16.04.2020

Осей много не бывает

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.

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

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

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.

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.

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.

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

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

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.