Осей

много не бывает

В России был целый ряд попыток внедрения многоосных вагонов, которые не увенчались особым успехом, но сделаны выводы. И теперь уже на новой почте рождаются решения, которые вскоре обещают войти в тренд.


17 декабря 2018

Трудности выбора

Отечественное вагоностроение начало свой путь в 1846 году с четырехосных грузовых вагонов с центральным буфером-сцепкой, по американскому образцу. Они предназначались для первой магистральной железной дороги, связавшей в 1851 году две российские столицы. В том же году началось строительство Петербурго-Варшавской железной дороги, для которой тоже планировался вагонный парк отечественного производства. Но помешала Крымская война, строительство дороги отложили. А когда его возобновило уже Главное общество российских железных дорог (ГО), вагоны решили закупать в Европе: Англии, Бельгии, Германии и Франции.

Первые отечественные вагоны имели четыре оси, но вскоре российские железные дороги стали закупать европейские двухосные модели

Европейские модели имели совершенно иную конструкцию. Двухосные, с раздельными ударно-тяговыми приборами. Каждый вагон был оснащен четырьмя упругими буферами, установленными на передних брусьях, напротив продольных рамных балок. Вагоны сцеплялись в состав винтовыми стяжками, которые затягивались между упиравшимися друг в друга буферами соседних вагонов.

В 1868 году Петербурго-Московскую дорогу приобрело ГО, и перед обществом встала задача осуществить бесперегрузочное сообщение между разными дорогами, что через год и было сделано (кстати, впервые в мире). Для этого потребовалась унификация: четырехосные, как сегодня бы назвали, перспективные вагоны были переделаны в двухосные.

Ковровские железнодорожные мастерские, 1860-е годы

Ковровские железнодорожные мастерские, 1860-е годы

В 1872 году Ковровскими мастерскими был разработан тип крытого товарного вагона с настолько высоким конструктивным запасом прочности рамы и кузова, что пусть и с небольшими изменениями он выпускался долгие десятилетия, а в эксплуатации оставался до 1970-х. Именно ему была уготована роль стать товарным вагоном нормального типа (НТВ). И подавляющее большинство других типов подвижного состава – платформ, цистерн, полувагонов − строилось с рамами, рессорным подвешиванием, ходовыми частями НТВ. Вагоны этого типа служили на протяжении целого столетия, став самыми массовыми в мировом вагоностроении.

Четырехосный угольный полувагон системы Фокс-Арбель, 1908–1912 годы

Четырехосный угольный полувагон системы Фокс-Арбель, 1908–1912 годы

На протяжении целого столетия в ходу были вагоны так называемого нормального типа

Повышение их грузоподъемности до 16,5 т стало пределом, допустимым для осевой нагрузки на железных дорогах начала ХХ века. Появление более мощных паровозов обернулось увеличением составности до 50−60 вагонов, и вновь российские железные дороги обратились к американскому опыту эксплуатации четырехосных вагонов. При сохранении осевой нагрузки они имели меньший коэффициент тары. Длина поезда из таких вагонов при одинаковой с двухосными подъемной силе тоже была меньше, а значит, не нужно было удлинять станционные пути. Сокращалось количество сцепных приборов. Как результат, уменьшалась потенциальная возможность обрыва поезда. Вдвое сокращались маневровые работы, количество тормозильщиков, учет документов.

В 1895–1909 годах было разработано 13 конструкций различных типов вагонов. Больше всего из них было полувагонов. Так, уральским Усть-Катавским заводом в 1900−1902 годах было выпущено 400 полувагонов для перевозки угля Донецкого и Кузнецкого бассейнов. Начиная с 1908 года было построено несколько тысяч вагонов так называемой системы Фокс-Арбель – прочных четырехосных полувагонов с металлическими кузовами. Продольные балки рамы были цельно-штампованные и имели форму бруса равного сопротивления изгибу чем обеспечивалась необходимая прочность при минимальной массе. Штампованными были и остальные детали кузова и рамы тележек. В каждой боковой стене имелось по две двери. Тележки были с буксовым пружинным подвешиванием с цилиндрическими пружинами. Объем кузова составлял 50 м3, грузоподъемность первоначально была установлена 37,5 т, а в 1915 году была повышена до 50 т без усиления каких-либо частей вагона. При этом коэффициент тары снизился с 0,43 до 0,33 и был значительно меньше, чем у двухосных собратьев. Причем строились не только полувагоны, но также крытые вагоны и платформы. Сперва для России их собирали во Франции, а позже на русских заводах: Путиловском, Русско-Балтийском, Тверском, Коломенском, Мытищинском, Невском, Усть-Катавском и Сормовском.

Дорогой войны

С началом Первой мировой войны Россия заказала в США и Канаде 20 тыс. грузовых вагонов, большей частью четырехосных. Кстати, в литературе тех лет вагоны для перевозки сыпучих и прочих, не требующих защиты от атмосферы грузов назывались «гондолы», что, строго говоря, более верно передает суть этого подвижного состава, чем странный, по сути, термин «полувагоны».

Стоит отметить, что к началу войны у России имелось 502 тыс. товарных вагонов, а в 1918 году их насчитывалось всего 244 тыс. ед., причем одна пятая их часть была непригодна к использованию. В 1920 году Совет народных комиссаров выделил деньги на закупку 1 500 четырехосных цистерн. За 1928−1932 годы на железные дороги страны поступило 50 тыс. четырехосных вагонов повышенной грузоподъемности и 17 тыс. двухосных.

В апреле 1929 года был принят первый пятилетний план, одной из основных задач которого стояло развитие вагонного парка железных дорог, особенно для перевозки угля и руды. На тот момент доля четырехосных вагонов не превышала 9,5%. При этом из большегрузных были в основном полувагоны американского производства.

Вагонный парк после войны восстанавливали за счет недорогих двухосных вагонов

Во время Великой Отечественной войны парк по ленд-лизу пополнился большим количеством четырехосных платформ из США и Канады. После войны для скорейшего восстановления вагонного парка вновь было начато производство двухосных вагонов как наиболее простых и дешевых. Кроме того, в рамках репарационных поставок двухосные вагоны строили для СССР в Румынии.

В 1932 году коллегия Народного комиссариата путей сообщения СССР постановила начать реконструкцию железнодорожного транспорта. Вагоны полагалось строить четырехосными с исходной грузоподъемностью 60 т, а двухосные усилить под автосцепку. И если в 1934 году построили 15 тыс. четырехосных вагонов повышенной грузоподъемности, то в 1940-м вдвое больше – 30,9 тыс. ед. В 1936 году нарком Лазарь Каганович постановил изъять из инвентарного парка все вагоны старого типа, а в 1939-м было решено прекратить постройку двухосных вагонов и поставить на сеть 250 тыс. четырехосных.

Медалисты и рекордсмены

Повышением эффективности вагонов путем увеличения их грузоподъемности и погонной нагрузки промышленность занималась давно. Можно вспомнить, как грузоподъемность обычного двухосного вагона возросла путем модернизации конструкции с 500 пудов (8 т) до 20 т. Однако этот путь не бесконечный и ограничен допускаемой нагрузкой колесной пары на рельсы.

Крюковский вагон на трехосных тележках получил золотую медаль на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году

Крюковский вагон на трехосных тележках получил золотую медаль на Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году

Чтобы решить эту проблему, Крюковский вагоностроительный завод (КВСЗ) в 1954 году разработал проекты шестиосного и восьмиосного вагонов грузоподъемностью 90 и 120 т соответственно. И в 1955 году начал производство шестиосных полувагонов, позднее к их выпуску подключился «Уралвагонзавод». На Всемирной выставке в Брюсселе в 1958 году вагон КВСЗ получил золотую медаль. Однако в 1967-м его производство было прекращено. Как показала эксплуатация, трехосные тележки крюковского вагона оказывали повышенное воздействие на основание пути (шпалы, балласт, земляное полотно).

Оба завода долгое время трудились над разработкой надежной в эксплуатации конструкции трехосной тележки, создав с 1955 по 1962 год 11 вариантов. Однако в дальнейшем были признаны более перспективными восьмиосные модели. При этом в отличие от шестиосных, для которых пришлось разрабатывать отдельный тип тележки, восьмиосные строились на четырехосных тележках, состоящих из двух серийных двухосного типа 18-100, связанных соединительной балкой. Впрочем, трехосные тележки не канули в Лету: они производятся и в наше время. Правда, подкатываются в основном под вагоны промышленного транспорта, весоповерочные вагоны, а также специальный подвижной состав, в частности снегоочистители серии СС-1М.

В 1961 году УВЗ в содружестве с учеными МИИТа создал восьмиосный полувагон грузоподъемностью 125 т. Его погонная нагрузка 8,3 т/м дала возможность увеличить массу поезда при его неизменной длине на 35−40% по сравнению с составом из четырехосных полувагонов. Расчетами ВНИИЖТ того времени было установлено, что массовое применение восьмиосных полувагонов и цистерн в габаритах Тпр и Тц позволяет увеличить провозную способность железных дорог на 18%.

В 1984 году УВЗ построил опытный восьмиосный полувагон габарита Тпр грузоподъемностью 131 т, тарой 45 т и объемом кузова 151 м3. Тогда же ВНИИЖТ предложил: для массовых перевозок в стране 70% всех полувагонов и цистерн должны быть восьмиосными и 30% − четырехосными. Впрочем, впоследствии восьмиосные полувагоны строились мало по причине неудовлетворительной работы экипажной части на линиях, изобилующих кривыми.

Модель цельнометаллического восьмиосного полувагона грузоподъемностью 125 т, 1969 год

Модель цельнометаллического восьмиосного полувагона грузоподъемностью 125 т, 1969 год

Помимо цистерн и полувагонов, шести и восьмиосные вагоны строились для промышленного железнодорожного транспорта. К примеру, Калининградский завод с 1958 по 1974 год выпускал шестиосные вагоны-думпкары грузоподъемностью 95, 100 и 105 т. Там же строились восьмиосные вагоны-самосвалы грузоподъемностью 172 и 180 т. Этот же завод в 1965 году под заказ выпустил партию восьмиосных платформ, способных транспортировать до 200 т. А сегодня в его продуктовой линейке есть шестиосный вагон-самосвал модели 33-682 грузоподъемностью 105 т.

На промышленном транспорте, особенно на металлургических предприятиях, для перевозок использовались вагоны технологического назначения. К примеру, шлаковозы, чугуновозы, тележки для изложниц и мульд, вагоны-трансферкары и коксотушильные вагоны. В этой связи интересно упомянуть о многоосных монстрах, способных перевозить многие сотни тонн за один рейс.

В 1974 году Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения в сотрудничестве со Всесоюзным научно-исследовательским институтом вагоностроения разработал конструкции вагонов-миксеров грузоподъемностью 150 и 400 т, а в 1978-м – на 600 т. Такие вагоны предназначались для перевозки жидкого чугуна от доменного до конвертерного цеха. Интересно, что первый из трех перечисленных – шестнадцатиосный вагон тарой 200 т и длиной свыше 32 м – мог передвигаться не только по внутризаводским путям, но и по магистральным линиям общего назначения. Правда, в этом случае скорость транспортировки не должна была превышать 35 км/ч. Зато два других тяжеловеса были обречены на внутризаводские путешествия, причем со скоростью всего до 10 км/ч. Да и пути должны были иметь усиленную конструкцию, поскольку осевые нагрузки этих вагонов – 55 тс.

Довольно широкое распространение получили конструкции экипажных частей вагонов-транспортеров, предназначенных для доставки по железной дороге нештатных тяжеловесных и крупногабаритных грузов (к примеру, трансформаторов, узлов гидротурбин и т.д.). Так, в 1932 году был разработан двенадцатиосный транспортер. Изогнутая к низу погрузочной площадки главная балка верхними концами лежала на двух сочлененных рамах, каждая из которых, в свою очередь, опиралась с одной стороны на двухосную тележку, а с другой − на соединительную балку двух двухосных тележек. Транспортер мог перевозить 120 т груза, имел тару 45 т и осевую нагрузку 17,9 тс.

Один из первых послевоенных транспортеров имел четыре четырехосные тележки (всего 16 осей) и мог перевозить 210 т. Транспортеры строились в штучном порядке. Среди них можно отметить сочлененные: 32-осный транспортер весом тары 217 т и грузоподъемностью 500 т и 36-осный транспортер с тарой 350 т и грузоподъемностью 700 т, опирающийся сразу на 18 двухосных тележек.

Таким образом, некоторый опыт эксплуатации многоосных вагонов, в том числе сочлененного типа, в России есть. Но в настоящее время такой тип подвижного состава переживает второе рождение благодаря новому поколению конструкторов и возросшим технологическим возможностям.

Александр Рубцов