Михаил Ломоносов писал, что «может собственных Невтонов и быстрых разумом Платонов российская земля рождать».
Это выражением раскрывает одну из главных черт характера нашей страны – изобретательность. Но сегодня широко известны далеко не все новаторы. Среди железнодорожников на слуху разве что фамилия Черепановых, хотя в активе россиян и передовые вагоны, и автоматическая сцепка, и неистощимые тормоза.Какой русский не любит быстрой езды? Вопрос риторический. За ним в «Мертвых душах», откуда и пошла ставшая расхожей фраза, следует зарисовка: «Чичиков только улыбался, слегка подлетывая на своей кожаной подушке, ибо любил быструю езду». Это описание отлично показывает, что к середине XIX века удалось найти решения, смягчавшие неприятную для пассажиров и опасную для самого экипажа тряску при движении.
Изначально в подвеске использовали кожаные ремни, а уже в XVII веке – металлические рессоры. Так появилась возможность увеличить скорость движения, одновременно обеспечив ездокам относительно комфортные условия и сократив вероятность повреждения грузов. С появлением железных дорог системы подвешивания кузовов перешли с карет на вагоны.
Но скорости изменились, другой стала и сама дорога: вместо ям и ухабов появились стыки, крестовины, пучины. Комфортность поездки вновь приблизилась к нулю. Достаточно сказать, например, что пассажиры вагонов третьего класса брали с собой в дорогу подушки и набитые сеном мешки. Способ «смягчить» поездку придумал инженер Александровского завода Константин Рехневский. В 1865 году он сконструировал первую тележку с двойным подвешиванием на листовых рессорах. Как результат, ход вагона стал более плавным. Сам же изобретатель, в том числе и благодаря своей придумке, через несколько лет стал главным управляющим завода.
В начале XX века конструкцию удалось усовершенствовать. Сделал это техник Тамбовских мастерских Никита Галахов. Выходец из народа был достаточно неординарной личностью, участвовал в стачках, даже был арестован. Однако после событий 1905 года предпочел пустить свою энергию в мирное русло и занялся усовершенствованием вагонной тележки. И уже в 1909-м Никита Галахов создал простую по своему строению и при этом очень гибкую эллиптическую рессору. Новая деталь прошла испытание на одном из самых сложных в окрестностях мастерских участков пути – между Тамбовом и Кирсановом. Оказалось, что эластичная рессора справляется со своими задачами куда лучше аналогов.
Несмотря на это новинка не сразу завоевала признание. Уже после смерти Галахова, в 1920-х, рессора, официально получившая его имя, начала широко применяться как на железных дорогах нашей страны, так и за рубежом. Причина популярности в том, что рессора не только хорошо смягчает все колебания, но и достаточно проста в эксплуатации: разъемна, удобнав сборке и установке на тележке.
Изобретение Галахова по сей день считается во всем мире лучшим образцом люлечной рессоры. Не случайно именно им оборудован один из самых знаменитых железнодорожных составов – «Восточный экспресс». И хотя эллиптическая рессора Галахова изначально разрабатывалась для пассажирского подвижного состава, в грузовом она также нашла свое применение. Например, такие детали устанавливают на тележках рефрижераторных вагонов.
Холодильник на колесах
Этот подвижной состав интересен сам по себе. В последние годы перевозка железной дорогой продуктов питания – одна из наиболее обсуждаемых тем. Дискуссия идет буквально по каждому из аспектов такой транспортировки. Вне фокуса внимания остается разве что конструкция подвижного состава – очевидно, что перевозка возможна только в специализированных вагонах. Однако так было не всегда.
Вагон-ледник. Тип паровоза, обслуживавший железные дороги в России в 1910–1915 годах.
Изначально продукты, в том числе и скоропортящиеся, возили буквально как придется. Естественно, такой подход не устраивал ни продавцов, ни покупателей. И в 1862 году, то есть менее чем через четыре десятка лет после запуска первой в мире стальной магистрали, в рейс вышел изотермический вагон-ледник. Построен он был в России. Но точных сведений о том, кто спроектировал новинку и как она выглядела, не сохранилось.
Вероятно, конструкция не сильно отличалась от тех изотермических вагонов, которые в дальнейшем курсировали по железным дорогам как нашей страны, так и других государств. В таком подвижном составе для охлаждения использовался лед, а теплоизоляция выполнялась из войлока или картона. Однако эффект от использования только замороженной воды был недолгим, да и серьезно понизить температуру таким способом невозможно. Поэтому в изотермических вагонах начали использовать льдосоляную жидкость.
Впрочем, и у такого способа была масса недостатков. Соль достаточно быстро разъедала емкости, где находилась жидкость. Вдобавок для обеспечения вагонов специальной смесью вдоль всего «продуктового» маршрута приходилось создавать льдопункты. Располагались они обычно через каждые 250–300 км, на тех станциях, где меняли или обслуживали паровозы. Зимой там намораживали лед, а летом он хранился под специальными настилами. В теплых краях, где из-за высоких температур такая схема не работала, строились льдозаводы. Дело это дорогостоящее, поэтому чаще изотермический вагон курсировал с «компаньоном», где хранился запас льда. В любом случае перед погрузкой в специальные вагонные баки глыбы надо было раздробить и смешать с солью (от пропорции зависела температура). Вдобавок вся экипировка ледника, как правило, проводилась вручную.
Революционное решение всех этих проблем предложил в начале XX века российский инженер Владимир Силич. Он разработал первый в мире автономный рефрижераторный вагон. В 1910 году этот подвижной состав начал выпускать Коломенский завод. Вагоны оборудовались специальной аммиачной компрессионной холодильной установкой, также в них предусматривалось небольшое помещение для персонала.
Однако на поверку оказалось, что идея Владимира Силича опередила свое время. Ахиллесовой пятой вагонов оказалась система охлаждения: мало того что аммиачные агрегаты и дизель-генераторы тех лет не отличались компактностью, страдала и их надежность. Поэтому передовая новинка не прижилась, уступив место работавшим по старинке на льдосоляной жидкости изотермическим вагонам. И лишь после Второй мировой войны, когда развитие получило холодильное оборудование, удалось создать эффективно работающие автономные рефрижераторы.
Зуб за зуб
В нашей стране ситуация, когда та или иная идея начинала применяться повсеместно далеко не с первой попытки, достаточно обычна. На железнодорожном транспорте один из ярких примеров тому – введение автосцепки. Изобретена она была американцем Эли Джанеем в 1873 году, а уже с 1892-го конгресс обязал оборудовать этим соединительным устройством весь подвижной состав.
В России идея ввести автосцепку впервые возникла в 1898 году на одном из съездов инженеров тяги. Но что называется, поговорили и забыли. Лишь Московско-Рязанско-Казанская дорога, самая крупная из частных, приобрела порядка 250 вагонов (для сравнения: весь парк составлял около 15 тыс. вагонов) со сцепкой Джанея.
Сборка тепловоза на Коломенском паровозостроительном заводе. 1931 год.
В очередной раз к идее вернулись уже в СССР после разработки новых, более мощных паровозов. По логике вслед можно было нарастить вес поездов. Но сделать это оказалось сложно. Тонким местом стала винтовая стяжка, которой скрепляли составы. Чтобы соединить более тяжелые формирования, приходилось делать мощнее сцепку, что, естественно, увеличивало ее вес. Если в 1892 году он составлял 21 кг, то в 1927-м – уже 32 кг. Поднять за день десятки таких стяжек и накинуть их на крюки – задача скорее для атлетов, а не для рядовых сцепщиков. Но даже усиленное соединение не выдерживало нагрузки – поезда рассоединялись. Например, только в 1931 году произошло порядка 39 тыс. обрывов сцепки, то есть более сотни каждый день.
Жесткий пассажирский вагон дальнего следования, длина вагона 14 метров. 1926 год.
Поэтому руководство страны приняло решение перейти на автосцепку. Планировалось, что будет использовано соединение американского образца, для изучения которого в США отправили группу специалистов во главе с профессором, одним из основателей ВНИИЖТ Валентином Егорченко. Но выяснилось, что у зарубежных моделей (на магистралях использовали систему Джанея, а на шахтах и рудниках – Виллисона) масса недостатков. Например, механизм назывался автоматическим лишь номинально. А это не только требовало дополнительных рук в обслуживании, но и было чревато жертвами. Так, еще в 1912 году французский журнал La Revue Générale des Chemins de Fer писал, что в Соединенных Штатах «количество несчастных случаев при выполнении операций, связанных со сцеплением или расцеплением вагонов, выше, чем в Европе, где применяется ручная винтовая стяжка».
Был более важный недостаток американских систем: они несовместимы с винтовой стяжкой, то есть плавный переход невозможен. Быстрая же смена соединений требовала невероятных усилий и средств. В мировой практике, правда, такой опыт есть. Япония перешла на автосцепку за несколько дней, но есть нюанс: семь лет страна копила нужное оборудование и обучала людей. Затем на островах полностью остановили движение. В переоснащении вагонов пришлось задействовать не только железнодорожников, но и военных. Повторить такое в огромном государстве с большим парком техники – задача из разряда фантастики.
В итоге в 1931 году в СССР начали разрабатывать собственную автосцепку. Результат нужен был быстрый, поэтому над темой работали сразу несколько групп. Не прошло и года, как начались испытания советских конструкций. Причем сопоставляли их не только друг с другом, но и с американскими системами. Лучшей стала автосцепка, созданная в Институте реконструкции тяги Иваном Новиковым и Виктором Головановым. Руководил ими Валентин Егорченко.
Изначально автосцепка получила название ИРТ-3, где буквы – это аббревиатура института, а цифра означала «вариант третий». Затем систему переименовали в СА-3 (советская автосцепка третий вариант), а во всем мире она известна как «русская автосцепка» или «автосцепка Виллисона с русским контуром». А в Польше СА-3 и вовсе именуют «кулаком Брежнева». Откуда это пошло, не очень ясно, ведь соединенные зубья сцепки больше напоминают рукопожатие.
Флорентий Казанцев, изобретатель неистощимых тормозов
От своих американских аналогов СА-3 отличается не только полной автоматичностью, но также большей прочностью и износоустойчивостью. Кроме того, зубья СА-3 при помощи специального «уха» могут соединяться с винтовой стяжкой. А потому процесс перехода был плавным и нетравматичным для бюджета страны (занял он, кстати, более 20 лет и подошел к концу только в 1957 году).
Остановка по требованию
Длинная история и у перехода на автоматические тормоза. Хотя в этом плане у России был шанс опередить весь мир. Сохранились сведения, что в 1859 году именно в нашей стране некий инженер Мартин, имя которого уже сложно восстановить, получил привилегию на изготовление автоматического железнодорожного тормоза. Однако продолжения по какой-то причине не последовало.
Куда более успешным оказался американец Джордж Вестингауз, получивший в 1869 году патент на тормоз для железных дорог. Это изобретение быстро разошлось по всему миру. Например, в России в начале XX века такими тормозами оснастили почти все пассажирские составы и даже часть грузовых. Хотя в большинстве товарных составов работали по старинке. В поезд включались три тормозных вагона (в начале, середине и конце), в каждом из которых находился кондуктор, затягивавший или отпускавший тормоза по сигналу машиниста. Система такая была далека от совершенства, ведь слух и реакция у людей разные, а потому нередко составы разрывались или при торможении вагоны наползали друг на друга. Но даже такие недочеты не шли в сравнение с недостатком системы Вестингауза, которая в грузовых составах очень часто отказывала.
Иван Матросов, изобретатель плавной тормозной системы
Знаковый случай произошел в 1909 году. После длительного торможения на склоне Мугоджарских гор поезд, который вел машинист Флорентий Казанцев, не смог остановиться у семафора, так как система «выдохнула» весь воздух, а перезарядиться не успела. Последовало крушение, сам железнодорожник, которого понизили в звании, оказался в госпитале. После выздоровления Флорентий Казанцев добился испытаний тормоза в схожих условиях. Как и ожидалось, система Вестингауза дала сбой.
Машинист вернулся на прежнее место, но решил, что доработает систему Вестингауза. А когда это не удалось, Флорентий Казанцев создал принципиально новую конструкцию. Свой проект он показал руководству. Начальство, решив избавиться от надоедливого работника, отправило его с рекомендательным письмом в «вышестоящую инстанцию». На поверку она оказалась психиатрической больницей, куда машиниста, начавшего с порога рассказывать о своей новинке, поместили с диагнозом «бредовые идеи».
После этого случая Флорентий Казанцев предпочел не искать правды у руководства, а начал собирать пробные модели своего тормоза. И лишь после революции, в 1922 году, машинист осмелился вновь показать свое изобретение. На этот раз с опытной моделью он отправился прямиком к директору недавно открытого в Москве тормозного завода. Вскоре начались испытания системы Казанцева, в которой при торможении воздух выходил из одного клапана, а через другой входил. Опыты проводили на самом сложном в СССР участке – Сурамском перевале. И тормоз показал свою неистощимость.
Уже в 1925 году системой Казанцева оборудовали все нефтеналивные составы линии Баку – Батуми. Уязвленные этим зарубежные компании предложили провести соревнование. Лучшими в мире к тому моменту считались тормоза немецкой фирмы Kunze-Knorr, поэтому состязались именно с ними. Однако Сурамский перевал оказался не по зубам западной компании: поезд, оборудованный ее системой, попросту разорвался.
Музей паровозов в Санкт-Петербурге
А в справочнике, который был выпущен в 1925 году в Англии к столетию первой железной дороги, лучшим в мире был назван неистощимый тормоз Флорентия Казанцева. Это изобретение оставило в прошлом профессию тормозильника. Впрочем, не прошло и нескольких лет, как в тот же тормозной завод в Москве обратился другой самородок – техник железнодорожных мастерских Иван Матросов, который разработал еще более совершенный механизм. Придуманная им система делала торможение плавным и, что еще более важно, предсказуемым, а это открыло дорогу новым разработкам, позволявшим наращивать скорость поездов.
