Экспериментальный вагон-ракета
С целью проведения эксперимента и был создан реактивный поезд, а точнее сказать, вагон-лаборатория, приводимый в движение укреплённым на нем авиационным двигателем. Подобная конструкция не только позволяла достигнуть требуемой скорости, но при этом снижала риск искажений, вносимых приводными колёсами, в процессе вращения отталкивающимися от рельсов.
Идея создания поезда с реактивным двигателем не была оригинальной, поскольку в 60-е годы подобный эксперимент проводился в США и широко освещался в мировой печати. Опыт американских коллег был использован советскими конструкторами, выполнявшими все сборочные работы в цехах Калининского (ныне Тверского) вагоностроительного завода. Именно там и был создан первый реактивный поезд СССР.
Электричка с реактивным двигателем
Известно, что для создания необходимого вагона-лаборатории первоначально планировалось сконструировать специальный локомотив, отвечающий всем предъявляемым к нему требованиям. Но в ходе начатых работ было решено пойти по более лёгкому пути и с этой целью использовать обычный головной вагон электропоезда ЭР 22, выпускаемый Рижским вагоностроительным заводом. Разумеется, для того чтобы превратить пригородную электричку в реактивный поезд, требовалось внести в её конструкцию определённые изменения, но это в любом случае было гораздо дешевле и быстрее, чем создавать новую модель.
Взяв за основу опыт американских специалистов, конструкторы ВНИИВ и КБ Яковлева сочли целесообразным укрепить над кабиной машинистов два реактивных двигателя. В данном случае, как и в вопросе с локомотивом, перед ними встала дилемма ─ конструировать ли нечто новое или использовать уже готовые двигатели, применяемые в современной авиации? После длительных дискуссий предпочтение было отдано второму варианту.
Новая жизнь списанных двигателей
Из всех образцов, предоставленных в распоряжение создателей поезда на реактивной тяге, были выбраны два списанных мотора от пассажирского самолёта ЯК-40 (его фото представлено в статье), предназначенного для обслуживания местных авиалиний. Исчерпав свой лётный ресурс, оба двигателя находились в прекрасном состоянии и вполне ещё могли послужить на земле. Их использование было недорогим и вполне разумным решением.
В случае удачного эксперимента с их установкой на реактивном поезде, могла бы быть решена ещё одна весьма актуальная для народного хозяйства проблема, связанная с дальнейшим использованием списанных самолётных двигателей, не пригодных для авиации, но вполне подходящих для наземной эксплуатации. Как выражался в те годы Л. И. Брежнев: «Экономика должна быть экономной».
Простое и разумное решение
В процессе работы создателям поезда с реактивным двигателем предстояло решить весьма важную задачу ─ как придать головному вагону электрички аэродинамические свойства, необходимые для проведения с его помощью высокоскоростных испытаний. Проблема заключалась в его форме, не рассчитанной на преодоление мощного встречного потока воздуха. Однако и в данном случае было найдено простое и рациональное решение.
Не меняя стандартную конструкцию вагона, создатели проекта использовали специальные накладки, прикрывавшие головную, ходовую и хвостовую его части. Их размеры и форма были рассчитаны в лаборатории МГУ на основе данных, полученных в результате опытов, при которых специально изготовленные модели вагона обдувались в аэродинамической трубе.
Заострённый нос и жаропрочная крыша
После того как инженеры протестировали таким образом 15 экспериментальных моделей, им удалось найти ту оптимальную форму, при которой головной вагон реактивного поезда становился наиболее обтекаемым. В результате его заострённый нос является не более чем накладкой, смонтированной в лобовой части и создававшей условия, при которых машинисты смотрели вперёд через двойное стекло ─ обтекателя и кабины.
Ещё одной немаловажной задачей являлись меры, направленные на предотвращение перегрева крыши в результате воздействия на неё потока раскалённых газов, вырывающихся из реактивных двигателей. С этой целью поверх вагона были укреплены листы жаропрочной стали, под которыми размещался термоизоляционный слой.
Конструктивные доработки вагона
Кроме того, советский реактивный поезд, а точнее, экспериментальный вагон, был начинён всевозможной аппаратурой, позволявшей не только производить необходимые в ходе эксперимента замеры, но и обеспечивать безопасность его движения при столь высоких скоростях. Едва ли будет преувеличением сказать, что без соответствующей доработки не остался ни один из узлов вагона, поскольку экстремальные условия эксплуатации предъявляют особые требования ко всем системам, включая в первую очередь ходовую часть и тормоза.
Вся инфраструктура самого быстрого ─ реактивного - поезда, была изменена в силу целого ряда технических причин. Достаточно сказать, что если при обычных условиях двигатель приводит в движение колёса, заставляя их вращаться и, отталкиваясь от железнодорожного полотна, перемещать состав, то при использовании реактивной тяги, колёсам и рельсам отводится роль лишь направляющих элементов, удерживающих вагон в рамках заданной траектории.
Тормоза и проблема боковых колебаний
Учитывая, что, по расчётам конструкторов, их детище должно было развивать скорость до 360 км/час, особого внимания заслуживала тормозная система, способная при необходимости остановить стремительно мчащийся вагон. По этой причине были разработаны совершенно новые образцы дисковых и магнитно-рельсовых тормозных механизмов.
Что же касается боковых колебаний вагона, неизбежно возникающих при движении по железной дороге, то их надеялись погасить благодаря газовой струе, исходящей от реактивного двигателя. На практике эти расчёты полностью оправдались.
Долгожданный дебют
Наконец, все подготовительные работы были завершены, и в мае 1971 года на подмосковном участке железной дороги Голутвин ─ Озеры первый в СССР поезд с реактивными двигателями прошёл испытание. На тот момент он имел длину 28 метров и собственный вес 59,4 т. К этому следовало прибавить 4 т ─ вес двух реактивных двигателей, и 7,2 т ─ авиационного керосина, служившего для них топливом.
Во время первой поездки была зафиксирована скорость 180 км/час ─ достаточно высокая по тем временам, но далёкая от расчётных 360 км/час. Причина столь неудовлетворительного результата заключалась не в технических недоработках, а в большом количестве изогнутых участков пути, на которых, по вполне понятным причинам, приходилось сбрасывать скорость.
Тем не менее появление первого отечественного реактивного поезда было отмечено в печати как знаменательное событие. Ниже в статье представлена обложка популярного журнала «Техника молодёжи», посвятившего ему восторженную статью.
Дальнейшие испытания
Чтобы устранить возможные препятствия, следующие тесты, проводившиеся в период 1971─1975 гг., осуществлялись на прямом магистральном участке пути Приднепровской железной дороги между станциями Новомосковск и Днепродзержинск. Именно там в феврале 1972 года реактивный поезд из Советского Союза поставил мировой рекорд скорости движения по железнодорожной колее шириной 1520 мм, составивший 250 км/час. Сегодня этим никого не удивишь, но в те годы подобный результат был выдающимся достижением.
Столь высокий результат позволял надеяться на то, что в ближайшие годы в стране начнётся серийное производство высокоскоростных железнодорожных поездов, приводимых в движение реактивной тягой. Инженеры, участвовавшие в создании первого успешно прошедшего испытания образца, были готовы начать разработку трёхвагонного скоростного состава. Однако их мечтам так и не суждено было воплотиться в жизнь.
Пути, непригодные для скоростных составов
Причин, по которым локомотивы с турбореактивной тягой не вошли в массовое производство, несколько. Среди них немаловажную роль сыграла инертность и неповоротливость советской хозяйственной системы. Но, кроме этого, были и весьма существенные объективные факторы, воспрепятствовавшие данному нововведению.
Основной помехой оказались советские железные дороги, построенные в соответствии с техническими требованиями, предъявлявшимися много лет назад. Радиусы закругления на них намечались проектировщиками исключительно в соответствии с топографическими условиями местности и в большинстве своём при их прохождении требовали снижения скорости до 80 км/час и ниже. Чтобы ввести в эксплуатацию высокоскоростные составы, пришлось бы строить новые пути, требующие значительных капиталовложений, или смягчать закругления на старых, что признавалось малоэффективным. Ни один из этих вариантов не был признан перспективным в СССР.
Реактивный поезд и сопутствующие ему проблемы
Успешно прошедшие испытания выявили между тем ряд проблем, связанных с железнодорожной инфраструктурой. Речь в данном случае идёт об открытых станционных платформах, которыми оборудованы все без исключения вокзалы страны. Поезд, проносящийся мимо них со скоростью 250 км/час, способен создать воздушную волну, которая в мгновение ока сметёт всех находящихся на перроне людей. Соответственно, для обеспечения надлежащей безопасности требуется их повсеместная модернизация, что также потребует огромных средств.
В числе проблем оказалась такая, казалось бы, мелочь, как гравий, которым покрывались все железнодорожные пути в СССР. Поезд на реактивной тяге, проезжая мимо станций и железнодорожных переездов, образовавшимся вокруг него аэродинамическим потоком неизбежно поднимал в воздух огромное количество этого сыпучего материала, превратив его мелкие частицы в подобие шрапнели. Вывод один ─ для эксплуатации таких составов пришлось бы бетонировать все железнодорожные пути.
Завершение эксперимента
Проведённые исследования показали, что в 70-е годы большинство железных дорог Советского Союза позволяло развивать на них предельную скорость 140 км/час. Лишь на отдельных участках она могла быть увеличена до 200 км/час без повышения степени риска. Таким образом, дальнейшее наращивание скоростей движения подвижных составов было признано на тот момент нецелесообразным, поскольку неизбежно требовало огромных капиталовложений.
Что же касается самого скоростного вагона-лаборатории, то по завершении экспериментов в 1975 году он был отправлен в город Калинин на завод-изготовитель. На основании результатов, полученных в ходе проведённых работ, были внесены соответствующие конструктивные изменения в новые заводские разработки, такие как локомотив РТ 200 и электропоезд ЭР 200.
Печальная старость
Выполнивший свою миссию и никому после этого не нужный, вагон-самолёт в течение десяти лет находился в различных заводских тупиках, ржавея и подвергаясь разграблению. Наконец, в середине 80-х предприимчивым ребятам из местного комитета комсомола пришла в головы идея сделать из него модный в те годы видеосалон, используя для этой цели кузов, выглядевший весьма необычно с установленными на нём двигателями.
Сказано ─ сделано. Заброшенный вагон перетащили из отстойника в заводской цех и реконструировали в соответствии с его новым назначением. Всю прежнюю начинку из него выкинули и на освободившейся площади установили видеооборудование и места для зрителей. В бывшей кабине машиниста и прилегающем к ней тамбуре устроили бар. В довершение всего удалили наружную ржавчину и окрасили свой реактивный видеосалон в бело-голубые тона.
Казалось бы, вот и начнётся его новая жизнь, но в коммерческие планы комсомольцев вкралась досадная неувязка ─ не удалось договориться с местными бандитами о приемлемой сумме отката с выручки. И снова вернулся многострадальный вагон в свой тупик, где провёл ещё 20 лет, окончательно превратившись в сарай на колёсах.
Вспомнили о нём лишь в 2008 году, когда готовились отпраздновать 110-летие завода. Его обтекаемый и созданный когда-то по всем законам аэродинамики нос отрезали, почистили, покрасили и использовали для создания памятной стены, установленной вблизи заводской проходной. Её фотография завершает нашу статью.
