф Орлов" по маршруту "Алентона - Кускан".

А почему такая низкая скорость? У него ведущие колеса диаметром 2,3 метра

Изменил.

На обоих снизу надо бы топку нарисовать.

Она внутри рамы.

Изменено 23 Feb 2020 пользователем швамбран

[Вандал]

Она внутри рамы.

Вот, смотрите, котлы с топками в разрезе для паровозов того времени. Видите, как низко расположены колосниковые решетки?

Основной пассажирский паровоз системы компаунд, эпохи 1890-1910 годов.

Для 1890-х котел слишком высоко расположен.

[швамбран]

11. Товарный паровоз середины 30-х годов. Сцепной вес - 115 т., общий - 169 т., с тендером - 261 т., мощность - до 3900 л. с., конструкционная скорость - до 85 км/ч



12. Пассажирский паровоз той же эпохи. Сцепной вес - 92 т., общий - 164 т., с тендером - 256 т., мощность - до 3900 л. с., конструкционная скорость - до 140 км/ч
Данный локомотив принадлежал к 12 ж/д округу и водил скорый поезд "Дон Кихот" по маршруту Эдера-Писагуа.



13. Товарный паровоз особой мощности для участков дорог со сложным профилем пути. Конец 30-х, начало 40-х. Сцепной вес - 184 т., общий - 216 т., с тендером - 288 т., мощность - до 5000 л. с., конструкционная скорость - до 70 км/ч.

Вот, смотрите, котлы с топками в разрезе для паровозов того времени.

Топки я перерисовал.

Изменено 23 Feb 2020 пользователем швамбран

[швамбран]

Для 1890-х котел слишком высоко расположен.

Высоковато, но иначе топку над ведущей осью не разместить. 

[Вандал]

Высоковато, но иначе топку над ведущей осью не разместить. 

Вот как делали, если требовалось разместить большую топку (схема, конечно, неидеальна, подшипники последней оси работают в более тяжелых условиях, но схема считалась рабочей).

[Вандал]

Пассажирский паровоз той же эпохи.

Весьма желателен также курьерский схемы 2-3-2 с конструкционной скоростью до 200 км/ч и аэродинамическими кожухами. Чтоб водил какой-нибудь аналог "Красной звезды". Четырехосные не могут быть быстрыми -- это хороший паровоз для массовых пассажирских перевозок, но интересы бизнеса порой требуют очень быстрых поездок. Можно что-то типа такого:

хотя мне больше нравится вот такой кожух:

Товарный паровоз особой мощности для участков дорог со сложным профилем пути.

А 4-10-2 и 4-12-2 с трехцилиндровыми машинами не хотите? Типа американского 9000 https://en.wikipedia.org/wiki/4-12-2

[швамбран]

Вот как делали, если требовалось разместить большую топку

Высоту немного уменьшил.

[швамбран]

14. Курьерский паровоз для вождения лёгких скоростных пассажирских поездов, конец 30-х годов. Сцепной вес - 69 т., общий - 141 т., с тендером - 213 т., мощность - до 3200 л. с., конструкционная скорость до 185 км/ч. Указанный паровоз принадлежал к первому ж/д округу и водил курьерский поезд "Клеопатра" по маршруту Алентона-Укеа.

Изменено 24 Feb 2020 пользователем швамбран

[швамбран]

А 4-10-2 и 4-12-2 с трехцилиндровыми машинами не хотите? Типа американского 9000 https://en.wikipedia.org/wiki/4-12-2

Я слышал о таких, но шесть осей в одной раме - это перебор. Почти как наш "Андрей Андреев".

[Вандал]

Я слышал о таких, но шесть осей в одной раме - это перебор. Почти как наш "Андрей Андреев".

АА имел семь сцепных осей. Это да, перебор. А шесть -- на грани. Главное -- это то, что они были трехцилиндровыми, причем средний цилиндр располагался под углом. Когда паровоз тащил поезд, в домах у железной дороги подпрыгивала в шкафах посуда. Но ничего: и путь выдерживал, и жители не переселялись.

Но вообще, можно, наверное, обойтись и 2-5-1 (4-10-2). У "Биг Боя" та проблема, что он требует специального поворотного круга, или разворотного треугольника. А для этого нужно пространство, которое не везде есть. 2-5-1 можно обслуживать на тех же поворотных кругах, что и 1-5-2 с 2-4-2.

Курьерский паровоз для вождения лёгких скоростных пассажирских поездов, конец 30-х годов.

Красавец.

[швамбран]

У "Биг Боя" та проблема, что он требует специального поворотного круга, или разворотного треугольника. А для этого нужно пространство, которое не везде есть.

Его можно переправлять через обычный круг в два приёма, отдельно от тендера. Алгоритм примерно такой: маневровым локомотивом ставят холодный паровоз на круг, поворачивают его на нужный путь, после чего второй маневровый ставит его на требуемое место. Затем в том же порядке выкатывают тендер (который стоит отдельно от паровоза). Потом тендер прицепляют, и можно разводить пары.

15. Маневровый танк-паровоз. Сцепной /общий вес - 72 тонны, мощность - до 1000 л. с., конструкционная скорость - до 65 км/ч.



16. С начала 20-х годов швамбраны интересовались новым типом локомотива - турбовозом, обещавшим кпд более высокий. чем у паровоза, но в отличие от тепловоза, работавшем на угле. Последнее было особенно важно, так как собственных источников нефти Швамбрания не имела и 90 % нефти приходилось ввозить из-за рубежа (поэтому всё швамбранское дизелестроение было ориентировано исключительно на нужды подводного флота). В начале 1930-х годов швамбраны заказали в Германии партию паротурбовозов системы "Крупп-Целли" с механической передачей, которые использовались в качестве пассажирских локомотивов. Сцепной вес - 67 т., общий - 112 т., с тендер-конденсатором - 176 т., мощность - до 2000 л. с., конструкционная скорость - до 120 км/ч.  КПД достигал 23 %.



17. Не ограничиваясь германскими локомотивами, параллельно, в те же годы, была заказана ещё одна партия турбовозов в Швеции компании "Нюдквист и Хольм" по образцу M3t системы Люнгсрёма. Данные локомотивы не имели тендер-конденсаторов (по причине чего их КПД не превышал 16 %, но всё равно был больше, чем у лучших паровозов) и использовались в качестве товарных. Характеристики были аналогичны предыдущим.



18. Эксплуатация германских и шведских турбовозов позволила накопить необходимый опыт, который. в частности, показал, что турбинный локомотив (в отличие от поршневого) более всего эффективен на высокой скорости. Поэтому первым турбовозом, спроектированный в Швамбрании стал курьерский локомотив, рассчитанный на длительное движение со скоростями свыше 150 км/ч. Он был создан к 1938 году, но из-за длительной доводки эксплуатация началась в 1942 году. Турбина, через редуктор и продольный вал приводила в действие среднюю ведущую ось, связанную с остальными осями паровозными коромыслами. Сцепной вес - 69 т., общий - 141 т., с тендер-конденсатором - 230 т., конструкционная скорость - до 190 км/ч. Данный локомотив принадлежал к тринадцатому ж/д округу и водил курьерский поезд "Восточный экспресс" по маршруту Алентона - Пуэрто-Рохас.

[Вандал]

Его можно переправлять через обычный круг в два приёма, отдельно от тендера. Алгоритм примерно такой: маневровым локомотивом ставят холодный паровоз на круг, поворачивают его на нужный путь, после чего второй маневровый ставит его на требуемое место. Затем в том же порядке выкатывают тендер (который стоит отдельно от паровоза). Потом тендер прицепляют, и можно разводить пары.

Это очень сложно (если вообще осуществимо), поэтому паровозы схемы 2-5-1 имеют право на существование на дорогах со сложным профилем для массовой работы.

[швамбран]

За годы второй мировой войны Швамбрания, как и США не подвергавшаяся воздействию неприятеля, произвела частичную реконструкцию железных дорог (с целью роста их пропускной способности), после чего стала возможной эксплуатация локомотивов с предельной нагрузкой до 36 тонн на ось. Параллельно шло проектирование новых паровозов под данные параметры. 
19. Товарный паровоз конца 40-х годов. Сцепной вес - 160 т., общий - 220 т., с тендером - 360 т., мощность (при форсировке) - до 5000 л. с., конструкционная скорость - до 100 км/ч



20. Пассажирский паровоз той же эпохи. Сцепной вес - 140 т., общий - 220 т., с тендером - 360 т., мощность (при форсировке) - до 5000 л. с., конструкционная скорость - до 140 км/ч



21. Спецпаровоз особой мощности. Ввиду большой длины, с целью улучшения обзора была применена компоновка с передним расположением кабины, из-за чего пришлось отказаться от угля и в качестве топлива использовать мазут. Поскольку с самого начала было ясно, что серия окажется небольшой, швамбраны это показалось приемлемым решением (выпуск составил 23 штуки). Сцепной вес - 244 т., общий - 314 т., с тендером - 450 т., мощность (при форсировке) - до 7000 л. с., конструкционная скорость - до 90 км/ч. Четыре паровоза данного типа до начала 1990-х годов были задействованы в космической программе, транспортируя собранные ракеты-носители сверхтяжёного класса к стартовым площадкам.

[dragon.nur]

транспортируя собранные ракеты-носители сверхтяжёного класса к стартовым площадкам.

Вывоз из МИК паровоза с РН на буксире..- ну, вообще-то есть более дешёвые способы убить вибрациями недешёвую ракету и ещё более дорогую полезную нагрузку. Для такой работы с головой хватает тепловозов, к тому же они точней и мягче регулируются