We wczesnych latach 70. pracownicy Ogólnounijnego Instytutu Badawczego Budowy Wagonów (WNIIV) i Biura Projektowego Jakowlewa otrzymali zadanie stworzenia krajowego pociągu elektrycznego, który byłby w stanie osiągnąć prędkość 200 km/h. Jednak przed przystąpieniem do realizacji tak ambitnego wówczas projektu konieczne było dokładne przestudiowanie wszystkich cech współdziałania kół wagonu z szynami podczas jazdy pociągu z tak dużymi prędkościami.
Eksperymentalny samochód rakietowy
Na potrzeby eksperymentu stworzono pociąg odrzutowy, a raczej samochód laboratoryjny napędzany zamontowanym na nim silnikiem lotniczym. Taka konstrukcja nie tylko pozwoliła na osiągnięcie wymaganej prędkości, ale jednocześnie zmniejszyła ryzyko odkształceń wprowadzanych przez koła napędowe, które podczas obrotu odpychają się od szyn.
Pomysł stworzenia pociągu z silnikiem odrzutowym nie był oryginalny, ponieważ w latach 60. podobny eksperyment przeprowadzono w USA i był szeroko komentowany w światowej prasie. Doświadczenia amerykańskich kolegów wykorzystał sowieckiprojektanci, którzy wykonywali wszystkie prace montażowe w warsztatach Wagony Kalinin (obecnie Twer). To właśnie tam powstał pierwszy pociąg odrzutowy ZSRR.
Pociąg odrzutowy
Wiadomo, że w celu stworzenia niezbędnego wagonu laboratoryjnego pierwotnie planowano zaprojektować specjalną lokomotywę, która spełni wszystkie stawiane mu wymagania. Jednak w trakcie rozpoczętych prac zdecydowano się obrać łatwiejszą ścieżkę i użyć do tego celu zwykłego wagonu czołowego pociągu elektrycznego ER 22, produkowanego przez Ryskie Zakłady Przewozowe. Oczywiście, aby zamienić pociąg podmiejski w pociąg odrzutowy, konieczne było wprowadzenie pewnych zmian w jego konstrukcji, ale w każdym razie było to znacznie tańsze i szybsze niż tworzenie nowego modelu.
Na podstawie doświadczenia amerykańskich specjalistów, projektanci VNIIV i Biura Projektowego Jakowlewa uznali za celowe wzmocnienie dwóch silników odrzutowych nad kabiną kierowcy. W tym przypadku, podobnie jak w przypadku lokomotywy, stanęli przed dylematem – zaprojektować coś nowego, czy użyć gotowych silników stosowanych we współczesnym lotnictwie? Po długich dyskusjach preferowano drugą opcję.
Nowe życie dla wycofanych z eksploatacji silników
Spośród wszystkich próbek udostępnionych twórcom pociągu z napędem odrzutowym wybrano dwa wycofane z eksploatacji lokomotywy z samolotu pasażerskiego Jak-40 (jego zdjęcie przedstawiono w artykule), przeznaczone do obsługi lokalnych linii lotniczych. Po wyczerpaniu zasobów lotniczych oba silniki były w doskonałym stanie imógł nadal służyć na ziemi. Ich użycie było niedrogie i całkiem rozsądne.
W przypadku udanego eksperymentu z ich instalacją w pociągu odrzutowym, można by rozwiązać kolejny bardzo istotny problem dla gospodarki narodowej, związany z dalszym wykorzystaniem wycofanych z eksploatacji silników lotniczych, które nie nadają się do lotnictwa, ale całkiem nadaje się do pracy naziemnej. Jak ujął to Leonid Breżniew w tamtych latach: „Gospodarka musi być ekonomiczna”.
Proste i inteligentne rozwiązanie
W trakcie prac twórcy pociągu z silnikiem odrzutowym musieli rozwiązać bardzo ważny problem ─ jak nadać wagonowi czołowemu pociągu elektrycznego właściwości aerodynamiczne niezbędne do przeprowadzenia testów szybkościowych z jego pomoc. Problemem był jego kształt, który nie został zaprojektowany w celu pokonania potężnego nadchodzącego strumienia powietrza. Jednak w tym przypadku również znaleziono proste i racjonalne rozwiązanie.
Nie zmieniając standardowej konstrukcji auta, twórcy projektu zastosowali specjalne nakładki, które zakrywały jego głowę, bieg i ogon. Ich wymiary i kształt zostały obliczone w laboratorium Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego na podstawie danych uzyskanych w wyniku eksperymentów, w których specjalnie wykonane modele samochodów były wdmuchiwane w tunelu aerodynamicznym.
Szpiczasty nos i dach odporny na ciepło
Po tym, jak inżynierowie przetestowali w ten sposób 15 modeli eksperymentalnych, udało im się znaleźć optymalny kształt, w którym wagon czołowy pociągu odrzutowego stał się najbardziej opływowy. WW efekcie jego spiczasty nos to nic innego jak nakładka zamontowana w przedniej części i stwarzająca warunki, w których kierowcy patrzyli do przodu przez podwójną szybę owiewki i kabiny.
Innym ważnym zadaniem były działania mające na celu zapobieganie przegrzewaniu się dachu w wyniku narażenia na strumień gorących gazów ulatniających się z silników odrzutowych. W tym celu na wierzchu samochodu wzmocniono arkusze stali żaroodpornej, pod którą umieszczono warstwę izolacji termicznej.
Konstruktywne modyfikacje samochodu
Ponadto sowiecki odrzutowiec, a właściwie samochód eksperymentalny, był wypchany wszelkiego rodzaju sprzętem, który pozwalał nie tylko na dokonywanie pomiarów niezbędnych podczas eksperymentu, ale także zapewniał bezpieczeństwo jego poruszania się na takie wysokie prędkości. Nie będzie przesadą stwierdzenie, że żaden z elementów wagonu nie pozostał bez odpowiedniego dopracowania, ponieważ ekstremalne warunki pracy nakładają specjalne wymagania na wszystkie systemy, w tym przede wszystkim na układ jezdny i hamulce.
Cała infrastruktura najszybszego pociągu odrzutowego została zmieniona z wielu przyczyn technicznych. Dość powiedzieć, że jeśli w normalnych warunkach silnik napędza koła, wymuszając ich obrót i zsuwając się z toru, porusza pociąg, to w przypadku trakcji odrzutowej koła i szyny pełnią rolę jedynie elementów prowadzących które utrzymują samochód na danej trajektorii.
Problem z hamulcami i bokami
Biorąc pod uwagę, że według obliczeń konstruktorów ich potomstwo musiało osiągać prędkość do 360 km/h, na szczególną uwagę zasługiwał układ hamulcowy, który w razie potrzeby potrafił szybko zatrzymać wyścigowy samochód. Z tego powodu opracowano zupełnie nowe modele hamulców tarczowych i magnetycznych szynowych.
Jeśli chodzi o drgania boczne samochodu, które nieuchronnie pojawiają się podczas poruszania się po kolei, oczekiwano, że zostaną one ugaszone dzięki strumieniowi gazu wydobywającemu się z silnika odrzutowego. W praktyce obliczenia te były w pełni uzasadnione.
Długo oczekiwany debiut
Wreszcie zakończono wszystkie prace przygotowawcze iw maju 1971 r. na moskiewskim odcinku kolei Golutwin-Ozery przetestowano pierwszy w ZSRR pociąg z silnikami odrzutowymi. Miała wówczas długość 28 metrów i nośność 59,4 t. Do tego należy dodać 4 tony masy dwóch silników odrzutowych oraz 7,2 tony ─ nafty lotniczej, która służyła im jako paliwo.
Podczas pierwszego przejazdu zarejestrowano prędkość 180 km/h – dość wysoką jak na tamte czasy, ale daleko od obliczonych 360 km/h. Przyczyną tak niezadowalającego wyniku nie były niedociągnięcia techniczne, ale duża liczba zakrzywionych odcinków toru, na których z oczywistych względów trzeba było zwolnić.
Niemniej jednak pojawienie się pierwszego krajowego pociągu odrzutowego zostało odnotowane w prasie jako znaczące wydarzenie. Poniżej w artykuleprezentowana jest okładka popularnego magazynu „Technika młodości”, który poświęcił mu entuzjastyczny artykuł.
Dalsze testy
Aby wyeliminować ewentualne przeszkody, na bezpośrednim głównym odcinku linii kolejowej Pridneprovskaya między stacjami Nowomoskowsk i Dnieprodzierżyńsk przeprowadzono następujące testy, przeprowadzone w latach 1971–1975. To tam w lutym 1972 roku odrzutowiec ze Związku Radzieckiego ustanowił światowy rekord prędkości na torze kolejowym 1520 mm, wynoszący 250 km/h. Dziś nikogo tym nie zaskoczysz, ale w tamtych latach taki wynik był wybitnym osiągnięciem.
Tak wysoki wynik pozwolił mieć nadzieję, że w nadchodzących latach w kraju rozpocznie się masowa produkcja szybkich pociągów kolejowych napędzanych trakcją odrzutową. Inżynierowie zaangażowani w stworzenie pierwszej pomyślnie przetestowanej próbki byli gotowi do rozpoczęcia prac nad trzywagonowym pociągiem dużych prędkości. Jednak ich marzenia nigdy się nie spełniły.
Trasy nieodpowiednie dla szybkich pociągów
Istnieje kilka powodów, dla których lokomotywy turboodrzutowe nie weszły do masowej produkcji. Wśród nich ważną rolę odgrywała inercja i opieszałość sowieckiego systemu gospodarczego. Ale oprócz tego istniały również bardzo istotne obiektywne czynniki, które uniemożliwiły tę innowację.
Główną przeszkodą były koleje radzieckie, zbudowane zgodnie z wymogami technicznymi,prezentowane wiele lat temu. Promienie krzywizny na nich zostały zaplanowane przez projektantów wyłącznie zgodnie z warunkami topograficznymi terenu i w większości podczas ich przejazdu wymagały zmniejszenia prędkości do 80 km/h i poniżej. Do uruchomienia pociągów dużych prędkości konieczna byłaby budowa nowych torów wymagających znacznych nakładów kapitałowych lub złagodzenie zaokrągleń na starych, co uznano za nieefektywne. Żadna z tych opcji nie została uznana za obiecującą w ZSRR.
Pociąg odrzutowy i problemy z jego obsługą
Pomyślnie przetestowane w międzyczasie ujawniły szereg problemów związanych z infrastrukturą kolejową. W tym przypadku mówimy o peronach otwartych stacji, które są wyposażone we wszystkie stacje w kraju bez wyjątku. Pędzący obok nich pociąg z prędkością 250 km/h potrafi wytworzyć falę powietrzną, która w mgnieniu oka zmiecie wszystkich ludzi na peronie. W związku z tym, aby zapewnić odpowiednie bezpieczeństwo, konieczna jest ich szeroko zakrojona modernizacja, co również będzie wymagało ogromnych nakładów finansowych.
Wśród problemów był taki pozornie drobiazg jak żwir, który pokrył wszystkie tory kolejowe w ZSRR. Pociąg z napędem odrzutowym, przejeżdżając przez stacje i przejazdy kolejowe, uformowany wokół niego strumień aerodynamiczny nieuchronnie unosił w powietrze ogromną ilość tego masowego materiału, zamieniając jego drobne cząstki w rodzaj odłamków. Wniosek jest tylko jeden – dla eksploatacji takich pociągów wszystkie tory musiałyby być zabetonowane.
Koniec eksperymentu
Badania wykazały, że w latach 70. większość kolei Związku Radzieckiego pozwalała im rozwijać prędkość maksymalną 140 km/h. Tylko na niektórych obszarach można go było zwiększyć do 200 km/h bez zwiększania stopnia ryzyka. Tym samym dalszy wzrost prędkości taboru uznano wówczas za niewskazany, gdyż nieuchronnie wymagał ogromnych inwestycji.
Jeśli chodzi o najszybszy samochód laboratoryjny, po zakończeniu eksperymentów w 1975 roku został wysłany do miasta Kalinin do zakładu produkcyjnego. Na podstawie wyników uzyskanych w trakcie prowadzonych prac dokonano odpowiednich zmian konstrukcyjnych w nowych zabudowach fabrycznych, takich jak lokomotywa RT 200 i pociąg elektryczny ER 200.
Smutna starość
Wypełnił swoją misję i nikt nie był później potrzebny, samolot przez dziesięć lat znajdował się w różnych ślepych zaułkach fabryki, rdzewiejąc i plądrując. Wreszcie, w połowie lat 80., przedsiębiorczy faceci z lokalnego komitetu Komsomołu wpadli na pomysł, aby zrobić z niego modny w tamtych latach salon wideo, wykorzystując w tym celu nadwozie, które z zainstalowanymi silnikami wyglądało bardzo nietypowo.
Nie powiedziałem, ale nie zrobiłem. Porzucony samochód został przeciągnięty z wanny na halę fabryczną i zrekonstruowany zgodnie z nowym przeznaczeniem. Wyrzucono z niego cały stary farsz, a na opuszczonym terenie zainstalowano sprzęt wideo i miejsca dla widzów. W dawnej kabinie kierowcy iw przylegającym do niego przedsionku urządzono bar. Na dodatek usunęli zewnętrzną rdzę i pomalowali swój odrzutowy salon wideo na niebiesko i biało.
Wydawałoby się, że rozpocznie się jego nowe życie, ale do planów handlowych członków Komsomola wkradła się niefortunna rozbieżność – nie udało im się uzgodnić z lokalnymi bandytami akceptowalnej kwoty łapówki z dochodów. I znowu cierpliwy powóz wrócił do ślepego zaułka, gdzie spędził kolejne 20 lat, zamieniając się w końcu w szopę na kółkach.
Wspomniałem o nim dopiero w 2008 roku, kiedy przygotowywali się do świętowania 110-lecia zakładu. Jej opływowy i niegdyś aerodynamiczny nos został odcięty, oczyszczony, pomalowany i wykorzystany do stworzenia ściany pamiątkowej zainstalowanej w pobliżu wejścia do fabryki. Jej zdjęcie uzupełnia nasz artykuł.
