Кіріспе

Бу турбиналы локомотив – бу турбинасы арқылы дөңгелектерге бу күшін жеткізетін бу локомотиві. Осы типтегі локомотивтерді жасауға көптеген әрекеттер жасалды, бірақ көбісі сәтті болмады. 1930 жылдары осы локомотивтер бу күшін қайта жандандырудың және сол кезде пайда бола бастаған дизель локомотивтеріне қарсы тұрудың бір жолы ретінде қарастырылды.

Артықшылықтар

Жоғары жылдамдықта жоғары тиімділік. Қозғалмалы бөлшектердің азайтылуы, осылайша, сенімділіктің арту мүмкіндігін береді. Дәстүрлі поршенді бу локомотивтері өзгермелі, синусоидальды моментті қамтамасыз етеді, бұл жолға шығу кезінде дөңгелектердің сырғанау ықтималдығын арттырады. Дәстүрлі бу локомотивтерінің бүйірлік таяқшалары мен клапандық механизмі теміржолға түсетін тік күштерді айтарлықтай арттырмайынша, толыққанды теңгерілмейтін көлденең күштерді тудырады, бұл "балға соққысы" деп аталады.

Кемшіліктер

Жоғары тиімділік көбінесе жоғары жылдамдық және жоғары қуаттылықта ғана қол жеткізіледі (бірақ кейбір швед және Ұлыбритания локомотивтері қалыпты жұмыс жағдайларында, оның ішінде жартылай жүктемеде поршендік қозғалтқыштармен шамалас немесе одан да жақсы тиімділікпен жұмыс істеу үшін жасалған және салынған). Газ турбиналық локомотивтерде де ұқсас мәселелер болды, сонымен қатар басқа да көптеген қиындықтар туындады. Ең жоғары тиімділікке тек турбинаның беттік конденсатормен жасалған дерлік вакуумға шығуы арқылы қол жеткізілуі мүмкін. Бұл құрылғылар ауыр және көлемді. Турбиналар тек бір бағытта ғана айналуы мүмкін. Бу турбиналық локомотивтің кері қозғалуы үшін тікелей жетекті турбинаға кері турбина да орнатылуы керек.

Қозғалыс әдістері

Дөңгелектерді қозғалудың екі тәсілі болды: тікелей берілістер арқылы немесе генератормен қуатталатын жетек қозғалтқыштары арқылы.

Аргентина

Тукуманнан Аргентинаның Санта-Фе қаласына дейінгі маршрут таулы аймақтардан өтеді, онда су қосып алу мүмкіндігі шектеулі. 1925 жылы швед фирмасы NOHAB Фредрик Люнгстремнің алғашқы дизайнына ұқсас турбиналық локомотив құрастырды. Конденсатор өте жақсы жұмыс істеді – жол бойында тек 3-4% су ғана жоғалды, ол да резервуардан ағып кету салдарынан болды. Локомотив сенімділік мәселелеріне тап болды және кейіннен конденсатормен жабдықталған поршенді бу локомотивімен ауыстырылды.

Франция

Францияда екі әрекет жасалды. Бір жоба, "Норд Турбина", сыртқы түрі мен механикалық құрылымы жағынан LMS Turbomotive-ке ұқсас болды. Жоба тоқтатылып, локомотив құрама поршеньді бу локомотиві ретінде салынды. Екінші әрекет, SNCF 232. Q.1, 1940 жылы салынды. Оның ерекшелігі – жетек дөңгелектері бірімен-бірі байланысты болмады. Оның үш жетек осінің әрқайсысының өз турбинасы болды. Екінші дүниежүзілік соғыста неміс әскерлерімен ауыр зақымданғаннан кейін 1946 жылы бұзылып жатыр.

Германия

Неміс локомотив жасаушылары осы типті бірнеше рет сынап көрді. 1928 жылы Крупп Зоелли бу турбиналы локомотив құрастырды. Турбинаның түтіні суды сақтап, турбинаның жылу тиімділігін арттыратын конденсаторға жіберілді. Отты жағу үшін ауа тартуды түтін қорабындағы бумен жұмыс істейтін желдеткіш қамтамасыз етті. 1940 жылы бұл локомотив бомбаға ұшырады. Ол қызметтен алынып, жөнделмеді. 1929 жылы Maffei компаниясы осыған ұқсас машина жасады. Жоғары қысымды қазандыққа ие болғанына қарамастан, ол Крупп Зоелли локомотивінен азырақ тиімді болды. 1943 жылы бомбаға ұшырап, қызметтен шығарылды. 1927 жылы Хеншель DRG 38 классының булы локомотивін бу турбинасын пайдалану үшін қайта жабдықтады. Локомотивтің өзі көп өзгертілмеді, негізгі өзгерістер тендерде болды, ол 2-4-4 схемасында біріктірілген жетек дөңгелектерімен жабдықталды, оларды жеке алдыңғы және артқы турбиналар қозғалтты. Екі турбина да бастапқы цилиндрлерден шыққан аралық қысымды бумен жұмыс істеді. Тендердегі конденсатор турбина түтіні үшін вакуум жасап, жылу тиімділігін арттырды. Түтін қысымы өте төмен болғандықтан, түтін тарту құбыры түтін қорабындағы электр желдеткішпен ауыстырылды. Нәтиже көңіл көнші болмады, 1937 жылы турбиналық тендер алынып тасталды.

Италия

Италиялық Джузеппе Беллуццо бірнеше эксперименталды турбиналы локомотивтерді жобалады. Олардың ешқайсысы негізгі желілерде сынақтан өтпеді. Оның алғашқысы – әрқайсысында кішкентай турбинасы бар төрт дөңгелекті шағын локомотив болды. Кері қозғалыс турбиналарға кері бағытталған кіреберіс арқылы бу жіберу арқылы іске асырылды. Бу турбиналары тек бір бағытта айналуға арналған, сондықтан бұл әдіс өте тиімсіз болды. Ешкім басқа осыны жасаған жоқ. Беллуццо 1931 жылы Эрнесто Бреда салған 2-8-2 локомотивінің жобасына үлес қосты. Ол көп сатылы кеңейту жүйесінде төрт турбинаны пайдаланды. Беллуццоның сол кездегі АҚШ патенты турбинаның локомотивтің дөңгелектері алдындағы беріліс қорабы арқылы біліктерді қозғалтқандығын көрсетеді. Алайда, бұл локомотив толық жабдықталмады. 1933 жылы FS Class 685 2-6-2 локомотивіне қатысты бір қызықты тәжірибе жасалды, онда поршеньді қозғалтқыш алынып, оның орнына турбина орнатылды, ал локомотивтің қалған бөлігі өзгеріссіз қалды. Бірақ сынақтар сәтсіз аяқталды, себебі оның көрсеткіштері қарапайым 685 локомотивінен төмен болды; турбина жақын арада бұзылып, бұл әрекеттің соңына нүкте қойды. 1936 жылы локомотивке қайтадан поршеньді қозғалтқыш орнатылды.

Швеция

Швед инженері Фредрик Люнгстрем бірнеше бу турбиналы локомотивтерді жобалады, олардың кейбіреулері өте табысты болды. Оның 1921 жылы жасаған алғашқы талпынысы өте ерекше көрінді. Оның үш жетекші доңғалақ осі тендердің астында орналасқан, ал кабина мен қазандық жетекші емес доңғалақтарда орналасқан. Нәтижесінде, локомотивтің салмағының шағын бөлігі ғана жетеуге қатысты. 1920-ші жылдардың ортасында Люнгстрем бу турбиналы локомотив үшін білік жетегіне патент алды. Екінші жоба 2-8-0 конфигурациясымен, табысты жүк локомотивіне ұқсас болды. 1930 және 1936 жылдары Nydqvist & Holm компаниясы салып шықты, бұл локомотивтер Grängesberg-Oxelösund темір жолындағы дәстүрлі локомотивтерді алмастырды. Конденсатор орнатылмады, себебі оның күрделілігі термодинамикалық артықшылықтарынан басым түсті. Доңғалақтар аралық білік арқылы қозғалды. Бұл локомотивтер 1950 жылдарға дейін пайдалануда болды, осы кезде желі электрлендірілді. Осы типтегі үш локомотив салынды, олардың барлығы да сақталған. Қазіргі уақытта оларды Grängesberg теміржол мұражайында көруге болады, екеуі (71 және 73) Grängesbergbanornas Järnvägsmuseum (GBBJ) мен үшіншісі (72) Швед теміржол мұражайына тиесілі.

Швейцария

1919 жылы швейцариялық Zoelly фирмасы турбиналық локомотив құрастырды. Бұл конденсатормен жабдықталған 4-6-0 локомотиві болды. Ол түтін қорабындағы сорғыш желдеткіш орнына оттық торына суық ауа үрлейтін желдеткішпен жабдықталған. Бұл ыстық, коррозиялық газдарға төтеп бере алатын желдеткіш жасаудың қиындығын болдырмады, бірақ жаңа мәселе тудырды. Оттық оң қысымда болды, ал желдеткіш жұмыс істеп тұрғанда есіктері ашылса, ыстық газдар мен ұсқын шығып кетуі мүмкін еді. Бұл қауіпті жағдай кейін түтін қорабына орнатылатын желдеткішпен алмастырылды.

Америка Құрама Штаттары

Бу машинасының күші азайған кезде, Болдуин локомотивтер зауыты дизельдік қуатқа баламалы технологияларды бірнеше рет сынап көрді. 1944 жылы Болдуин Пенсильвания темір жолы үшін S2 класының жалғыз данасын жасап, 1944 жылдың қыркүйегінде тапсырды. Бұл әлемдегі ең ірі тікелей жетекті бу турбиналық локомотив және 6-8-6 дөңгелек конфигурациясына ие болды. Алғашқыда 4-8-4 ретінде жобаланған, бірақ Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде жеңіл материалдардың тапшылығына байланысты S2-ге қосымша жетекші және бағыттайтын дөңгелектер қажет болды. PRR тізімінде 6200 нөмірімен тіркелген S2 локомотивінің ең жоғары қуаты 6900 а.к. (5.1 МВт) құрады және жоғары жылдамдыққа ие болды. Тендермен бірге локомотивтің ұзындығы шамамен 123 фут (37 метр) болды. Бу турбинасы – өңделген теңіздік агрегат. Беріліс жүйесі генератордан қарапайым болғанымен, бір кемшілігі болды: турбинаның төмен жылдамдықта тиімділігі төмен еді. Сағатына шамамен 40 миль (64 км/сағ) жылдамдықтан төмен жылдамдықпен турбина көп мөлшерде бу мен отынды пайдаланды. Дегенмен, жоғары жылдамдықтарда S2 ауыр пойызды оңай да тиімді түрде жылжыта алды. Түйіршікті турбиналық жетек, поршеньді локомотивке қарағанда рельс жолына азырақ жүктеме түсірді. Бірақ, төмен жылдамдықтағы тиімсіздік бұл турбинаның тағдырын шешті, ал дизельдік-электрлік локомотивтер енгізілгеннен кейін S2 локомотивтерінен басқасы жасалмады. Локомотив 1949 жылы пайдаланудан шығарылып, 1952 жылдың мамыр айында бұзылды.

Ұлыбритания

1910 жылы Солтүстік Британдық локомотив компаниясы салған Рид Рамзи турбинасының дөңгелектері 2 B+B 2 (4 4 0+0 4 4) схемасында орналасты. Бу стандартты локомотив қазандығында, суперлифтермен жасалып, турбина генераторына жіберілді. Қалдық бу конденсацияланып, кішкентай қосымша турбиналық сорғылармен қайта айналымға келтірілді. Двигательдің арматурасы төрт жетекші осьтерге тікелей орнатылды. Кейіннен ол жоғарыда айтылғандай тікелей жететін турбиналық локомотив ретінде қайта жаңартылды. 1922 жылы салынған Армстронг Уитворт турбинасының (суретте оң жақта) дөңгелектері 1 C+C 1 (2 6 6 2) схемасында орналасты. Ол айналмалы буландыру конденсаторымен жабдықталған, онда бу айналмалы құбырлар арқылы өтіп конденсацияланды. Құбырлар судың булануымен ылғалданды және салқындатылды. Буланудан кеткен су мөлшері конденсатор болмаған жағдайдағыдан әлдеқайда аз болды. Конденсатордағы ауа ағыны қисық жолмен өтуге мәжбүр болды, бұл конденсатордың тиімділігін төмендетті. Локомотив ауыр болды және нашар жұмыс істеді. Ол 1923 жылы қайтарылып, бұзылды.