Альтернативная железная дорога

[швамбран]

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

Тяжёлый транспортёр вполне может быть оснащён амортизаторами, А тепловозостроение в Швамбрании так и не развилось, по причинам о которых будет сказано ниже.

[швамбран]

22. Опыт эксплуатации первых турбовозов показал, что механическая передача, при всей её простоте и надёжности, малопригодна для данного типа локомотива. Турбина эффективно работает лишь при постоянной нагрузке, а при переменных (например, трогании с места или при торможении) она расходует больше пара, чем паровая машина, что снижает общую экономичность. Соответственно нужны были локомотивы с электрической или гидравлической передачей, обеспечивающими более-менее постоянную работу турбины при большинстве режимов движения. В начале 1944 года в стране был объявлен конкурс на новый тип турбовоза, по условиям которого локомотивы должны были иметь автоматизированные котлы с повышенными параметрами пара и пылеугольным отоплением, гидравлическими или электрическими передачами. Первым, в 1948 г. в опытную эксплуатацию поступил электротурбовоз. Сцепной /общий вес -  272 тонны, мощность без форсировки - 4200 л. с., конструкционная скорость - до 110 км/ч. Пылеугольный бункер располагался в передней части локомотива (перед кабиной), в тендере находился только запас воды. Опыт работы электротурбовоза выявил ряд его серьёзных недостатков - в частности угольная пыль, будучи весьма летучей въедливой субстанцией, несмотря на все меры предосторожности проникала в электромоторы и становилась причиной замыканий, выводивших локомотив из строя. По этой причине угольные электротурбовозы большого распространения не получили.



23. Турбовоз с гидравлической передачей, появившийся в 1950 году, был лишён недостатков электротурбовоза. Локомотив получил прямоточный котёл, позволивший сократить запас воды и, соответственно, обойтись без тендера. Сцепной /общий вес  одной секции - 204 тонны, мощность - 2700 л. с., конструкционная скорость до 120 км/ч. Создать гидросистему более чем на 3000 л. с. швамбранам так и не удалось., однако при наличии двух секций турбовоз был мощнее большинства швамбранских паровозов, а трёхсекционные, вообще, не имели конкурентов. КПД данного турбовоза вплотную приблизится к 30 %, становясь вровень с лучшими тепловозами тех лет, хотя обслуживание и ремонт турбовозов был более сложен (котёл и топка требовали регулярной чистки). Однако поскольку собственных источников нефти Швамбрания практически не имела (до открытия месторождений на морском шельфе оставалось ещё около 10 лет), выбор был сделан в пользу турбовозов - в отличие от остального мира, где победил тепловоз.

Изменено 8 Mar 2020 пользователем швамбран

[sergey289121]

Тяжёлый транспортёр вполне может быть оснащён амортизаторами, А тепловозостроение в Швамбрании так и не развилось, по причинам о которых будет сказано ниже.

Вот и купили бы тепловозов ракеты возить, а не мучались бы с паровозами.

[швамбран]

24. Пассажирский турбовоз, 1952 г.. Сцепной / общий вес - 216 тонн, мощность - 3000 л. с., конструкционная скорость - до 160 км/ч

[швамбран]

Вот и купили бы тепловозов ракеты возить, а не мучались бы с паровозами.

А ещё нужно было инфраструктуру для обслуживания тепловозов купить, специалистов, умеющих работать с ними и т. д. 

[dragon.nur]

Тяжёлый транспортёр вполне может быть оснащён амортизаторами

Паровоз даёт рывки и в продольной плоскости, не только в вертикальной. 

электротурбовоз

Разве не "турбоэлектровоз"? Либо "турбовоз с электропередачей".

поскольку собственных источников нефти Швамбрания практически не имела

В Британии и Германии тоже не густо с источниками нефти -- первая сидела на привозной, вторая и с синтезом заморочилась. Дизтопливо как отходы синтеза по Фишер-Тропшу, вполне себе есть и довольно много.

Турбовоз с гидравлической передачей,

Вот как раз им возить ракеты было бы оптимально. Проложить более прочные пути, увеличить сцепной вес догрузкой одной секции локомотива и таскать.

Изменено 9 Mar 2020 пользователем dragon.nur

[Эрнесто де Сырно]

Что то вдруг у меня появилась безумная идея... А что если делать магистральные дороги с максимально широкой калеёй, а местные дороги с узкой... Но так, чтобы узкая калея была в два раза уже широкой. Тогда можно будет на широких дрогах использовать платформы, на которые грузится сразу два узкоколейных вагона, вместе с колесами, в два ряда. Дополнительный профит - простота разгрузки. ширококолейный вагон ставиться в специальный тупик, и узкоколейный вагон просто с него съезжает.

Изменено 9 Mar 2020 пользователем Эрнесто де Сырно

[sergey289121]

А ещё нужно было инфраструктуру для обслуживания тепловозов купить, специалистов, умеющих работать с ними и т. д. 

Для одного-двух тепловозов это мелочи, тем более и спецы могут быть зарубежные и инфраструктура минимальной, на уровне депо без всяких выкрутасов, а спец вагоны - почитайте, по теме много написано, они дороже своего размера в золоте выйдут.

[швамбран]

25. Маневровый турбовоз. Разработан в 1959 г. Сцепной / общий вес - 180 т., мощность - до 2200 л. с., конструкционная скорость - до 100 км/ч.



26. Однако данный локомотив оказался тяжеловат и нашёл применение только на крупных ж/д узлах. Для мелких станций, а также промышленных предприятий, турбовозы были слишком велики, поэтому в Швамбрании продолжалось производство паровозов  - уже с автоматическими прямоточными котлами и пылеугольным отоплением. Маневровый паровоз, разработки 1960 г. Сцепной / общий вес - 96 т., мощность - до 1200 л. с., конструкционная скорость - до 90 км/ч.



27. К концу 50-х годов в Швамбрании обострился кризис в области пассажирских железнодорожных перевозок, поскольку имеющийся транспорт едва справлялся с их объёмом. С целью выхода, началось внедрение двухэтажных пассажирских вагонов, что резко увеличило вес пассажирских поездов, и мощность в 3000 л. с. для пассажирских локомотивов стала недостаточной (по причине чего старые паровозы, выпуска конца 40-х годов и мощностью до 5000 л. с., продолжали использоваться на главных магистралях страны вплоть до конца 70-х). Поэтому в 1960 г. в дополнение к односекционному был разработан двухсекционный пассажирский турбовоз. Сцепной /общий вес одной секции - 206 т., мощность - до 2800 л. с., конструкционная скорость - до 160 км/ч.

[швамбран]

Паровоз даёт рывки и в продольной плоскости, не только в вертикальной. 

Ну и амортизаторы можно предусмотреть соответствующие. К тому же при большом количестве цилиндров (в данном случае их 4) рывки будут компенсироваться.

В Британии и Германии тоже не густо с источниками нефти -- первая сидела на привозной, вторая и с синтезом заморочилась. Дизтопливо как отходы синтеза по Фишер-Тропшу, вполне себе есть и довольно много.

Британия была владычицей морей, а что до Германии, то во всех источниках по танкостроению, например, указывалось, что для производства дизтоплива синтез не подходит, отчего немецкие танки до самого конца войны ходили на бензине. А вся нефть, из которой делали дизтопливо, шла в кригсмарине для подводных лодок.

[швамбран]

Вот как раз им возить ракеты было бы оптимально. Проложить более прочные пути, увеличить сцепной вес догрузкой одной секции локомотива и таскать.

Неоптимально, потому что движение медленное с переменными нагрузками и частыми остановками. Для такого режима паровоз подходит лучше.

Для одного-двух тепловозов это мелочи, тем более и спецы могут быть зарубежные и инфраструктура минимальной

Тогда и огород городить нечего, коли свои локомотивы есть

[dragon.nur]

Неоптимально, потому что движение медленное с переменными нагрузками и частыми остановками

Нет. Самое оптимальное для медленного движения в отсутствие контактной сети -- это гидропередача. Это не мои слова, собственно, а железнодорожников, таскающих путевые машины.

[швамбран]

В начале 60-х годов прошлого века, после открытия нефтяных месторождений на морском шельфе, Швамбрания перестала зависеть от импорта нефти, после чего началась разработка нового поколения локомотивов с двигателями внутреннего сгорания. Но это были не тепловозы, а газотурбовозы. На них была применена электротрансмиссия, не имевшая ограничений по мощности, как гидропередача.
28. Товарный газотурбовоз второй половины 60-х годов. Сцепной вес одной секции - 204 тонны, мощность - до 6000 л. с., конструкционная скорость - до 100 км/ч.



29. Пассажирский газотурбовоз той же эпохи. Сцепной вес - 210 тонн, мощность - 6000 л. с., конструкционная скорость - до 160 км/ч.



К началу 70-х годов газотурбовозы доказали свою эффективность (хотя их КПД был ниже, чем у паротурбовозов и тепловозов), однако полного переоснащения железных дорог на новый тип локомотива не последовало, ввиду резкого роста цен на нефть. Наоборот,  разразившийся энергетический кризис заставил швамбран вспомнить о паровозах, работающих на угле, и такой паровоз был спроектирован - в основу разработки был положен маневровый локомотив (см. п. 26). Правда, к началу 80-х, когда он вышел на испытания, цены на нефть снова упали, однако, несмотря на это, локомотив был запущен в серийное производство в двух и трёхсекционных вариантах.

30. Двухсекционный магистральный паровоз (1982 г.) системы Ферли. Сцепной вес одной секции - 210 тонн, мощность - до 4000 л. с., конструкционная скорость - 90 км/ч.



31. Трёхсекционный магистральный паровоз. По полному весу и суммарной мощности (630 тонн, 12000 л. с.) это был самый большой паровоз в мире.

Изменено 15 Mar 2020 пользователем швамбран

[dragon.nur]

магистральный паровоз

если есть турбовозы, зачем возвращаться к машине? 

Трёхсекционный магистральный паровоз

откуда в центральную секцию уголёк сыпаться будет, с неба, что ли? или тут пять тысяч турецких китайских мигрантов мешки из тендера таскают до ближайшего стокера? (шнекового или конвейерного углеподатчика) 

[швамбран]

если есть турбовозы, зачем возвращаться к машине? 

Из-за ограничений по мощности в 3000 л. с. на секцию. У паровоза на секцию приходится 4000 л. с.

откуда в центральную секцию уголёк сыпаться будет, с неба, что ли? или тут пять тысяч турецких китайских мигрантов мешки из тендера таскают до ближайшего стокера? (шнекового или конвейерного углеподатчика)

Запас угля, точнее заранее измельчённой угольной пыли, и воды в каждой секции по отдельности (как в танк-паровозе)

Изменено 16 Mar 2020 пользователем швамбран

[швамбран]

Ну и немножко об электропоездах.
Начало электрификации транспорта положил трамвай, появившийся в конце 1890-х годов. С начала 1920-х в ряде крупных городов началось строительство метро, подвижной состав которого был был взят за основу при проектировании надземных электропоездов.

32. Электропоезд первой серии, начала 1930-х годов. От метровагона отличался тем, что был приспособлен к воздушной контактной сети, вместо третьего рельса, расширенной до 1678 мм тележкой (в швамбранском метро использовалась европейская колея, чтобы уменьшить диаметр тоннелей), причём сам вагон остался узким. Внутренняя планировка изменилась - в отличие от метро, вход и выход осуществлялся через тамбуры в концевых частях, а не непосредственно в вагон, число сидений выросло до 95 в средних вагонах и до 85 - в концевых (по схеме 3+2). Число вагонов в составе - 7, моторвагонов - 3. Конструкционная скорость - до 90 км/ч.



33. Электропоезд второй серии, середины 30-х годов. Вагон был расширен, что позволило поставить дополнительный ряд сидений (по схеме 3+3). В остальном изменения остались незначительными.



34. Стремительный рост пассажиропотока вынуждал наращивать количество вагонов в составе до 11 и даже 14, из-за чего поезд переставал умещаться на остановках у платформ. Выходом стало внедрение (с 1939 г.) двухэтажных вагонов, способных вместить до 180 пассажиров в средних вагонах и до 168 человек - в концевых. Все вагоны стали моторными (чтобы компенсировать возросший вес состава), причём один или два средних вагона с большим уровнем комфорта являлись вагонами первого класса - число мест в них было снижено до 120 (вместо жёстких сидений были мягкие кресла по схеме 4 + 4).

[швамбран]

35. Электропоезд четвёртой серии, разработки второй половины 40-х годов. Вагоны стали цельносварными с широким использованием алюминиевых сплавов. Количество посадочных мест по сравнению со второй серией осталось прежним (108 в средних и 96 в концевых), но вместо прежних деревянных лавок все сиденья стали мягкими, а вагон получил мощную централизованную систему кондиционирования воздуха. Число вагонов в составе - 7, моторвагонов - 3, конструкционная скорость - до 120 км/ч.



36. Четвёртая серия, преимущественно, шла в провинцию, а в крупных мегаполисах по-прежнему требовался двухэтажный вагон. Таковой был разработан к 1956 г., обозначенный как пятая серия По сравнению с электропоездами третьей серии новый вагон, без ущерба для пассажировместимости, стал заметно короче и ниже (что улучшило его устойчивость). Число мест в средних вагонов - 180, в концевых - 168, число вагонов в составе - 7, моторвагонов - 7, конструкционная скорость - до 120 км/ч.

Изменено 27 Mar 2020 пользователем швамбран

[dragon.nur]

измельчённой угольной пыли

Пылеугольный котёл -- это немножко не локомотивный. Разве только танк-паровозы перестроены в стоящие на попа.

[швамбран]

К середине 60-х годов, ввиду продолжающегося роста пассажиропотока, возможности двухэтажных вагонов оказались исчерпаны. Швамбраны посчитали выходом увеличение эксплуатационной скорости движения электропоездов до 200 км/ч по сравнению со стандартными 75-90 км/ч. А поскольку скоростные поезда плохо встраивались в график движения железной дороги (что было известно ещё по опыту эксплуатации скоростных курьерских поездов ещё в 1930 годы), то для них стали прокладывать отдельные ж/д ветки, где не было грузового движения.

37. Скоростной электропоезд первой серии. Пассажировместимость - 132 места в средних вагонах и 90 мест в концевых (кроме того, в середине состава имелся один или два 88-местных вагона увеличенной комфортности). Кресла с регулируемыми спинками располагались по-самолётному. Число вагонов в составе - 7. Конструкционная скорость - 240 км/ч, эксплуатационная - 220-200 км/ч. Начало эксплуатации - 1967 г.



38. Скоростной электропоезд второй серии. Принципиальных отличий от предыдущего не имел, за исключением отдельных элементов внутреннего и внешнего дизайна. Конструкционная скорость - 260 км/ч, эксплуатационная - до 230 км/ч. Начало эксплуатации - 1985 г.



39. Скоростной электропоезд третьей серии. При проектировании, впервые в практике Швамбрании были учтены требования доступности для инвалидов (для которых были выделены специальные места на промежуточном ярусе возле входных тамбуров). Вместимость среднего вагона - 192 пассажира, концевого - 168 человек. Число вагонов в составе - 10. Конструкционная скорость - 300 км/ч, эксплуатационная - 280 км/ч. Начало эксплуатации - 2012 г.



40. Скоростные линии, однако, были слишком дорогим удовольствием, и массового развития не получили (на 2012 год их общая длина составила 2000 км - примерно столько же, сколько линии Синкансэн в Японии, но Япония занимает в 20 с лишним раз меньшую территорию), и пассажирские перевозки в провинции по-прежнему осуществляли электропоезда четвёртой и пятой серий, дважды модернизированные в начале 1970-х и конце 1980-х. Однако к 90-х их окончательное устаревание заставило начать разработку подвижного состава нового поколения. Им стала шестая серия, появившаяся к началу нулевых годов. Вместимость составляла 108 мест в средних вагонах и 102 места в концевых, число вагонов в составе - 10. Конструкционная скорость - 120 км/ч, эксплуатационная - 100 км/ч.

[швамбран]

Пылеугольный котёл -- это немножко не локомотивный. Разве только танк-паровозы перестроены в стоящие на попа.

С пылеугольным отоплением на паровозах экспериментировали ещё в 20 годы прошлого века. Топливо сгорало неплохо, но проблемой был шлак, осаждавшийся на внутренней поверхности дымогарных труб и забивавший их, а удалять его было практически невозможно (только разбирая котёл и заменяя трубки). Поэтому, чтобы использовать пылеугольное отопление на локомотивах требовался переход от огнетрубных котлов к водотрубным или прямоточным - тогда шлак осаждался бы на ВНЕШНЕЙ поверхности нагревательных труб, откуда, забравшись внутрь топки, его можно было удалять каким-нибудь вибратором. Работа, конечно, тяжёлая, но не требующая демонтажа котла.

Изменено 27 Mar 2020 пользователем швамбран

[dragon.nur]

тогда шлак осаждался бы на ВНЕШНЕЙ поверхности нагревательных труб

Вы не поняли. Определяющий габариты у такого котла размер вертикальный, а не длина, и не ширина. Т. о. скорее в середину до рельса свисает, где-то сбоку агрегат наддува, ну и я так и не понял, зачем возвращаться к машине, когда даже турбомеханическая установка с блокируемым гидротрансформатором и дышлами на каждой тележке по массогабаритам, плавности, вибрации и особенно КПД уже будет намного лучше, чем машина, В тч потому что высокие параметры пара, но не надо заморачиваться на маслоотделение и т.п.

Изменено 2 Apr 2020 пользователем dragon.nur

[швамбран]

         Всякий раз, когда в истории случалось очередное крупное техническое изобретение, обещающее некие фундаментальные изменения, как его незамедлительно начинают продвигать во все стороны и сферы промышленности и транспорта. Не избежала этой участи и атомная энергия, без развития которой в конце 40-х и начале 50-х годов нигде не мыслилось никакого прогресса – начиная от промышленной выработки электроэнергии для миллионных мегаполисов, и заканчивая организацией быта одной отдельно взятой семьи в отдельно взятой квартире или частном доме. Проекты атомных электростанций, атомных котлов и даже атомных батареек (разной степени фантастичности) сыпались словно из рога изобилия, переполняя страницы научно-популярных журналов и выпуски теленовостей в США, Европе и СССР.
         Разумеется, Швамбрания не могла остаться в стороне от модного поветрия. Ещё в феврале 1944 года – всего через полгода после пуска первого в стране экспериментального атомного реактора (являвшегося аналогом чикагской «поленницы» и курчатовского Ф-1) – в недрах Департамента Геологии и горных работ (в целях соблюдения секретности именно этому ведомству – а конкретно, специально созданному под его эгидой Пятому Техническому отделу - выпала честь осуществлять атомную программу страны) была сформирована специальная рабочая группа, призванная оценить перспективы использования атомной энергии. По итогам её деятельности, спустя полтора года на рассмотрение Экспертного Совета при правительстве страны были поданы предварительные расчёты по атомной подводной лодке, атомному самолёту и атомному железнодорожному локомотиву.
         В обстановке лета 1945 года, когда война в Европе только что закончилась, а холодная война ещё не началась, правительству Швамбрании категорически не хотелось выглядеть агрессивно, инициируя разработки атомных субмарин и самолётов (чьё военное назначение было вполне очевидно), поэтому публичной огласке был предан лишь последний из этих проектов, реализация которого официально началась 12 августа 1945 года. Работы шли в рамках 10-летней государственной программы модернизации энергетики и транспорта; руководителем проекта, с сентября 1945 года, являлся Камал Раджешвари, профессор Государственной Железнодорожной Академии (аналог нашего ВНИИЖТ); за физическую часть – то есть, атомный реактор и всё, что с ним было непосредственно связано - отвечал Симон Шноль, член-корреспондент Швамбранской Академии Наук, ведущий специалист Института Экспериментальной Физики.
         Поскольку с самого начала было ясно, что атомный локомотив будет не просто большим, а очень большим, то в техническом задании, сформулированном Экспертным Советом, значилось, что главным его предназначением является вождение тяжёлых и сверхтяжёлых грузовых составов, преимущественно через малонаселённые пустынные местности, бедные источниками воды (для Швамбрании таковыми являются юго-восточные районы страны, занимаемые обширной пустыней Илаямпу). Мощность локомотива указывалась в пределах 7,5-10 тысяч л. с. (при тепловой мощности реактора до 80 тыс. киловатт). Предполагалось, что без замены ядерного топлива он должен проработать непрерывно в течение года. Конструкционная скорость локомотива, чтобы вписаться в график движения, устанавливалась довольно высокой - 90 км/ч.
         Наряду с очевидными достоинствами атомовоза – повышенной автономностью и проистекающей из неё отсутствием необходимости делать частые остановки для пополнения запасов угля и воды (обычным паровозам, напомню, приходилось делать это через каждые 120 км, а паровозам с тендер-конденсаторами – через каждые 300 км), - ему также были присущи и серьёзные недостатки, самым главным из которых являлось невозможность сколько-нибудь существенно форсировать мощность. Атомный реактор работает при постоянных нагрузках, и когда мощность нужно нарастить (например,  на затяжном подъёме) увеличить теплоотдачу от него, а тем более сделать это быстро, не представлялось возможным.
         С целью решения данной проблемы было рассмотрено несколько вариантов оснащения локомотива дополнительным источником энергии – угольной топкой, предназначенной для перегрева пара (о ней см. ниже), дизелем или газовой турбиной. Последние являлись вспомогательными двигателями и должны были запускаться для движения в форсированном режиме или в случае отказа атомного реактора – чтобы атомовоз своим ходом мог добраться до ближайшего пункта, где ему могла быть оказана техническая помощь. Однако и Раджешвари и Шноль были единодушно настроены против такого решения – первый потому что считал, что проектируемый локомотив не должен возить мёртвый груз, каковым и газовая турбина, и, в особенности, дизель неизбежно становились на большей части пути, а второй – потому что безгранично верил в своё детище. Поэтому швамбранский атомовоз так и не стал уродливым гибридом, оставшись локомотивом с единственным сердцем (что, несомненно, пошло ему только на пользу).
         Сердцем атомовоза являлся реактор водо-водяного типа, бывший ничем иным, как прототипом силовой установки для проектируемой в эти же годы атомной подводной лодки. Его активная зона, длиной около полутора метров и столько в диаметре, вмещала полторы сотни ТВЭЛов, состоявших из заключённого в циркониевую оболочку урана низкого обогащения –до 4 %, которые в процессе цепной реакции нагревались до температуры 330 градусов. Прочный корпус из титана рассчитывался на давление в 90 атм. – столь высокое давление было необходимо, чтобы поддерживать охлаждающую воду внутреннего контура в жидком состоянии. Нагретая до температуры 300 градусов эта вода поступала из активной зоны в паровой котёл, где поддерживалось рабочее давление давлении 20 атмосфер. Именно в нём вырабатывался пар, приводящий в движение атомовоз.
         Однако, относительно того, как лучше было привести локомотив в движение, у разработчиков не было единого мнения. Рассматривались два варианта. Большинство проектантов (вполне в духе новомодных веяний) считало, что пар должен был вращать турбину и электрогенератор – ток от последнего питал электродвигатели на осях локомотива, принадлежащего, таким образом, к типу паротурбовозов.
         Недостатком данного решения, помимо громоздкого многоэтапного преобразования энергии, с неизбежными при этом потерями, был низкий КПД, неизбежный при невысокой температуре пара. Для эффективной работы турбоагрегата требовалось 450-500 градусов, которые мог обеспечить лишь принципиально иной внутренний охлаждающий контур – уже не водяной, а натриевый, однако разработать такой Институт Экспериментальной Физики обещал не раньше 60-х годов, ссылаясь на слишком большой объём предварительных научных изысканий. Поэтому, в поисках выхода, сторонники турбовоза склонялись к гибридной схеме, с дополнительной угольной топкой, которая и доводила бы пар до нужных кондиций… Что, впрочем, подрубало на корню саму идею атомовоза, как полностью автономного локомотива, способного работать без пополнения запасов топлива, и потому выглядело уже полным абсурдом.
         Поэтому Раджешвари, в конце концов, присоединился к меньшинству, полагавшему, что раз получаемый пар обещает невысокие параметры, до и движитель должен быть оптимизирован под них. И в качестве последнего эти конструкторы предложили старую и уже порядком подзабытую паровую машину двойного расширения – компаунд. В конце XIX – начале XX столетия она широко применялась во всём мире, будучи весьма эффективным средством повышения мощности и КПД паровозов, не прибегая к перегреву пара, и неизбежного при этом росту давления в котле.
         Система компаунд была призвана бороться с таким вредным явлением, как конденсация в цилиндре паровой машины. Пар, поступающий в цилиндр при начале впуска, встречал металлическую стенку более низкой температуры, охлаждался (теряя свою упругость) и частью осаждался в виде мелких капель. При движении поршня в цилиндре открывались новые участки холодной поверхности, охлаждавшие вновь поступающий пар и т. д. – вплоть до отсечки. Таким образом, в период впуска бесполезно терялась значительная часть теплоты. При выпуске же отработавшего пара давление в цилиндре быстро падало, весь конденсат, осевший на стенках, испарялся и бесполезно уносился в атмосферу.
         Эта потеря была тем больше, чем больше оказывалась разница между температурой свежего пара и температурой стенок цилиндра (последняя равнялась температуре уходящего пара). Чтобы, по возможности, ослабить эту потерю, в системе компаунд пар расширялся дважды: сначала в малом цилиндре, стенки которого никогда не сообщались с наружным воздухом, и затем в большем по объему цилиндре. Таким образом, разность температур в каждом из цилиндров уменьшалась в два раза, и вредное охлаждение также уменьшалось вдвое. Кроме того, та часть теплоты, которая отнималась от стенок малого цилиндра отработавшим паром, здесь не терялась бесполезно, а переходила в больший цилиндр.
         При всей старомодности, это предложение имело немало достоинств - громоздкая схема преобразований энергии здесь упрощалась, поскольку пар непосредственно передавал свою силу на колёса. Локомотив получался легче, и при том же реакторе, паровоз оказывался существенно мощнее турбовоза. Итак, к 1947 году атомовоз обрёл свой окончательный облик.
         Сердцем машины, как уже было сказано выше, являлся атомный реактор водо-водяного типа, помещавшийся в задней части паровоза, где у обычных паровозов помещается топка. Снаружи его защищала 96-тонная капсула, выполненная из броневой стали (имевшая внутри многослойный  подбой из свинца, парафина и гипса). Стенки капсулы не только предохраняли реактор от механических повреждений (например, при аварийном сходе с рельс), но и служили защитой от радиации.
         Средняя часть капсулы, непосредственно заключавшая реактор, выполнялась съёмной – каждые 12 месяцев, прибыв на завод, локомотив менял старый отработавший реактор на новый со свежей активной зоной. Для этой весьма деликатной операции в боковых стенках капсулы предусматривались специальные люки, через которые внутрь можно было ввести дистанционно управляемую руку-манипулятор, посредством которой перекрывалась запорная арматура и отсоединялись трубопроводы, сообщавшие внутренний контур системы охлаждения с её внешним контуром. Вес съёмной части достигал 64 тонн.
         Непосредственно к капсуле примыкал паровой котёл, внешне напоминавший котёл обычного паровоза, но имевший весьма существенные отличия внутри. Нагревательным элементом здесь служили теплообменные трубы, по которым циркулировала нагретая до 300 градусов вода внутреннего контура. Они были рассчитаны на внутреннее давление в 90 атм. Однако главной отличительной являлся дополнительный, располагавшийся в задней части котла, рекуператор. Последний был призван решить проблему форсирования мощности, вокруг которой (см выше) было поломано столько копий.
         Суть идеи, автором которой являлся Алехандро Падилья, талантливый инженер-конструктор, создатель целого семейства паровозов бестопочного типа, заключалась в том, что в момент, когда атомовозу не нужна большая мощность (например, при затяжном спуске), часть пара, вырабатываемого основным котлом, закачивалась бы в специальный особо прочный бойлер, где под большим давлением (порядка 60 атм.) этот пар конденсировался бы в перегретую жидкость. Паровая машина при этом превращалась в насос-нагнетатель, использующий для работы инерцию тяжёлого железнодорожного состава, отбирая мощность от колёс (и служа, тем самым, своеобразным тормозом).
         Затем, когда спуск сменялся подъёмом, в рекуператоре открывался выпускной клапан, давление падало, и перегретая вода вскипала, обратно превращаясь в пар – и этот дополнительный пар вновь поступал в машину, форсируя её мощность. С помощью такого устройства (идею которого подсказал бестопочный паровоз) можно было не только увеличить мощность на 18 % (относительно номинальных 8000 л. с.), но и обеспечить возможность движения локомотива в случае аварии при заглушенном реакторе – запасённой в рекуператоре энергии хватало примерно на 100-150 километров хода со скоростью 20-25 км/ч (естественно, без вагонов).
         Паровая машина атомовоза была четырехцилиндровой, скомпонованной по системе Маллета – два цилиндра высокого давления располагались в середине локомотива, а два низкого были вынесены вперёд на поворотную тележку. Каждая пара цилиндров приводила действие колёса четырёх движущих осей. Ещё две бегунковые оси располагались спереди, поддерживая кабину паровоза – кабина находилась спереди, на максимальном удалении от атомного реактора. Осевая формула, таким образом, была 2-4-0+0-4-3, при этом на передние оси приходилось по 27 тонн, на движущие – по 34, а на задние – по 32 тонны. Сцепной вес атомовоза равнялся 272 т., рабочий - 422 т., полный вес, вместе с тендером, достигал 568 тонн.
         Большой шестиосный тендер, прицеплявшийся к атомовозу сзади, служил сразу двум целям – во-первых, конденсаторы, занимавшие большую часть его объёма, превращали отработанный пар обратно в воду, создавая замкнутый цикл, а во-вторых, будучи весьма длинным, он отдалял реакторный отсек от вагонов на более-менее безопасное расстояние. Полная длина локомотива с тендером по сцепкам достигала 45,46 метров, а считая по осям концевых колёс – 41,65 метров: хотя и впритык, но это позволяло использовать новые поворотные круги (появившиеся в середине 30-х годов), имевшие диаметр 43 метра.
         Как и на паровозе, локомотивная бригада состояла из трёх человек – машинист, помощник и оператор атомного реактора, которого в просторечии продолжали звать «кочегаром» - несмотря на то, что у него (в отличие от первых двух) всегда было высшее образование.
         Летом 1949 года готовый проект был подан на рассмотрение в Высший технический совет при Министерстве путей сообщения, и спустя три месяца утверждён.         К тому времени часть будущих узлов и элементов конструкции нового локомотива (включая и атомный реактор) уже существовала в железе в виде опытных образцов, проходивших испытания в Институте Экспериментальной Физики и целом ряде профильных железнодорожных НИИ. Постройка опытного локомотива заняла около четырёх лет, причём, как и ожидалось, камнем преткновения стал внутренний контур системы охлаждения реактора, призванный работать в условиях экстремальных давлений и температур. Перегретая до 300 градусов вода представляла собой крайне агрессивную среду, способную в течение нескольких месяцев разъесть практически любой металл, а примеси, поступившие в воду вследствие коррозии металла, подвергшись облучению мощного потока нейтронов, превращались в радиоактивные изотопы, страшно фонившие. Именно тогда первоначально предполагавшаяся в качестве основного конструкционного материала сталь с хромированным антикоррозийным покрытием была заменена на титан.
         Таким образом, первый опытный образец вышел на ходовые испытания осенью 1954 года, после внесения в его конструкцию всех необходимых изменений и доработок. К тому времени расходы на программу уже вдвое превысили первоначальную смету, и было ясно, что в большую серию атомовозы не пойдут – в начале всё того же 1954 года правительством была принята, а парламентом утверждена, очередная, уже 20-летная программа модернизации, согласно которой железные дороги предполагалось полностью электрифицировать. Тем не менее, проект решено было доводить до конца, тем более, что в США и СССР также шли работы над своими версиями атомовозов, а американская пресса всячески превозносила разработанный в университете Юты проект Х-12, «обещавший настоящую революцию в железнодорожном транспорте».
         Программа испытаний, продолжавшаяся 6 лет и широко освещавшаяся швамбранскими СМИ, помимо стандартного снятия параметров на разных режимах работы и отработки приёмов технического обслуживания включала не менее обширный комплекс исследований, призванных установить степень воздействия радиоактивного излучения реактора на железнодорожную инфраструктуру – сотни дозиметров, установленных как на самом локомотиве, вагонах, так и на разном расстоянии вдоль путей, непрерывно фиксировали насколько оно опасно. В целом, результаты этих испытаний оценивались как «вполне удовлетворительные», уровень радиации в кабине локомотива был даже ниже установленных санитарных норм. Испытателями единодушно отмечался превосходный обзор, высокий уровень автоматизации и комфорта, немыслимый на обычных паровозах. Некоторые проблемы доставило регламентное обслуживание реактора, с открытием технологических люков и вводом внутрь капсулы механической руки-манипулятора – радиация при этом просто зашкаливала, отчего оператору, управлявшему манипулятором, приходилось прятаться за толстыми листами свинцовой защиты. Неизбежные при этом протечки радиоактивного пара и воды вынуждали применять спецкостюмы и респираторы для защиты органов дыхания.
         К 1960 году ажиотаж вокруг швамбранского атомовоза значительно спал – в мировой печати единодушно критиковалась «общая устарелость концепции», «нелепость совмещения прогрессивной атомной энергии и примитивной паровой машины», «слабые параметры реактора» и т. п. Особенно старалась советская пресса, поскольку, так уж совпало, вслед за Китаем резкое охлаждение наступило и в советско-швамбранских отношениях (до того бывших союзническими). Проект официально был закрыт в январе 1961 года. Всего успели построить три экземпляра – два неходовых с полноразмерным макетом вместо атомного реактора (для статических и примерочных испытаний), которые в настоящее время выставлены в музеях железнодорожного транспорта Укеа и Сан-Кристобаля, и один ходовой, который по окончании испытаний был немедленно утилизирован.



         История атомовозов, однако, на этом не закончилась, поскольку в 1959 году стартовал новый проект – с реактором на быстрых нейтронах и натриевым охлаждением. Данный тип силовой установки позволил существенно поднять параметры пара – до 450 градусов, что позволило отказаться от паровой машины в пользу турбогенератора. Официально именовавшийся локомотивом этот атомовоз, мощностью 12000 л. с., с самого начала предполагалось использовать не столько в качестве транспортного средства, сколько как передвижную атомную электростанцию. Всего в 1970-80 годах было построено 24 экземпляра атомовозов.

 

 

 

 

 

Изменено 5 May 2021 пользователем швамбран

[kinhito]

Отличный сюжет для роад-экшена - "Угнаный атомовоз".
Было бы интересно посмотреть на паровозы с двигателями Стирлинга.
Начало эволюции: https://www.youtube.com/watch?v=7ovk7BEHNUw&ab_channel=ПознавательнаяМеханика

Изменено 5 May 2021 пользователем kinhito

[dragon.nur]

У реального водо-водяного реактора размер и объём навесных теплообменников заметно меньше, чем сам реактор. А тут ещё и горячую во всех смыслах воду таскать в "бывшие" жаровые трубы большой длины. Нансенс, ибо амундсенс ненужная хтонь.

Изменено 6 May 2021 пользователем dragon.nur

[швамбран]

                С самого начала существования перед железными дорогами Швамбрании (как и во всём мире) встал вопрос о перевозке VIP-пассажиров, к числу которых относились высшие правительственные чиновники, иностранные дипломаты и просто очень богатые и знаменитые люди, чей социальный статус не позволял им прибегать к услугам стандартных пассажирских вагонов 1-го класса. К слову о стандартах: классификация пассажирских вагонов, установленная железнодорожным регламентом 1842 года, с тех пор ни разу не пересматривалась (в отличие от конструкции вагонов, пересматривавшийся с завидной регулярностью) и разделяла данную категорию транспортных средств на 5 классов: первый (по нашей терминологии – мягкий СВ с двухместными купе), второй (по нашей терминологии – купейный), третий (соответственно, плацкартный), четвёртый (туристический с индивидуальными мягкими сидячими местами) и пятый (с жёсткими скамьями, рассчитанными на трёх человек).
         В конце XIX – начале ХХ века для перевозки VIP-персон использовали литерные поезда, состоявшие из обычного пассажирского паровоза курьерского типа и четырёх (как правило) вагонов, один из которых оборудовался одно- и двухместными купе, повышенной комфортности, со спальными местами, одного вагона-салона, одного вагона-ресторана и багажного вагона. Иногда, по требованию клиентов, багажных вагонов становилось два или даже три, и литерный состав, соответственно, превращался в пяти- или шестиванонный. Наступивший ХХ век добавил к этому радиотелеграф и возможность (быстро ставшую насущной необходимостью) отправлять телеграммы по радио прямо в пути, не совершая остановок. Громоздкое радиооборудование занимало немало места и заставляло отводить для него специальный связной вагон, но, в целом, до середины 1920 годов сложившаяся практика оставалась неизменной.
         Однако к тому времени она перестала устраивать руководителей страны, поскольку скорость передвижения курьерских поездов оставалась на уровне конца XIX столетия, не превышая 110-120 км/ч. Специальные перевозки требовали специального транспорта, и с начала 20-х годов среди инженеров и конструкторов шли довольно оживлённая дискуссия, относительно того, каким он должен быть. Основных кандидатов было два – либо тяжёлый многомоторный пассажирский самолёт (прообразом которого, по мысли разработчиков, должны были служить российский «Илья Муромец» или французский «Голиаф»), либо скоростной дизель-поезд.
         В принципе, самолёт сулил большую скорость, тем более, что летая по воздуху можно было двигаться по прямой, изрядно сокращая путь и не тратя драгоценное время на изгибы железнодорожных путей. Однако безопасность тогдашних авиаперелётов (а точнее сказать, практически полное её отсутствие) не внушала большого оптимизма, не говоря уж о том, что погода не всегда бывает лётной – в то время как у первых лиц государства неоднократно возникает настоятельная потребность «попасть из пункта А в пункт Б» невзирая на туман, дождь или снегопад. И хотя в Швамбрании крайне редко случаются снегопады (разве что где-нибудь высоко в горах), но тем не менее.
         Поэтому множества предложений, поданных на рассмотрение, правительство страны без колебаний остановилось на проекте дизель-электрического поезда, техзадание по которому официально было выдано 1925 году.
         Здесь стоит сказать отдельно несколько слов о швамбранском дизелестроении. В этой стране не было сколько-нибудь значительных источников нефти (если не считать морских, но месторождения на шельфе, окружающем Швамбранию, откроют и станут разрабатывать лишь тридцать лет спустя), по причине чего на протяжении 1920, 30-х и 40-х годов до 90 % нефти приходилось импортировать. Поскольку дизель, в отличие от карбюраторного мотора, требовал качественного топлива, приготовляемого из натурального сырья (а не всяческих суррогатов, типа продуктов перегонки угля), то данный тип двигателя не мог получить здесь широкого распространения. Дизеля в швамбрании создавались и строились лишь для подводных лодок – соответственно, всё выпускаемое в стране дизтопливо целиком шло на нужды флота, а трактора, например, ходили на бензине (точнее – бензоспиртовых смесях, поскольку чистый бензин был исключительной привилегией авиации), а то и вообще на дровах. Так же как и автомобили, оснащаемые газогенераторами не только в сельской местности, но кое-где и в городах. Поэтому проектируя дизель-поезд, инженеры за основу его силовой установки взяли 900-сильные морские дизеля подводной лодки, которые, несмотря на громоздкие размеры и немалый вес – более семи тонн - перекочевали на сушу практически без изменений. От субмарины были позаимствованы и электрические генераторы, массой по пять тонн.
         Техническое задание, надо сказать, было довольно жёстким: поезд должен был не только развивать не менее 200 км/ч, но и поддерживать эту скорость непрерывно в течение 24 часов, что (для двух дизелей) требовало порядка 10 тонн топлива и до полутонны масла. Поэтому борьба за вес стала главным лейтмотивом конструкторов. По замыслам разработчиков, дизель поезд включал три или четыре вагона, которые впервые в местной практике стали цельнометаллическими. В конструкции (также впервые для Швамбрании) широко применялся дюраль. Масса пассажирского вагона достигала 64 тонны, передний мотор-вагон весил 68 тонн, задний – 72 тонны. С целью улучшения аэродинамики, вагонам была придана максимально обтекаемая форма (для чего их модели неоднократно продували в аэродинамических трубах), предвосхитившая очертания японских суперпоездов «Синкансен». В середине 20-х швамбранский дизель-поезд со страниц аванпроекта смотрелся как настоящий пришелец из будущего.
         Как и положено, мотор-вагоны находились в концах состава, однако компоновка их была ассиметрична – кабина управления была вынесена в передний, а силовая установка – в задний. Таким образом сильно шумящие дизеля были максимально отдалены от пассажирского вагона, а дым и гарь от дизелей не закрывали бы обзор машинисту и не попадали в пассажирский вагон. Недостатком данной схемы были известные затруднения, при смене направления движения состава – в конечной точке маршрута состав приходилось переформировывать (при длине 65 метров он не помещался ни на один поворотный круг) или прибегать к помощи специальных разворотных железнодорожных веток, которые, понятное дело, существовали далеко не на каждой из станций. Ток от генераторов, приводимых в действие дизелями, распределялся на все движущие оси головного и концевого вагонов, для чего вдоль состава был протянут высоковольтный кабель с межвагонными соединительными разъёмами.
         Поездная бригада насчитывала девять человек – помимо машиниста и помощника головном вагоне, а также дизелиста и электрика в хвостовом, в неё входили двое проводников и двое радистов (нёсших вахту посменно), и, наконец начальник поезда, в чьи обязанности входило не только руководить действиями подчинённых, но и такое ответственное дело, как выбор маршрута следования. К 1920 года движение на железных дорогах стало весьма напряжённым и потому возможность перестроить график под литерный состав была далеко не всегда. Поэтому начальнику поезда постоянно приходилось быть в курсе того, какой из участков железнодорожной сети наиболее свободен на текущий момент, чтобы, проходя ту или иную станцию, дать команду и повернуть поезд на нужную ветку, проскочить которую можно было бы на максимальной скорости. Разумеется, эти свои действия начальник поезда должен был согласовывать со своими высокопоставленными пассажирами, однако право окончательного решения – как и у капитана морского судна – оставалось за ним.
         Помимо кабин управления в переднем мотор-вагоне также располагалось багажное отделение, особенностью которого было то, что оно смещалось на левый борт. Тем самым с правого борта оставался небольшой коридор, благодаря которому кабина машинистов могла сообщаться с другими помещениями поезда. Ещё одной особенностью багажного отделения была небольшая внутренняя дверь, через которую осуществлялся доступ внутрь отделения на ходу. Данный конструктивный элемент стал наследием XIX века, когда багажные вагоны литерных поездов, с перевозимыми в них ценными вещами, служили главной мишенью преступникам, периодически совершавшим сенсационные ограбления – причём, как правило, они проделывали это на ходу, во время движения состава.
         С этой целью в литерных багажных вагонах с 1860-х годов стали выделять отдельное помещение для охраны (как правило, трёх человек), которые на стоянках несли дежурство возле вагона, а во время движения поезда каждые 45 минут осуществляли обход и осмотр багажного отделения, для чего в нём предусматривалась дверь, сообщавшая отделение с помещением охраны. И хотя в наступившем ХХ столетии преступников гораздо более багажа стали интересовать сами пассажиры (с целью совершения покушений на их жизнь), внутренняя дверь в багажное отделение – наследие былых романтических времён – сделавшись доброй традицией, осталась как была.
         Средняя часть дизель поезда отводилась для пассажиров. При этом министерский поезд (называвшийся так потому, что им пользовались премьер-министр и другие высшие государственные чиновники) насчитывал два вагона – спальный с СВ-купе и вагон-салон, отделанный в стиле арт-деко и оборудованный всем необходимым для проведения совещаний. Пассажирских купе в спальном вагоне насчитывалось десять, из которых два предназначались для охраны и были четырёхместными (они располагались в концах вагона), ещё четыре – двухместными (для секретарей и референтов), и четыре одноместных – для самого премьера и сопровождающих его высоких персон (мест для проводников в вагоне, повторяю, не предусматривалось – их двухместное купе было вынесено передний мотор-вагон). Всего, таким образом, в спальном вагоне министерского поезда могло с комфортом разместиться 20 человек, и дополнительные лица, пожелай их премьер взять с собой, располагались в вагон-салоне и постоянных спальных мест не имели. 
         Личный поезд Батаратха (номинального главы страны) оснащался только одним пассажирским вагоном. Средство передвижения Божественного Аватара классифицировался как «вагон-полусалон», в котором наряду с шестью пассажирскими купе, располагавшимися на одном конце вагона, оборудовался и небольшой салон, занимавший противоположный конец. В отличие от премьера, Божественный Аватар не устраивал в своих поездках совещаний, ибо роль его в государстве была, в основном, церемониальной. Зато салон его поезда мог быть относительно быстро переоборудован в индуистский храм для выполнения религиозных обрядов. 
          Что касается охраны, то в поезде Батаратха для неё предусматривалось одно четырёхместное купе – остальные пять были одноместными – в них располагался сам Батаратх и его ближайшая свита в количестве четырёх человек. Малое число охранников, однако, не должно вводить в заблуждение, ибо члены свиты, помимо прочих обязанностей, несли также функцию охраны и были вооружены. Наконец, двое проводников спецпоезда (всегда бывшие мужчинами) хотя и не имели оружия, но в обязательном порядке проходили спецподготовку и владели приёмами рукопашного боя – они также могли нести функцию охраны. Таким образом священную особу повелителя Швамбрании в пути охраняло такое же число людей.
         В мае 1928 года прототип будущего дизельного экспресса поступил на испытания. Как это обычно бывает с новыми образцами техники, они потребовали множества изменений, которые пришлось вносить в конструкцию. Большую проблему создавали мелкие камни и другие небольшие твёрдые предметы, которые при скоростном движении свыше 180 км/ч увлекались набегающими потоками воздуха и повреждали днища вагонов, а также вспомогательное оборудование, находящееся внизу. Для защиты последнего пришлось прикрыть днища стальными экранами, что существенно утяжелило вагоны. Неважно работала топливная система, по причине чего в машинном отделении однажды вспыхнул пожар – впрочем своевременно потушенный автоматической системой пожаротушения (которую швамбранский суперэкспресс получил одним из первых в мире). Вообще, громоздкие дизеля и генераторы с трудом помещались в тесном вагонном пространстве и их было трудно обслуживать, а звукоизоляцию приходилось усиливать несколько раз. Испытания растянулись на четыре года, за время которых успели изготовить второй и третий прототипы.
         В ноябре 1932 года первый прототип достиг скорости 210,45 км/ч, установив мировой рекорд скорости на рельсах, о чём было шумно объявлено на весь мир. Однако, под занавес уходящего 1932 года, в попытке повторить это достижение уже в присутствии международных наблюдателей, приглашённых чтобы зарегистрировать достижение по всем правилам, суперэкспресс потерпел крушение, сойдя с рельс на полном ходу из-за неисправности в одной из вагонных тележек. Находившиеся в головном вагоне машинист, помощник и ещё трое испытателей, снимавших показания с приборов, погибли, дизелист и электрик в концевом вагоне спаслись, отделавшись ранениями. Наблюдатели, на глазах у которых всё это случилось, выразили соболезнования сему печальному происшествию, и рекорд швамбранского дизель-поезда так и остался неофициальным.
         Катастрофа задержала испытания на целых два года, в течение которых конструкция тележек мотор-вагонов была радикально пересмотрена (в дальнейшем они найдут применение на швамбранских электропоездах), и только в 1935 году – ровно через 10 лет после выдачи техзадания, дизель-поезд был официально принят правительственной комиссией. Всего, вместе с прототипами, было выпущено семь единиц – три для премьера (включая доработанные второй и третий прототипы) и три для Батаратха.
         Однако к тому времени у дизель поезда появились грозные конкуренты – в начале 30-х годов на линии вышли «Боинг-247» и «Дуглас ДС-1» - скоростные двухмоторные цельнометаллические самолёты, развивавшие крейсерскую скорость более 300 км/ч и бравшие на борт от 10 до 14 пассажиров и сразу заставившие сильных мира сего обратить внимание на данный вид транспорта.
         Уже в 1934 году правительство Швамбрании заказало с США два ДС-2 в варианте правительственного спецсамолёта, чьи испытания, проходившие в 1935-36 годах, рассеяли все сомнения относительно их безопасности. К тому же их эксплуатация оказалась много дешевле и проще, в том числе и с неожиданной стороны – правительственный самолёт не требовал перестройки графика движения воздушных судов, тогда как правительственный поезд настоятельно того требовал, и именно из-за этого зачастую не мог реализовать заложенную в конструкцию возможность развивать скорость в 200 км/ч. В итоге, швамбраны предпочли купить у фирмы «Дуглас» лицензию на производство их самолётов (уже типа ДС-3, выпускавшихся в Швамбрании под маркой П-38), а построенные дизель-поезда так и остались не у дел.