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• Introducción
• 1.
• 2. Locomotora de vapor Cherepanov
• 3. Desarrollo de la construcción de locomotoras de vapor domésticas.
• 4. Datos interesantes sobre las locomotoras de vapor.
• Conclusión
• Lista de literatura usada

Introducción

Las primeras locomotoras que se utilizaron para tirar de trenes a lo largo de las vías fueron las locomotoras de vapor. En general, se acepta que la locomotora de vapor fue inventada por el ingeniero inglés George Stephenson. locomotora de deslizadores de tortugas

De hecho, este hombre talentoso en el período 1814-1828. Se construyeron varias locomotoras de vapor, que encontraron aplicación práctica en pequeñas líneas de empresas industriales individuales. Sin embargo, las locomotoras de vapor se construyeron antes que Stephenson. Pero tenían una serie de deficiencias importantes y no podían servir como prototipos para crear locomotoras eficientes para los ferrocarriles públicos.

Por ejemplo, allá por 1803, el inglés Richard Trevithick construyó una locomotora de vapor monocilíndrica con un voluminoso tren de engranajes; En 1811, el inglés Blenkinsop, pensando que la adherencia de las ruedas lisas a los rieles no era suficiente para mover la locomotora, construyó una locomotora de vapor que tenía una rueda dentada que engranaba con una cremallera colocada a lo largo de la vía.

La primera locomotora de vapor del Imperio Ruso apareció en 1834. Esta locomotora fue construida en la planta de Vyysky por Efim y Miron Cherepanov. La locomotora de vapor es un invento muy importante, su creación propició el crecimiento de la industria a partir de mediados del siglo XIX, especialmente la metalurgia. En muchos sentidos, fue la invención de la locomotora de vapor lo que impulsó la creación del mundo en el que vivimos ahora. El resumen examina la historia de la creación de las locomotoras de vapor rusas y la historia del desarrollo de la construcción de locomotoras de vapor domésticas.

1. Máquina de vapor I.I. Polzunova

En 1762, la predecesora de la locomotora de vapor fue la primera máquina de vapor gemela del mundo del inventor ruso Ivan Ivanovich Polzunov.

El descubrimiento de la máquina de vapor de dos cilindros suele atribuirse al inglés James Watt, aunque el maestro ruso Ivan Polzunov la creó casi veinte años antes. Sin embargo, Watt es considerado el pionero en el mundo, porque fue su máquina de vapor la que encontró aplicación y se distribuyó primero en Gran Bretaña y luego en todo el mundo.

El motor de Polzunov era un motor de acción continua de dos cilindros que podía alimentar el horno y bombear agua. La continuidad de la acción se logró porque dos cilindros parecían funcionar alternativamente en la máquina. Cuando uno estaba en ralentí, el otro estaba funcionando. El agua se calentaba en un caldero hecho de láminas de cobre. El vapor ingresaba a través de dispositivos de distribución especiales a dos cilindros verticales de tres metros, cuyos pistones actuaban sobre los balancines.

Estos balancines estaban conectados a fuelles para soplar hornos de fundición de mineral, así como a bombas de agua, distribuidores y otros equipos adicionales necesarios para alimentar la caldera y mantener el funcionamiento continuo de la máquina.

El proyecto de la máquina de vapor se presentó a la Cancillería del zar en San Petersburgo y se informó a la emperatriz Catalina II. Ordenó que Ivan Ivanovich Polzunov fuera ascendido a "mecánico con el rango y título de capitán-teniente de ingeniería", que se le otorgaran 400 rublos y, si era posible, que lo enviaran a estudiar a San Petersburgo. En mayo de 1766, la construcción estaba prácticamente terminada. Pero el 27 de mayo, un par de meses antes del lanzamiento de la máquina, el inventor murió. La máquina empezó a funcionar sin él.

Funcionó correctamente durante 43 días. Sin embargo, no hubo nadie para corregir las deficiencias que surgieron durante las pruebas y la máquina finalmente se detuvo debido a una fuga en la caldera.

Posteriormente, por orden de los directores de las fábricas de Altai, se averió la máquina de Polzunov y se averió la fábrica donde trabajaba la máquina. Las ruinas restantes conservan el nombre popular de “Cenizas de Polzunovskoye”.

Así, el mecánico siervo ruso Ivana Ivanovich Polzunov creó una máquina de vapor y, a diferencia de Watt, la hizo desde cero y no tenía muestras de trabajo ante sus ojos.

2. Locomotora de vapor Cherepanov

En 1834, en la planta de Vyisky, que formaba parte de las fábricas de Demidov en Nizhny Tagil, el mecánico ruso Miron Efimovich Cherepanov, con la ayuda de su padre Efim Alekseevich, construyó la primera locomotora de vapor en Rusia enteramente con materiales nacionales. Esta palabra aún no existía en la vida cotidiana y la locomotora se llamaba "vapor terrestre". Hoy en día, en el Museo Central del Transporte Ferroviario de San Petersburgo se conserva un modelo de la primera locomotora de vapor rusa, tipo 1-1-0, construida por los Cherepanov.

El diseño de esta locomotora y la historia de su creación se describieron en el quinto número del Mining Journal de 1835. Por este artículo sabemos que al crear la locomotora de vapor, los Cherepanov encontraron varios problemas técnicos. En particular, inicialmente la caldera no producía suficiente calor y no producía la cantidad necesaria de vapor. Los Cherepanov también se enfrentaron al problema de crear un dispositivo de marcha atrás, que permitiera cambiar la dirección de movimiento de la locomotora sin girar. Ambos problemas técnicos fueron resueltos con éxito por los ingenieros de Cherepanov.

El Mining Journal escribió que el primer problema se resolvió aumentando el número de tubos de humo (cuyo número se incrementó a ochenta), y el segundo mediante el uso de un mecanismo que consistía en una rueda excéntrica que accionaba válvulas de vapor, que regulaban la dirección del humo. Entrada de vapor al cilindro.

La primera locomotora tenía un peso útil de 2,4 toneladas, sus viajes experimentales comenzaron en agosto de 1834. La producción de la segunda locomotora finalizó en marzo de 1835.

Tenía dimensiones ligeramente mayores de la caldera: longitud de hasta 6 pies (1829 mm), diámetro de hasta 3 pies y 4 pulgadas (1016 mm) y cilindros: carrera de hasta 10 pulgadas (254 mm) y diámetro de hasta 7,5 pulgadas ( 190, 5 mm). Esto permitió aumentar la potencia de 30 a 40 CV. Con. Del dibujo de una locomotora de vapor hecha de la vida real por el sobrino de Efim Cherepanov, Ammos, se deduce que el juego de ruedas de la segunda locomotora tenía un diámetro de rueda menor que el de la locomotora.

La segunda locomotora podía transportar cargas de hasta 16,4 toneladas a una velocidad de hasta 16 km/h. La vía en la que se probaron las locomotoras de los Cherepanov tenía un ancho de vía de 2 arshins y 5 vershoks (1645 mm). Y en 1836, bajo su liderazgo, se construyó una carretera de hierro fundido de 3 millas de largo desde la planta de Vyisky hasta la mina de cobre. Al mismo tiempo, los mecánicos resolvieron de forma independiente una serie de problemas técnicos y de diseño: crearon una caldera multitubular para la locomotora, la distribución de vapor y el movimiento inverso, e instalaron una vía ancha más conveniente y económica.

Los inventores siervos autodidactas Efim Alekseevich Cherepanov y su hijo Miron procedían de los campesinos asignados de la planta de Vyisky. Efim Alekseevich, siendo maestro de represas, en 1820, con su "arte y diligencia", construyó la primera máquina de vapor, que accionaba un torno y reemplazaba el trabajo de dos personas. Entre los casi 25 aparatos diseñados posteriormente por el artesano de los Urales con la ayuda de su hijo, se encontraban máquinas elevadoras, de drenaje, de atornillado, de cepillado y de lavado de oro con potencias de 5 a 60 CV. Según los propios Cherepanov, toda su vida intentaron "poner en marcha máquinas sin descanso en beneficio de las fábricas y para facilitar los esfuerzos de los trabajadores". Padre e hijo conocían bien las diversas innovaciones técnicas que se estaban introduciendo en ese momento en grandes empresas de Rusia, Inglaterra y Suecia.

Mientras tanto, la dirección de la planta de Nizhny Tagil y el propio fabricante N. Demidov se mostraban muy escépticos sobre la construcción de máquinas de vapor. Mucho más les preocupaba por qué la demanda de hierro de los Urales comenzaba a caer en el extranjero. Pero ninguno de ellos quiso admitir que la cuestión era el atraso técnico de las fábricas nacionales, incapaces de producir metal de alta calidad.

Para establecer la verdad, Demidov envió al mayor Cherepanov a Inglaterra, porque lo consideraba un especialista inteligente y técnicamente competente. Sin embargo, como era de esperar, los británicos no recibieron muy calurosamente al mecánico ruso, porque no estaban interesados ​​en compartir su experiencia y secretos de la producción de metales con sus competidores. Además, en Inglaterra el huésped era reconocido como un espía y ya no se le permitía entrar en muchas fábricas. A juzgar por las cartas conservadas, Efim sólo pudo contemplar visualmente las maravillas de la tecnología extranjera, ya que no se le permitieron ver los dibujos ni los documentos. Sin embargo, hizo frente a su tarea principal. Cherepanov volvió a estar convencido de que para mejorar la calidad del metal producido en los Urales es necesario mecanizar el trabajo de los trabajadores. Y lo más importante: en Inglaterra vio por primera vez en funcionamiento un ferrocarril a vapor que conectaba las minas de carbón de Middleton con Leeds.

En 1825, Demidov envió a los dos Cherepanov a Suecia para estudiar las industrias minera y metalúrgica, así como para "inspeccionar máquinas". En 1833, Miron Cherepanov visitó Inglaterra, donde se interesó por el transporte ferroviario.

El pináculo de la creatividad de los Cherepanov fue la creación en 1834 de la primera locomotora de vapor rusa. Aquí hay un relato de un testigo del primer viaje de la locomotora de vapor de los Cherepanov: “Ese día la gente caminaba hasta el campo de Vyyskoye y se paraba junto a la hilera de conductos de ruedas de hierro fundido. Se abrieron las pesadas puertas de la fábrica y pronto apareció un vapor terrestre: una máquina sin precedentes, diferente a cualquier otra cosa, con una chimenea alta y humeante, reluciente con piezas de bronce pulido. Miron Cherepanov estaba en la plataforma junto a las manijas.

Lanzando vapor, haciendo brillar los radios de las ruedas, el vapor pasó junto a la multitud silenciosa. Entonces Myron giró una especie de manija, una nube de vapor salió volando de la tubería y el coche aceleró. El conductor detuvo la locomotora y dio marcha atrás. El coche retrocedió muy rápidamente. El vapor hizo su siguiente viaje con un remolque que transportaba 200 libras de carga. Y más tarde, unas dos o tres docenas de personas subieron al vagón, deseando ser los primeros pasajeros”.

Por el diseño y construcción de diversas máquinas, Efim Alekseevich recibió en 1833 una medalla de plata en la Cinta Annen. Él y su esposa obtuvieron la libertad. Su hijo Miron quedó libre tres años después. El resto de la familia siguió siendo siervos. A los Cherepanov les costó mucho enterarse de la construcción en 1837 cerca de San Petersburgo del primer ferrocarril del país hasta Pavlovsk (27,5 km) por parte de especialistas extranjeros y de la compra de locomotoras de vapor para ello en Inglaterra y Bélgica. El ferrocarril de Nizhny Tagil ya funciona desde hace dos años. En 1837, los Cherepanov construyeron un modelo de locomotora de vapor para una exposición industrial en San Petersburgo. Sin embargo, el “barco de vapor” que crearon no interesaba a nadie. Efim Alekseevich murió en 1842. Después de la muerte de su padre, Miron Efimovich continuó trabajando en fábricas, pero en 1849 su vida terminó repentinamente.

Desafortunadamente, a diferencia de las máquinas de vapor estacionarias, que eran muy solicitadas por la industria rusa en ese momento, el primer ferrocarril ruso de los Cherepanov no recibió la atención que merecía. Los dibujos y documentos ahora encontrados que caracterizan las actividades de los Cherepanov indican que eran verdaderos innovadores y maestros de la tecnología muy talentosos. No solo crearon el ferrocarril de Nizhny Tagil y su material rodante, sino que también diseñaron muchas máquinas de vapor, máquinas para trabajar metales y construyeron una turbina de vapor.

A pesar de los diseños bastante exitosos, las locomotoras de los Cherepanov no se generalizaron. Se considera que una de las razones es la oposición de los empresarios de carruajes tirados por caballos, que no querían perder sus ingresos. Pero además de esto, hubo algunas razones objetivas.

En las locomotoras Cherepanov se utilizaba leña como combustible. La locomotora los consumió en tal cantidad que muy pronto surgió un problema con su transporte. Se taló todo el bosque en los alrededores de la vía férrea y hubo que transportar leña desde lejos. Esto también influyó mucho en el destino de la locomotora. Por ejemplo, las primeras locomotoras de vapor de Stephenson trabajaron en el transporte de carbón desde las minas de carbón, que se utilizaba como combustible.

El museo de historia local de Nizhny Tagil alberga un dibujo de la primera locomotora de vapor de Rusia, diseñada por los Cherepanov. El equipo de la planta de Nizhny Tagil que lleva el nombre de Kuibyshev construyó un modelo funcional basado en ella. Ahora se exhiben una copia de la locomotora de vapor Cherepanov y tres vagones cerca de la mina Vysokogorsky.

3. Desarrollodomésticoedificio de locomotoras de vapor

En 1843 comenzó la construcción del ferrocarril San Petersburgo-Moscú, lo que impulsó el inicio de la construcción de locomotoras de vapor rusas.

Las primeras locomotoras de vapor para esta vía fueron construidas en la planta Aleksandrovsky en 1845. Se trataba de trenes de mercancías del tipo 0-3-0 y trenes de pasajeros del tipo 2-2-0. Para entender qué tipo de locomotoras eran, es necesario explicar cómo se descifra el tipo de tren de mercancías. El primer número significa el número de ejes rodantes: ayudan a que la locomotora se adapte mejor a las curvas y alivian parte de la carga en la parte delantera. El segundo número significa el número de ejes de acoplamiento (también llamados ejes motrices): el par operativo de los motores se transmite directamente a estos ejes. Son las ruedas de estos ejes las que ponen en movimiento la locomotora y, con ella, todo el tren. El tercer número significa el número de ejes de soporte: ayudan a distribuir mejor el peso de la locomotora sobre los rieles, aliviando un poco su parte trasera.

La primera locomotora rusa en serie no ha sobrevivido hasta la nuestra. Pero el modelo contemporáneo se ha conservado. La locomotora de mercancías de la serie G fue una conversión de la primera locomotora de mercancías rusa. Utilizado en el ferrocarril Nikolaev desde 1863.

Ya a mediados de los años 60 del siglo XIX, se inició la rápida construcción de ferrocarriles en Rusia, lo que, en consecuencia, condujo a un aumento en la necesidad de locomotoras de vapor.

En 1868, el gobierno celebró contratos con varias fábricas rusas. En 1869, se inició la construcción de locomotoras de vapor en las fábricas de Kolomna y Kama-Votkinsk; en 1870, en las fábricas de Nevsky y Maltsevsky; en 1892-1900 - en Bryansk, Putilov, Sormovsk, Jarkov y Lugansk.

La estructura de las locomotoras de vapor en Rusia se desarrolló de manera especial. Se formó la escuela rusa de construcción de locomotoras. Los destacados ingenieros y diseñadores rusos A.P. Borodin, E.E. Noltein, V.I. Lopushinsky y otros crearon varios tipos nuevos de locomotoras de vapor y les introdujeron muchas mejoras.

En 1878, se construyeron en la planta Kolomensky las primeras locomotoras de vapor de pasajeros del mundo con bogie delantero, lo que contribuyó a mejorar la seguridad de los trenes. Estas locomotoras aparecieron en el extranjero recién en 1892. Las locomotoras de vapor con cuatro ejes móviles, que aparecieron en Rusia allá por los años 60 del siglo XIX, se mejoraron continuamente y en 1893 se utilizaron ampliamente en los ferrocarriles.

En 1891 se construyó por primera vez en la historia de la construcción de locomotoras una locomotora de vapor con condensación de vapor.

A finales del siglo XIX, los ingenieros rusos fueron los primeros en el mundo en utilizar sobrecalentadores de vapor. Durante el mismo período, fueron los primeros en utilizar la doble expansión del vapor en las locomotoras de vapor. Se justificó y utilizó el principio de unificación e intercambiabilidad de piezas y conjuntos en locomotoras de vapor. La construcción de locomotoras de vapor articuladas se organizó mucho antes de su aparición en Estados Unidos.

A finales del siglo XIX se sentaron las bases de la doctrina de la tracción del tren, que fue transformada por científicos rusos y soviéticos en una ciencia que permite calcular con precisión la masa de un tren, la velocidad y el tiempo de su movimiento. , determinar las distancias de frenado en función del perfil de la vía y la disponibilidad de medios de frenado para el tren, y resolver numerosos problemas y tareas relacionadas con el uso de las características de potencia y tracción de las locomotoras.

A principios del siglo XX, Rusia estaba completamente libre de la dependencia extranjera en el ámbito de la construcción de locomotoras de vapor. En ese momento, se habían creado muchas formas de diseño notables de locomotoras de vapor rusas, cuyo desarrollo posterior condujo a los modelos más avanzados de construcción de locomotoras de vapor.

4. Datos interesantes sobre las locomotoras de vapor.

La locomotora más libre de problemas. En 1912, a esta locomotora se le asignó la serie OB, que significa "main Walshart" (es un mecanismo de distribución de vapor que lleva el nombre del inventor). La nueva locomotora resultó ser una máquina sin problemas, fácil de reparar y mantener. La locomotora era “omnívora” y podía calentarse con carbón, fueloil, madera y turba. Hasta 1925, la locomotora se utilizó tanto para trabajos ferroviarios como para maniobras.

En la siguiente década, en relación con la renovación general del parque de locomotoras de la URSS, la locomotora se transfirió a líneas secundarias y, desde mediados de los años 30, las locomotoras OV se utilizaron principalmente para trabajos de maniobras y transporte industrial.

La locomotora más sencilla y estúpida. El comienzo del siglo XX marcó un punto culminante en la historia del desarrollo de la ingeniería de locomotoras de vapor. No es sorprendente que cada país intentara superar a sus oponentes en velocidad, poder y tamaño. La entonces joven URSS no se quedó atrás de sus vecinos y en 1934 produjo una locomotora de 21 metros de la serie AA (Andrei Andreev), la única "línea principal" del mundo con siete ejes móviles sobre un bastidor rígido frente a los cinco habituales (allí). eran 11 ejes en total). La locomotora era enorme en todos los aspectos y, de hecho, esto fue lo que la mató. Caminó bien en línea recta, pero en las curvas no funcionó desde el principio: volcó las vías en las curvas y se salió de los rieles en los cambios. Además, incluso "colocar" la colosal máquina en algún lugar era problemático: "AA" simplemente no cabía en los tocadiscos ni en los puestos de los depósitos de locomotoras. Por lo tanto, casi de inmediato fue guardado y en la década de 1960 fue cortado sin gloria en metal.

La locomotora más popular. La locomotora de vapor rusa y posteriormente soviética de la clase “E” se convirtió en la locomotora más popular en toda la historia de la construcción de locomotoras de vapor. Los primeros vagones de este tipo salieron a la calle en 1912, el último, ya significativamente modificado, en 1957. Además, en la producción de "Eshaks" trabajaron no sólo seis fábricas nacionales, sino también más de dos docenas de fábricas extranjeras. La locomotora resultó ser muy sencilla y servía tanto para el transporte de mercancías como de pasajeros. En sólo 45 años se produjeron más de 11.000 de estas locomotoras; ninguno de los competidores puede presumir de semejante producción en masa. Y aunque es poco probable que puedas ver a "Eshki" en la línea ahora, tal vez en un pedestal, puedes verlos en movimiento en muchas películas, desde "Los esquivos vengadores" hasta "El almirante".

La locomotora más singular. La locomotora de vapor "IS" - "ISka" se convirtió en el orgullo de la industria de locomotoras de vapor soviética: en el momento de su creación era la locomotora de vapor de pasajeros más poderosa de Europa y fue la que ganó el Gran Premio en París. Exposición Mundial de 1937. Fue el EI el que impulsó la Flecha Roja. Y fueron los "Stalins" los más rápidos, acelerando hasta 115 km/h, y en una carcasa aerodinámica, hasta 155 km/h. Al mismo tiempo, el "IS" tenía su propia peculiaridad: estaba altamente unificado con la locomotora de carga FD - "Felix Dzerzhinsky", lo que simplificó enormemente su reparación y operación. Fue en la serie “FD” donde finalmente se clasificó la locomotora de vapor “IS”: en 1962, en el apogeo de la lucha contra el culto a la personalidad, todas las “IS” pasaron a llamarse “FDP” con el prefijo “pasajero”.

La locomotora más pesada. La locomotora de vapor P38 es la locomotora de vapor más pesada en la historia de la construcción de locomotoras soviéticas (y teniendo en cuenta el peso del ténder, en la historia de todas las locomotoras soviéticas), cuyo peso en servicio con el ténder fue de 383,2 toneladas con una longitud de 38,2 m La serie resultó limitada debido al cese de la producción de locomotoras de vapor. En nuestro país solo se produjeron 4 locomotoras de carga en la URSS en 1954-1955. La longitud de la locomotora es de 22,5 m y el ténder de 15,7 m, el peso operativo de la locomotora de vapor es de 213,7-214,9 toneladas + el ténder de 168 toneladas con agua y carbón, la velocidad nominal es de 85 km/h y la potencia es de 3.800 CV.

Conclusión

La historia de la locomotora de vapor está indisolublemente ligada a la historia de la máquina de vapor, que se convirtió en la predecesora de la locomotora de vapor. La primera máquina de vapor fue inventada por el mecánico ruso I.I. Polzunov, sin embargo, debido a determinadas circunstancias, reconoció a James Watt como el inventor de la primera máquina de vapor.

La primera locomotora de vapor en Rusia fue construida en la planta de Nizhny Tagil en 1834 por los mecánicos rusos, los siervos Efim Alekseevich Cherepanov y su hijo Miron Efimovich Cherepanov. La locomotora de vapor de los Cherepanov transportaba un tren de 3,3 toneladas a una velocidad de 13 a 16 kilómetros por hora. Para aumentar la generación de vapor, los Cherepanov instalaron en la locomotora una caldera de humo con una gran cantidad de tubos y también utilizaron un mecanismo inverso especial. Después de la primera locomotora de vapor, los Cherepanov construyeron una segunda locomotora de vapor más potente en 1835.

Sin embargo, los vagones de los Cherepanov no se utilizaron para el desarrollo del transporte ferroviario en nuestro país. A pesar de la experiencia nacional en la construcción de locomotoras de vapor, el gobierno zarista prefirió encargar locomotoras de vapor a Inglaterra, negándose a utilizar locomotoras creadas por los Cherepanov.

En 1851 se construyó en Rusia el ferrocarril de dos vías San Petersburgo-Moscú.

A mediados del siglo XIX. El ritmo de construcción de ferrocarriles públicos con tracción a vapor aumenta cada vez más. De 1840 a 1870, es decir, en 30 años, la longitud de los ferrocarriles en todo el mundo se multiplicó por 14.

Lista de literatura usada

1. Locomotoras de vapor Koturnitsky P.V. // Diccionario enciclopédico de Brockhaus y Efron: en 86 volúmenes (82 volúmenes y 4 adicionales). -- San Petersburgo, 1890--1907

2. Rakov V. A. Locomotoras de vapor del ferrocarril San Petersburgo-Moscú // Locomotoras de ferrocarriles nacionales, 1845-1955. -- 1995. -- P. 12--19.

3. Rakov V. A. Locomotoras de vapor de los ferrocarriles rusos, construidas en el período 1845-1880. Información general // Locomotoras de ferrocarriles nacionales, 1845--1955. -- 1995. -- P. 11--12.

4. Syromyatnikov S.P. Clasificación de locomotoras de vapor // Curso de locomotoras de vapor. -- 1937. -- T. 1. -- P. 6--7.

5. Shishkin A. D. Creador de la máquina "ardiente" (I. I. Polzunov). -- Sverdlovsk: libro de Sverdlovsk. editorial, 1963. - 83 p.

6. https://ru.wikipedia.org/ [Recurso electrónico]: Wikipedia. Enciclopedia libre

7. http://www.rzd-expo.ru/ [recurso electrónico]: todo lo más interesante sobre el ferrocarril

8. http://www.techcult.ru/ [Recurso electrónico]: Techcult. Noticias de altas tecnologías, ciencia y tecnología.

9. http://cmzt.narod.ru/ [recurso electrónico]: Museo Central del Transporte Ferroviario de la Federación Rusa

10. http://www.inventor.perm.ru/ [recurso electrónico]: Invenciones de Rusia

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La historia de la invención de la locomotora de vapor tiene muchas cuestiones controvertidas. Se sabe que los primeros intentos de crear máquinas autopropulsadas a vapor fueron un carro sobre una estructura de madera. Estaba impulsado por una simple caldera de vapor y un motor de cilindros verticales, gracias al cual giraban las ruedas. A pesar de que Joseph Cugnot es considerado el autor de las primeras máquinas, no tuvo que poner su invento sobre raíles.

Richard Trevithick

El primero en inventar una locomotora de vapor fue Richard Trevithick, un ingeniero de Inglaterra, quien en 1801 ideó por primera vez el diseño de nuevas calderas de vapor, ligeras y prácticas, y luego patentó la primera locomotora de vapor del mundo, la Puffing Devil. Una característica distintiva de este modelo fueron sus buenas características técnicas, pero su producción se interrumpió debido a la escasez de acero con el que se debían fabricar los rieles, porque los rieles de hierro fundido simplemente no podían soportar el enorme peso del vehículo y se hundían. .

Siete años después, Trevithick desarrolló un diseño de máquina más avanzado, capaz de moverse a velocidades de hasta 30 km/h. El nombre "Catch Me Who Can" no se le dio a este modelo por casualidad: en Londres se celebraron competiciones enteras de velocidad de un coche con caballos.

Seguidores de Trevithick

Las primeras locomotoras de vapor del mundo eran pesadas y no siempre podían moverse sobre raíles demasiado lisos. Por lo tanto, los inventores posteriores a Trevithick buscaron encontrar varios medios que mejoraran la adherencia de las ruedas a los rieles. Así, en 1811, William Barton construyó una nueva máquina de vapor con tres pares de ruedas. La innovación de su enfoque fueron los dientes que estaban equipados con las ruedas intermedias. Eran necesarios para enganchar con los dientes de la cremallera colocada a lo largo de las vías. Por supuesto, el dispositivo se movía suavemente a lo largo de los rieles, pero hacía tal ruido que hubo que abandonarlo y reemplazar los dientes por palancas sobre bisagras. Sin embargo, esta solución tampoco echó raíces.

Otra versión de la locomotora de vapor fue creada por el mecánico Forster y el herrero Hackworth; su máquina se llamaba "Puffing Billy", lo que se explicaba por el fuerte ruido al liberar el vapor. El diseño resultó exitoso, ya que la mayoría de los elementos fueron recreados por analogía con el primer modelo de Trevithick.

En 1813 se construyó la locomotora de vapor Blücher, inventada por George Stephenson. Es cierto que tuvo que trabajar duro para perfeccionar su vehículo, y no alcanzó la perfección hasta 1816, cuando se lanzó la tercera versión, capaz de transportar trenes que pesaban hasta 50 toneladas y alcanzaban una velocidad de 10 km/h.

Cherepanov

Mientras que las locomotoras de vapor ya empezaban a viajar por todo el mundo, en Rusia el movimiento de personas entre ciudades se realizaba en diligencias tiradas por caballos. La historia de la construcción de locomotoras de vapor en nuestro país la iniciaron Efim y Miron Cherepanov, los creadores de la primera locomotora de vapor rusa. Ya en 1830 empezaron a trabajar en su máquina. El “barco de vapor Dilijan” (así llamaron los Cherepanov a su creación) estuvo listo en 1834. El “milagro de hierro”, que asustaba a quienes lo rodeaban, se movía sobre rieles de hierro fundido, estaba diseñado para transportar minerales y alcanzaba velocidades de hasta 15 km/h.

Los Cherepanov fueron los primeros en crear una locomotora de vapor en Rusia, pero su máquina no tenía demanda y la mayoría de los modelos se compraron en el extranjero. En 1880, el número de unidades de vapor en nuestro país aumentó significativamente, aunque su producción ocupaba sólo un tercio del mercado. Pero se cree que fueron nuestros ingenieros quienes lograron destruir el monopolio de Inglaterra sobre su producción. La era de las locomotoras de vapor duró hasta los años 50 del siglo XX, y los vehículos creados ya estaban en funcionamiento en los años 70. Hoy en día sólo se pueden ver las primeras locomotoras de vapor en los museos.

La locomotora de vapor, que utiliza una máquina de vapor como central eléctrica, ha sido durante mucho tiempo el tipo de locomotora dominante y ha desempeñado un papel muy importante en el desarrollo de las comunicaciones ferroviarias. No fue hasta mediados del siglo XX que las locomotoras de vapor sustituyeron a las locomotoras diésel y eléctricas.

Maqueta de la primera locomotora de vapor de los Cherepanov, Museo de Equipamiento Ferroviario de Novosibirsk.
Foto de: Maxim Votyakov

En Rusia, la invención de la palabra "locomotora de vapor" se atribuye a N.I. Grech, que publicó el periódico “Northern Bee” a mediados del siglo XIX. Antes de esto, la locomotora de vapor se llamaba de otra manera: "máquina de vapor scooter", "vagón de vapor", "carro de vapor", "barco de vapor", "diligencia de vapor" e incluso "barco de vapor". En los primeros informes del constructor del ferrocarril Tsarskoye Selo F.A. Gerstner también utiliza los nombres "máquina de vapor", "vagón de vapor", "vagón de vapor". Pero ya desde 1837 Gerstner utiliza la palabra “locomotora”.

Las primeras locomotoras de vapor que encontraron aplicación práctica en pequeñas líneas de empresas industriales individuales en Inglaterra fueron, como se sabe, construidas por el ingeniero inglés George (George) Stephenson en el período 1814-1828. Intentaron construir locomotoras de vapor antes que Stephenson, pero tenían grandes deficiencias y no podían servir como prototipos para crear locomotoras eficientes. Por ejemplo, en 1803, el inglés Richard Trevithick construyó una locomotora de vapor monocilíndrica con un voluminoso tren de engranajes; En 1811, el inglés Blenkinsop, pensando que la adherencia de las ruedas lisas a los rieles no era suficiente para mover la locomotora, construyó una locomotora de vapor que tenía una rueda dentada que engranaba con una cremallera colocada a lo largo de la vía.

Maqueta de la locomotora de vapor Cherepanov, almacenada
en el museo del transporte ferroviario de San Petersburgo

En 1825, Georg Stephenson, en la primera planta de locomotoras de vapor del mundo, que organizó en Darlington, construyó la locomotora de vapor Locomoshen para el ferrocarril Stockton-Darlington de 40 km de longitud. El exitoso funcionamiento de este primer ferrocarril público del mundo contribuyó a la popularización de un nuevo tipo de transporte, seguido de la construcción generalizada de ferrocarriles, fábricas de locomotoras y las propias locomotoras de vapor. En 1829, Stephenson construyó la famosa locomotora de vapor "Rocket", cuyos elementos principales comenzaron a usarse en otros prototipos, en particular, una cámara de combustión en forma de caja, una caldera con tubos de humo y dispositivos para crear tiro artificial con el vapor de escape. , etc. Georg Stephenson, que desempeñó un papel importante en el desarrollo de la tecnología y la construcción de locomotoras, a la pregunta "¿Quién inventó la locomotora de vapor?" respondió acertadamente: “La locomotora de vapor no es invención de una sola persona, sino de toda una generación de ingenieros y mecánicos”.

Cinco años después de la construcción del “Cohete”, en 1834, en la planta de Vyysky, que formaba parte de las fábricas de Demidov en Nizhny Tagil, el mecánico ruso Miron Efimovich Cherepanov, con la ayuda de su padre Efim Alekseevich, construyó la primera locomotora de vapor en Rusia. enteramente de materiales domésticos. Esta palabra aún no existía en la vida cotidiana y la locomotora se llamaba "vapor terrestre". Hoy en día, en el Museo Central del Transporte Ferroviario de San Petersburgo se conserva un modelo de la primera locomotora de vapor rusa, tipo 1-1-0, construida por los Cherepanov.

Los creadores de la primera locomotora de vapor rusa fueron artesanos de los Urales.
Efim Alekseevich Cherepanov y su hijo Miron Efimovich Cherepanov

“En el primer inicio de esta empresa”, informa sobre esta locomotora el quinto número del “Mining Journal” de 1835, “los Cherepanov encontraron las siguientes dificultades. En primer lugar, la estufa que eligieron no producía suficiente calor, por lo que la caldera tardaba mucho en calentarse y no había suficiente vapor y, en segundo lugar, estaban preocupados por encontrar un mecanismo conveniente para fabricar un barco de vapor capaz de caminar de regreso. y adelante sin girar, como si fueran carros comunes y corrientes. Sin embargo, dada la extraordinaria inteligencia de los Cherepanov y los métodos que se les dieron, pronto alcanzaron su cadena; El vapor terrestre que construyeron ahora navega en ambas direcciones a lo largo de canales de ruedas de hierro fundido especialmente preparados en una longitud de 400 brazas (853,5 m). Su barco de vapor estuvo en acción varias veces y demostró en la práctica que podía transportar más de 200 libras (3,3 toneladas) de peso (mineral) a una velocidad de 12 a 15 verstas por hora (13 a 16 km/h). El vaporizador en sí consta de una caldera cilíndrica de 51/2 pies (1676 mm) de largo, 3 pies (914 mm) de diámetro y dos cilindros de vapor reclinados de 9 pulgadas (229 mm) de largo y 7 pulgadas (178 mm) de diámetro.

Después de los primeros experimentos, para aumentar el calor, se añadió a la caldera un cierto número de tubos de cobre generadores de vapor, y ahora hay hasta 80. El movimiento inverso de la máquina, sin girar, ahora se produce cambiando la entrada de vapor en el otro sentido, por la acción de una rueda excéntrica que acciona los carretes de vapor. El suministro de material combustible, compuesto por carbón vegetal y agua, necesario para la acción, sigue al vapor en una furgoneta especial, detrás de la cual se encuentra además un carrito adecuado para cualquier equipaje o para pasajeros de 40 personas.

Maqueta de la locomotora de vapor Cherepanov en Ekaterimburgo.
Foto de: irina-rodigina

Los mencionados conductos de ruedas de hierro fundido sobre los que navegaba el barco de vapor se ensamblaron en la planta de Nizhny Tagil para realizar pruebas; están destinados a su uso durante el transporte de minerales, donde serán transferidos en poco tiempo. Después de probar este vapor, los Cherepanov comenzaron a construir otro vapor similar, algo más grande que el anterior. Ya se está montando y hay esperanzas de que pronto será posible empezar a probarlo”.

La primera locomotora de vapor tenía un peso útil de 2,4 toneladas, sus viajes experimentales comenzaron en agosto de 1834. La producción de la segunda locomotora finalizó en marzo de 1835. Las dimensiones de la caldera aumentaron ligeramente: longitud hasta 6 pies (1829 mm), diámetro hasta 3 pies 4 pulg. (1016 mm) y cilindros: carrera de hasta 10 pulg. (254 mm) y diámetro interior de hasta 7,5 pulg. (190,5 mm). Esto permitió aumentar la potencia de 30 a 40 CV. Con. Del dibujo de una locomotora de vapor hecha de la vida real por el sobrino de Efim Cherepanov, Ammos, se deduce que el juego de ruedas de la segunda locomotora tenía un diámetro de rueda menor que el de la locomotora.

La segunda locomotora podía transportar cargas de hasta 16,4 toneladas a una velocidad de hasta 16 km/h. La vía en la que se probaron las locomotoras de los Cherepanov tenía un ancho de vía de 2 arshins y 5 vershoks (1645 mm). Y en 1836, bajo su liderazgo, se construyó una carretera de hierro fundido de 3 millas de largo desde la planta de Vyisky hasta la mina de cobre. Al mismo tiempo, los mecánicos resolvieron de forma independiente una serie de problemas técnicos y de diseño: crearon una caldera multitubular para la locomotora, la distribución de vapor y el movimiento inverso, e instalaron una vía ancha más conveniente y económica.

Los inventores siervos autodidactas Efim Alekseevich Cherepanov y su hijo Miron procedían de los campesinos asignados de la planta de Vyisky. Efim Alekseevich, siendo maestro de represas, en 1820, con su "arte y diligencia", construyó la primera máquina de vapor, que accionaba un torno y reemplazaba el trabajo de dos personas. Entre los casi 25 aparatos diseñados posteriormente por el artesano de los Urales con la ayuda de su hijo, se encontraban máquinas elevadoras, de drenaje, de atornillado, de cepillado y de lavado de oro con potencias de 5 a 60 CV. Según los propios Cherepanov, toda su vida intentaron "poner en marcha máquinas sin descanso en beneficio de las fábricas y para facilitar los esfuerzos de los trabajadores". Padre e hijo conocían bien las diversas innovaciones técnicas que se estaban introduciendo en ese momento en grandes empresas de Rusia, Inglaterra y Suecia.

Mientras tanto, la dirección de la planta de Nizhny Tagil y el propio fabricante N. Demidov se mostraban muy escépticos sobre la construcción de máquinas de vapor. Mucho más les preocupaba por qué la demanda de hierro de los Urales comenzaba a caer en el extranjero. Pero ninguno de ellos quiso admitir que la cuestión era el atraso técnico de las fábricas nacionales, incapaces de producir metal de alta calidad.

Monumento a la locomotora de vapor Cherepanov en Nizhny Tagil.
Crédito de la foto: Hardscarf

Para establecer la verdad, Demidov envió al mayor Cherepanov a Inglaterra, porque lo consideraba un especialista inteligente y técnicamente competente. Sin embargo, como era de esperar, los británicos no recibieron muy calurosamente al mecánico ruso, porque no estaban interesados ​​en compartir su experiencia y secretos de la producción de metales con sus competidores. Además, en Inglaterra el huésped era reconocido como un espía y ya no se le permitía entrar en muchas fábricas. A juzgar por las cartas conservadas, Efim sólo pudo contemplar visualmente las maravillas de la tecnología extranjera, ya que no se le permitieron ver los dibujos ni los documentos. Sin embargo, hizo frente a su tarea principal. Cherepanov volvió a estar convencido de que para mejorar la calidad del metal producido en los Urales es necesario mecanizar el trabajo de los trabajadores. Y lo más importante: en Inglaterra vio por primera vez en funcionamiento un ferrocarril a vapor que conectaba las minas de carbón de Middleton con Leeds.

En 1825, Demidov envió a los dos Cherepanov a Suecia para estudiar las industrias minera y metalúrgica, así como para "inspeccionar máquinas". En 1833, Miron Cherepanov visitó Inglaterra, donde se interesó por el transporte ferroviario.

Construcción del primer ferrocarril ruso Nizhny Tagil
(de un cuadro del artista Vladimirov)

El pináculo de la creatividad de los Cherepanov fue la creación en 1834 de la primera locomotora de vapor rusa. Aquí hay un relato de un testigo del primer viaje de la locomotora de vapor de los Cherepanov: “Ese día la gente caminaba hasta el campo de Vyyskoye y se paraba junto a la hilera de conductos de ruedas de hierro fundido. Se abrieron las pesadas puertas de la fábrica y pronto apareció un vapor terrestre: una máquina sin precedentes, diferente a cualquier otra cosa, con una chimenea alta y humeante, reluciente con piezas de bronce pulido. Miron Cherepanov estaba en la plataforma junto a las manijas.

Lanzando vapor, haciendo brillar los radios de las ruedas, el vapor pasó junto a la multitud silenciosa. Entonces Myron giró una especie de manija, una nube de vapor salió volando de la tubería y el coche aceleró. El conductor detuvo la locomotora y dio marcha atrás. El coche retrocedió muy rápidamente. El vapor hizo su siguiente viaje con un remolque que transportaba 200 libras de carga. Y más tarde, unas dos o tres docenas de personas subieron al vagón, deseando ser los primeros pasajeros”.

Por el diseño y construcción de diversas máquinas, Efim Alekseevich recibió en 1833 una medalla de plata en la Cinta Annen. Él y su esposa obtuvieron la libertad. Su hijo Miron quedó libre tres años después. El resto de la familia siguió siendo siervos. A los Cherepanov les costó mucho enterarse de la construcción en 1837 cerca de San Petersburgo del primer ferrocarril del país hasta Pavlovsk (27,5 km) por parte de especialistas extranjeros y de la compra de locomotoras de vapor para ello en Inglaterra y Bélgica. El ferrocarril de Nizhny Tagil ya funciona desde hace dos años. En 1837, los Cherepanov construyeron un modelo de locomotora de vapor para una exposición industrial en San Petersburgo. Sin embargo, el “barco de vapor” que crearon no interesaba a nadie. Efim Alekseevich murió en 1842. Después de la muerte de su padre, Miron Efimovich continuó trabajando en fábricas, pero en 1849 su vida terminó repentinamente.

Desafortunadamente, a diferencia de las máquinas de vapor estacionarias, que eran muy solicitadas por la industria rusa en ese momento, el primer ferrocarril ruso de los Cherepanov no recibió la atención que merecía. Los dibujos y documentos ahora encontrados que caracterizan las actividades de los Cherepanov indican que eran verdaderos innovadores y maestros de la tecnología muy talentosos. No solo crearon el ferrocarril de Nizhny Tagil y su material rodante, sino que también diseñaron muchas máquinas de vapor, máquinas para trabajar metales y construyeron una turbina de vapor.

A pesar de los diseños bastante exitosos, las locomotoras de los Cherepanov no se generalizaron. Se considera que una de las razones es la oposición de los empresarios de carruajes tirados por caballos, que no querían perder sus ingresos. Pero además de esto, hubo algunas razones objetivas. En las locomotoras Cherepanov se utilizaba leña como combustible. La locomotora los consumió en tal cantidad que muy pronto surgió un problema con su transporte. Se taló todo el bosque en los alrededores de la vía férrea y hubo que transportar leña desde lejos. Esto también influyó mucho en el destino de la locomotora. Por ejemplo, las primeras locomotoras de vapor de Stephenson trabajaron en el transporte de carbón desde las minas de carbón, que se utilizaba como combustible.

El museo de historia local de Nizhny Tagil alberga un dibujo de la primera locomotora de vapor de Rusia, diseñada por los Cherepanov. El equipo de la planta de Nizhny Tagil que lleva el nombre de Kuibyshev construyó un modelo funcional basado en ella. Ahora se exhiben una copia de la locomotora de vapor Cherepanov y tres vagones cerca de la mina Vysokogorsky. En el año del 170 aniversario de la primera locomotora de vapor rusa, se inauguró un museo de sus creadores, padre e hijo Cherepanov, en la tierra natal de la “diligencia de vapor” en Nizhny Tagil. Los ingenieros de Uralvagonzavod, que hicieron el modelo del mecanismo de Cherepanov, solo pudieron repetirlo en un tercio, ya que la mayoría de las descripciones y dibujos se perdieron irremediablemente. Sólo sobrevivió un dibujo; el resto hubo que inventarlo. Fue especialmente difícil decidir cómo coser el cuerpo. Al fin y al cabo, todas las locomotoras conocidas se fabrican mediante soldadura, pero entonces no existía. Decidimos remachar un “barco de vapor”.

Sello postal de la URSS. 1978. Locomotora de vapor de Cherepanov.

Richard Trevithick), el primer ferrocarril inaugurado en 1825 entre Stockton y Darlington, operado por locomotoras de vapor Stephenson. George Stephenson). Esta locomotora se convirtió en el prototipo de todos los desarrollos posteriores de las locomotoras de vapor. En Rusia, la primera locomotora de vapor fue desarrollada por el padre y el hijo Cherepanov en 1834 (ver Locomotoras de vapor Cherepanov).

origen del nombre

Locomotora de vapor Trevithick, 1804

La invención de la palabra "locomotora de vapor" se atribuye a N. I. Grech, quien publicó el periódico "Northern Bee" a mediados del siglo XIX. Antes de esto, los Cherepanov y V. A. Zhukovsky llamaban a la locomotora de vapor "máquina de vapor scooter", "vagón de vapor", "carro de vapor", "barco de vapor", e incluso "barco de vapor". En los primeros informes del constructor del ferrocarril Tsarskoye Selo, F.A. Gerstner, se encuentran las siguientes palabras: "máquina de vapor", "vagón de vapor", "vagón de vapor". Desde 1837, Gerstner ya utilizaba la palabra "locomotora".

Clasificación de locomotoras de vapor.

Locomotora de vapor Climax

Las locomotoras de vapor se dividen en:

• Por ancho de vía:
  • vía ancha, en Rusia con una vía de 1524 mm
  • vía estrecha, en Rusia con vía 1000, 900 y 750 mm
• Por tipo de vías servidas:
  • principal
    • por tipo de trenes servidos:
      • pasajero
      • transporte
    • por tipo de servicio:
      • tren
      • maniobras
  • industrial
  • caminos de entrada
• Por disposición de cilindros:
  • locomotora de vapor con cilindros externos (bastidores exteriores)
  • locomotora de vapor con cilindros internos
• Por género de la pareja:
  • locomotoras de vapor saturado (producidas hasta el siglo XX)
  • locomotoras de vapor con vapor sobrecalentado
• Por tipo de máquina de vapor:
  • con una máquina de vapor de expansión simple (simple)
  • con máquina mezcladora (doble expansión)
• Según el número de cilindros, las locomotoras de vapor son de 2, 3 o 4 cilindros.
• Por tipo de combustible: con calefacción de carbón, leña o gasóleo.
• Por tipo (número y ubicación de ejes motrices, de apoyo y de guiado).

Fórmula axial de una locomotora de vapor.

Tipo, o fórmula axial La locomotora se indica con tres números: el primero es el número de ejes rodantes (bogie delantero), el segundo es el número de ejes motrices ("acoplamiento"), el tercero es el número de ejes de soporte (debajo de la cabina y la cámara de combustión) . En la literatura en inglés, la fórmula se indica por el número de ruedas, no por ejes; luego, para obtener la designación habitual, todos los números deben dividirse por dos.

En algunos casos, algunas fórmulas axiales tenían nombres internacionales tomados de la práctica estadounidense, por ejemplo:

• 1-3-0 - "magnate"
• 1-3-1 - "Pradera"
• 2-3-1 - "Pacífico"
• 1-4-1 - "Mikado"
• 2-4-2 - Niágara
• 1-5-0 - "Decápodo"
• 1-5-1 - "Santa Fe"
• 1-5-2 - "Texas"

El número de ejes de acoplamiento de una locomotora de vapor está determinado por la fuerza de tracción calculada y la carga permitida sobre la rueda. En el caso de que el número de ejes de acoplamiento sea superior a 5, cambie a articulado tipos de locomotoras denominadas 1-3+3-1 o 1-4+4-2. Una locomotora de este tipo tiene dos tripulaciones, pero una caldera común.

Las locomotoras de vapor del mismo diseño, construidas según el mismo diseño, representan la serie.

Designación de series de locomotoras de vapor en Rusia.

El combustible se quema en caja de fuego caldera La parte inferior de la cámara de combustión es rallar, donde se produce la combustión. Las cenizas y la escoria se vierten a través de la parrilla en cenicero. El hogar se fija dentro de la caldera mediante conexiones y está completamente cubierto de agua para aprovechar al máximo el calor de combustión del combustible.

La caldera está atravesada por muchos tubos llamados quema de humo Y calor, rodeado de agua que llena la caldera, a través de la cual el humo del hogar pasa por toda la caldera, ingresa a la caja de humos y luego se libera a la atmósfera a través de la chimenea. Los conductos de humos y llamas son, por tanto, un intercambiador de calor que transfiere el calor del combustible quemado al agua de la caldera.

El agua de la caldera se calienta y hierve. El vapor resultante se recoge en la caldera situada en la parte superior. cuarto de vapor, que en su forma se parece un poco a una campana o una cúpula. En la mayoría de las locomotoras de vapor, el vapor pasa luego a través de un sobrecalentador.

Desde el sobrecalentador, el vapor fluye a través de tuberías hacia la máquina de vapor. Carrete(válvula de carrete) dirige el vapor alternativamente hacia la parte delantera y trasera cilindro de vapor, haciendo que el pistón ubicado en el cilindro se mueva de forma alternativa. Este movimiento se transforma en movimiento de rotación a través del mecanismo de manivela y se transmite a las ruedas de la locomotora.

Calentamiento de carbón pulverizado

En repetidas ocasiones, tanto en nuestro país como en el extranjero, se ha intentado utilizar la calefacción con carbón pulverizado. Teóricamente, la quema de polvo de carbón hizo posible aumentar la eficiencia de una locomotora de vapor (o aumentar la potencia manteniendo el volumen de la cámara de combustión). Pero no se alcanzó la fiabilidad operativa requerida para las locomotoras de carbón pulverizado. La combustión de una masa de carbón en el flujo de un soplete a altas temperaturas, que se produce no solo en el espacio de combustión, sino también en la parte tubular de la caldera, provocó la obstrucción de la parrilla trasera del horno y la superficie interior de la llama. tubos con partículas fundidas de escoria, lo que empeoraba drásticamente su conductividad térmica y, por lo tanto, reducía la transferencia de calor del soplete al agua en la caldera y, por lo tanto, reducía la eficiencia de la locomotora.

Suministro automático de combustible

Cuando los volúmenes de las cámaras de combustión de las potentes locomotoras de vapor alcanzaron el límite de la posibilidad de calentarlas manualmente, surgió una necesidad urgente de crear un alimentador de carbón mecánico. Los primeros intentos de crear un alimentador de carbón mecánico. fogonero- se llevaron a cabo en Estados Unidos en 1889, pero resultaron insatisfactorios. Después de muchos años de investigación, las potentes locomotoras de vapor comenzaron a equiparse con dos tipos de depósitos: con suministro de combustible superior e inferior. Las locomotoras de vapor con una gran superficie de parrilla también estaban equipadas con un depósito "dúplex", con un suministro de carbón superior de doble cara en la cámara de combustión. En la URSS, los stockers se instalaron por primera vez en las locomotoras de vapor FD e IS.

Los ténderes de algunas potentes locomotoras americanas estaban equipados arribista- un dispositivo mecánico que suelta el carbón congelado y lo traslada al transportador del fogonero.

Desventajas de una locomotora de vapor.

Las desventajas de una locomotora de vapor que predeterminaron su sustitución por locomotoras eléctricas y diésel son las siguientes:

• Eficiencia extremadamente baja: máximo hasta 5-10%. Actualmente, existen desarrollos que permiten aumentar la eficiencia de una locomotora de vapor al 50-60%, es decir, hay ejemplos prácticos en Suiza. Pero por el momento resulta demasiado caro reutilizar la producción.
• La necesidad de rellenar la locomotora con agua.
• La imposibilidad de utilizar un sistema de muchas unidades (cuando un conductor controla varias locomotoras acopladas).
• Condiciones de trabajo difíciles para la tripulación de locomotoras.

Velocidad de las locomotoras

Año	Camino rural	Nombre de la locomotora	Velocidad (km/h)
	Francia París	Coche de vapor Cugno	3,5-4
	Inglaterra / Stockton-Darlington	Locomotora de vapor Stephenson	24
	Inglaterra/Liverpool-Manchester	El "cohete" de Stephenson	48
	Inglaterra/Liverpool-Manchester	Locomotora Sharp & Roberts	más de 100
	Francia	"Cramton no. 604"	144
	Ferrocarril Central de Estados Unidos/Nueva York	No. 999	181
	Francia / Norte	3.1174	174
	Ferrocarril EE.UU./Pacífico	Clase A Nro. 1	181
	Alemania / Reichsbahn alemán	05 002	200,4
	Inglaterra/LNER	Clase A4 nº. 4468 Ánade real	201,2

Historia de la locomotora

Réplica moderna de "Rocket"

La primera locomotora de vapor fue construida por Richard Trevithick en 1804, pero la primera locomotora de vapor verdaderamente eficiente, Rocket, fue creada por George Stephenson en 1830. Durante el siglo XIX, se mejoraron las locomotoras de vapor, por ejemplo, se inventó un sobrecalentador y se introdujeron nuevos tipos de máquinas de vapor (por ejemplo, máquinas compuestas). A principios del siglo XX se desarrolló un diseño consolidado de locomotora de vapor. Al mismo tiempo, la locomotora de vapor tenía competidores: locomotoras eléctricas y diésel. Después de la Segunda Guerra Mundial, las locomotoras de vapor dejaron de construirse en Europa y América del Norte. Las máquinas supervivientes siguieron funcionando hasta los años sesenta y ochenta, tras lo cual fueron puestas fuera de servicio.

Las locomotoras de vapor duraron más en los países asiáticos. Así, en la India las locomotoras de vapor se utilizaron en los ferrocarriles de vía ancha hasta 1996. En China, las locomotoras de vapor se construyeron hasta los años ochenta y su uso se generalizó a principios del siglo XXI.

En Cuba se han conservado un gran número de locomotoras de vapor muy antiguas (edad media entre 70 y 80 años) fabricadas en Estados Unidos. El hecho es que después de que F. Castro llegó al poder en Cuba, Estados Unidos impuso un embargo comercial contra Cuba y, por lo tanto, Cuba no pudo comprar locomotoras más modernas.

Hoy en día, en Europa, Rusia y América del Norte, las locomotoras de vapor se utilizan en los ferrocarriles de los museos y también se mantiene la infraestructura de las locomotoras de vapor (depósitos, reservas de carbón, torres de agua, etc.): una locomotora de vapor es un vehículo estratégico en caso de guerra.

Dibujo de Locomotoras de vapor para colorear

En Rusia, las locomotoras de pasajeros estaban pintadas de la siguiente manera:

• Verde o azul: caldera (excepto caja de humos), bombonas, caseta y tender;
• Rojo brillante: centros de ruedas, bastidor, bogies, viga de tope;
• Blanco: superficies laterales de neumáticos y extremos de ejes;
• Negro: todas las demás partes;
• El nombre de la vía, la serie y el número fueron pintados en las paredes del stand con pintura blanca. La serie y el número también se repitieron en la viga amortiguadora.

Dibujos para colorear de locomotoras de mercancías:

• Rojo: bastidor de locomotora, viga amortiguadora, ruedas, barras de tiro (pistón para estampar), puente que recorre la caldera desde el final;
• Blanco: neumáticos de ruedas;
• Negro: todas las demás partes de la locomotora;
• La matrícula es roja con un borde rojo. Se aplicó a ambos lados en la parte inferior de la cabina del conductor y en la viga amortiguadora.

Características de una locomotora de vapor.

Locomotora de vapor S u -250-64

• La velocidad de diseño es la velocidad máxima a la que podría moverse la locomotora;
• Poder maximo;
• Fuerza de tracción;
• Zona de rejilla. Cuanto mayor sea esta área, mayor será el impulso de la caldera. Las locomotoras de vapor con parrillas grandes funcionaban mejor con carbón de baja calidad;
• Superficie de calentamiento de caldera. Consistía en una zona de tubos de humos y llamas que pasaban desde el hogar a través del agua hasta la cámara de humos. La potencia final de la locomotora también dependía de la zona de calefacción;
• Eje de carga. Se midió en toneladas y mostró el grado de influencia de la locomotora en la vía: cuanto mayor es este valor, mayor es la carga sobre los rieles cuando pasa la locomotora;
• Presión de funcionamiento del vapor en la caldera. Cuanto mayor sea este valor, más potencia proporcionará la máquina de vapor;
• Ángulo de corte. Cuanto menor sea el valor del ángulo de corte de vapor a la potencia requerida, menor será el consumo de vapor y, en consecuencia, la cantidad de combustible requerida.

Las locomotoras de vapor más modernas en la URSS transportaban trenes que pesaban entre 3.000 y 4.500 toneladas y la potencia de algunas series de locomotoras a una velocidad de 50 km/h alcanzaba los 4.500 CV. Con. La eficiencia de las primeras locomotoras de vapor no superó el 2-4%, mientras que la de las últimas alcanzó el 9,3%.

ver también

Enlaces

• Sitios web en ruso dedicados a locomotoras de vapor:
  • parovoz.com (El sitio web de Parovoz IS tiene una base de datos de locomotoras de vapor supervivientes)

• Páginas separadas sobre locomotoras de vapor:
  • Historia de la invención, desarrollo y mejora de la locomotora de vapor.
  • Fotos de locomotoras de vapor en el museo del ferrocarril de San Petersburgo
  • Locomotoras de vapor de diseño poco convencional.

Literatura

• Nikolski A. S. Locomotoras de vapor de la serie S. - Victoria, 1997.
• Khmelevsky A.V., Smushkov P.I. Locomotora de vapor (Diseño, operación y reparación). Libro de texto para escuelas técnicas de transporte ferroviario. - 2ª edición. - Moscú: 1979.
• TSB. - 2ª edición.

Locomotora de vapor de pasajeros de alta velocidad del tipo 2-3-2 de la Planta de Locomotoras de Voroshilovgrad, diseñada bajo la dirección del ingeniero D. V. Lvov. En abril de 1938, la planta completó la construcción de una nueva locomotora de vapor, que recibió el número de serie 6998. Esta locomotora tenía un peso operativo total de 138 toneladas, un peso de acoplamiento de 64,5 toneladas, un diámetro de rueda motriz de 2200 mm y una velocidad de diseño. de 180 kilómetros por hora. Al diseñar una locomotora de vapor del tipo 2-3-2, la planta de Voroshilovgrad buscó utilizar componentes y piezas de locomotoras de vapor de las series FD e IS. Como resultado, en la nueva locomotora se obtuvieron la parte tubular de la caldera, la cámara de combustión, los accesorios, los accesorios, los cilindros, la válvula de aire, el bastidor del bogie trasero, la caja de amarres, los anillos de pistón, los sellos de aceite, los pasadores, los casquillos "flotantes", las camisas de eje y las cuñas. ser...

Planta de construcción de maquinaria de Kolomna bajo la dirección de los ingenieros L. S. Lebedyansky y M. N. Shchukin en 1935-1936. desarrolló un proyecto para una nueva locomotora de vapor de pasajeros de alta velocidad con un diámetro de rueda motriz de 1850 mm y una velocidad nominal de 130 km/h. Posteriormente, el diámetro de las ruedas motrices se aumentó a 2.000 mm y la velocidad nominal se incrementó a 150 km/h. Tras firmar un acuerdo con la NKPS, la planta comenzó a construir dos locomotoras de vapor experimentales de este tipo. La primera de estas locomotoras se construyó con motivo del 20º aniversario de la Gran Revolución Socialista de Octubre, el 7 de noviembre de 1937. Estaba equipada con un sobrecalentador de tubo ancho L40 ubicado en 40 tubos de llama. Para reducir la resistencia al movimiento...

La comisión para la selección de nuevos tipos de locomotoras de vapor de línea principal, presidida por el académico S.P. Syromyatnikov, que trabajó en 1944-1946, indicó la necesidad, junto con la construcción en serie, de locomotoras de vapor del tipo 1-5-0 con peso de adherencia. de 90 toneladas, comenzar a diseñar y producir un cierto número de locomotoras de vapor con un peso de acoplamiento de 112 a 115 toneladas con cinco ejes de acoplamiento y una carga sobre las ruedas de 22,5 a 23 toneladas. Estas locomotoras debían tener una potencia entre un 20 y un 25% mayor que la de una locomotora de vapor de la serie FD y funcionar en las líneas más cargadas, en las que se planeaba colocar carriles del tipo P50 (50 kg/m ). Especificaciones para el diseño de una locomotora de vapor con masa de acoplamiento...

En 1903, en la planta de construcción de maquinaria de Kolomna comenzaron a construir locomotoras articuladas de pasajeros del tipo 1-2-0+0-2-0 con motor compuesto. Estas locomotoras, que inicialmente recibieron la serie BK y luego, en 1912, la serie I (el número se aumentó simultáneamente en 100), estaban destinadas a dar servicio a trenes de pasajeros en los tramos de paso del Ferrocarril Central de Siberia, que en ese momento tenía un estructura de vía superior débil. Dos cilindros de alta presión con un diámetro de 420 mm estaban ubicados en el bastidor principal y accionaban los dos ejes traseros; se colocaron cilindros de baja presión con un diámetro de 650 mm sobre un carro giratorio; La carrera del pistón de la máquina era de 600 mm, el diámetro de las ruedas motrices era de 1350 mm. Superficie de calentamiento por evaporación...

Y EN. Lopushinsky, jefe del departamento de servicio de tracción del ferrocarril privado de Vladikavkaz, desarrolló en 1892 la primera locomotora de vapor rusa con la fórmula axial 2-3-0 para la ruta principal (Rostov-on-Don-Vladikavkaz) junto con la planta de Kolomna. Ese mismo año entraron en servicio las primeras 6 locomotoras que recibieron la denominación A. Tenían un tobogán Joya, ruedas motrices con un diámetro de 1830 mm y una presión de vía de 13 toneladas, y su velocidad máxima permitida con el tren era de 100 km. /h. A partir de 1896, comenzaron a producirse locomotoras de vapor con andamio Walshart y en 1912 recibieron las designaciones correspondientes según el sistema de distribución de vapor: Av - con distribución de vapor Vapskhzrta, Ad - con distribución de vapor ...

El diseño detallado se llevó a cabo en la planta de locomotoras de Voroshilovgrad. La locomotora estaba equipada con un sobrecalentador del sistema Chusov, un hogar de caldera radial, una estructura de madera, un bogie biaxial delantero tipo ALCO y un bogie trasero tipo Bissel. Si en las locomotoras de vapor ordinarias el cuello central del muñón del cigüeñal del eje motriz estaba conectado mediante gemelos con las manivelas de todos los ejes motrices, entonces en una locomotora de vapor del tipo 2-7-2, solo con los muñones de los ejes de acoplamiento delanteros. (primero, segundo y tercero). Los ejes de acoplamiento traseros estaban conectados al quinto eje, que, al igual que el motriz, tenía un pasador con cuello, que constaba de dos partes: la central, unida por gemelos al sexto y séptimo eje, y la motriz, conectado al cuello de transmisión del cuarto pasador del eje mediante una barra de tiro especial llamada barra de tiro tándem...

En 1905, el ferrocarril Moscú-Kievo-Voronezh encargó locomotoras de vapor de pasajeros a la planta de Bryansk; diseñó una nueva locomotora de vapor del tipo 2-3-0, que se diferenciaba de las locomotoras de la serie G por el uso de un simple dos cilindros. motor que funcionaba con vapor sobrecalentado y una caldera más potente. El diseño inicial de la locomotora de vapor del tipo 2-3-0 fue desarrollado por el ingeniero S. O. Rosenblum junto con ingenieros de la oficina técnica de la planta. En 1907 se construyeron 3 locomotoras de vapor experimentales del tipo 2-3-0 de la serie A6 No. 125 - 127, que posteriormente recibieron la designación B100 - B102. Después de probar locomotoras de vapor experimentales en el ferrocarril Moscú-Kievo-Voronezh, el proyecto fue rediseñado nuevamente bajo la dirección del ingeniero de la planta de Bryansk, N.F. Denisov. Las locomotoras tenían un mecanismo basculante de distribución de vapor Walshart, doble vuelta...

A principios de 1896, llegaron a South-Eastern Railways las primeras 20 locomotoras de vapor de pasajeros del tipo 2-3-0 construidas por la planta de Baldwin, que recibieron la designación VK601 - VK620 en las carreteras. Las locomotoras de la serie VK tenían bastidores de bloque y una disposición inferior de ballestas. En la mayoría de las locomotoras, las cabinas del conductor estaban hechas de madera; tenían un techo bajo con la expectativa de que el conductor tuviera que trabajar sentado. Para acceder a los andenes cercanos a la caldera se disponían dos puertas, y no una, como se hacía principalmente en las locomotoras de vapor. El hogar con techo radial fue diseñado para el uso de calefacción de gasoil. Los tubos de alimentación de los inyectores estaban ubicados en el exterior de la caldera y terminaban cerca de la caja de humos, mientras que...