Введение
Дизелизация (US: dieselization) – процесс оснащения транспортных средств дизельным двигателем или дизельными двигателями. Она может включать замену двигателя внутреннего сгорания, работающего на бензине (US: gasoline), двигателем, работающим на дизельном топливе, как это произошло в больших масштабах с грузовиками, автобусами, сельскохозяйственными тракторами, поездами и строительной техникой после Второй мировой войны. В качестве альтернативы, дизелизация может подразумевать полную замену транспортного средства или предприятия на дизельное; этот термин обычно используется для описания смены поколений железнодорожных паровозов на дизельные локомотивы в период с 1930-х по 1970-е годы, а также соответствующей инфраструктуры.
Dieselisation (US: dieselization) is the process of equipping vehicles with a diesel engine or diesel engines. It can involve replacing an internal combustion engine powered by petrol (US: gasoline) fuel with an engine powered by diesel fuel, as occurred on a large scale with trucks, buses, farm tractors, trains, and building construction machinery after World War II. Alternatively it can involve replacing the entire plant or vehicle with one that is diesel powered; the term commonly describes the generational replacement between the 1930s to 1970s of railway steam locomotives with diesel locomotives, and associated facilities.
Водный транспорт
Двухтактный дизельный двигатель для морского применения был представлен в 1908 году и используется до сих пор. Это самый эффективный первичный двигатель на сегодняшний день: модели, такие как Wärtsilä Sulzer RTA96 C, обеспечивают тепловую эффективность 50% и мощность более 100 000 лошадиных сил. Первые шаги по переходу на дизельные двигатели в качестве средства передвижения (на небольших судах) были сделаны уже в 1920-х годах. Доля рынка, приходящаяся на суда с паровой установкой ("пароходы"), достигла пика примерно в 1925 году (некоторые парусные суда оставались в эксплуатации). К началу 1950-х годов суда с дизельными двигателями ("моторные суда") занимали более 50% рынка.
Железнодорожные перевозки
В железнодорожном транспорте дизелизация означает замену паровозов или электровозов дизельными локомотивами (как правило, дизель-электрическими), процесс, начавшийся в 1930-х годах и ныне практически завершенный во всем мире.
Преимущества дизельного топлива в железнодорожном транспорте
Взвешивая стоимость и инерцию, связанные с заменой крупных инвестиций железных дорог в существующую паровую тягу, были значительные преимущества дизельной тяги в плане гибкости и эффективности. Дизельные двигатели могли и действительно имели более высокую начальную цену за единицу развиваемой мощности, однако их эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание были значительно ниже, а коэффициент готовности между плановыми осмотрами, ремонтом и обслуживанием – выше. Дизельные локомотивы также заправлялись из цистерн на запасных путях, в отличие от более частой и сложной инфраструктуры для заправки и пополнения запасов воды, необходимой для паровозов. Кроме того, дизельные локомотивы потребляют гораздо меньше топлива и не требуют присутствия машиниста на холостом ходу, что часто происходит с паровозами. Дизельные локомотивы могут работать без присмотра в течение нескольких дней, в то время как паровозы требуют постоянного внимания, если не выключены полностью. Доведение паровозного котла до рабочей температуры часто считается и искусством, и наукой, требующей значительной подготовки и опыта. Запуск и остановка дизельного локомотива гораздо проще. Дизельные локомотивы требовали значительно меньше времени и трудозатрат на эксплуатацию и обслуживание. Дизельная тяга также обладала преимуществами в плане гибкости использования. Она более масштабируема в соответствии с потребностями в мощности благодаря системам управления, позволяющим одному машинисту управлять несколькими секциями. Для "двойной" паровой тяги требовался состав бригады для каждого локомотива. Диапазон эффективной работы дизельных локомотивов при различных скоростях и уклонах значительно шире, чем у паровозов, которые обычно строились для конкретных условий эксплуатации. Высокоскоростной паровоз типа "Hudson" эффективен только в одном сценарии – высокие скорости на ровных участках пути. Первоначально дизельные локомотивы были менее мощными, чем типичные паровозы. В период с конца 1930-х по конец 1950-х годов мощность дизельных локомотивов примерно удвоилась, хотя самые мощные когда-либо построенные паровозы по-прежнему превосходили по мощности самые мощные дизельные локомотивы конца XX века. Переход на дизельную тягу (дизелизация) мог быть осуществлен без существенных изменений в железнодорожной инфраструктуре, что обеспечивало более низкие первоначальные капитальные затраты по сравнению с электрификацией. Однако в ситуациях, когда объемы перевозок достаточны для амортизации капитальных затрат на электрификацию, большая эффективность и скорость, обеспечиваемые электрификацией, являются значительными преимуществами, и электрифицированные системы предпочтительны в большинстве развитых стран, за исключением Северной Америки, Британских островов и Австралии.
Европа
Относительно небольшие расстояния между пунктами назначения и высокие объемы перевозок в Европе способствовали замене паровой тяги электрификацией. Многие линии электрифицированы, хотя некоторые второстепенные линии с небольшим трафиком и маневровые работы остаются неэлектрифицированными. Большинство стран использовали дизельные локомотивы как временное решение в период послевоенного восстановления и электрификации. Некоторые страны, в частности Швейцария, электрифицировали всю свою железнодорожную сеть. Самые мощные электровозы в Западной Европе используются для перевозки шведской железной руды. В Великобритании Великая западная железная дорога представила дизельные моторные вагоны в 1930-х годах, а первый британский магистральный дизельный локомотив был построен Лондонской, Мидлендской и Шотландской железной дорогой в 1947 году, но, в отличие от других развитых стран, переход от паровой тяги был задержан в первые послевоенные годы. Эта задержка была обусловлена двумя экономическими факторами: более низкой первоначальной стоимостью паровозов для немедленной замены большого количества локомотивов, изношенных во время войны, и прогнозируемым ростом стоимости нефти по сравнению с углем, который был в изобилии в стране. Национализация железных дорог произошла в 1948 году, а дизельные локомотивы были впервые внедрены в широком масштабе после Плана модернизации 1955 года. Низкая надежность первых дизельных локомотивов, использованных в рамках Плана модернизации, привела к замедлению его реализации, пока проблемы с локомотивами не были решены во второй половине 1950-х годов. Последний паровоз для Британских железных дорог был построен в 1960 году и получил название "Evening Star" (номер 92220). Паровая тяга была полностью прекращена на Британских железных дорогах в 1968 году и в значительной степени заменена дизельной (с электрификацией на небольшом количестве линий). На железных дорогах Северной Ирландии паровые поезда были окончательно заменены дизельными в 1970 году. Паровые поезда продолжали эксплуатироваться в лондонском метро до 1971 года, поскольку London Transport считал, что паровые маневровые локомотивы дешевле дизельных. После 1971 года дизель-гидравлические и аккумуляторные электровозы взяли на себя маневровые работы в лондонском метро. Паровые локомотивы продолжали использоваться на многих промышленных железных дорогах Великобритании, в основном Национальным угольным советом и Британской стальной корпорацией, до 1980-х годов. Ирландия выбрала дизелизацию вместо электрификации, и по состоянию на 2015 год железные дороги Ирландии (за исключением электрифицированной системы Dublin Area Rapid Transit) полностью работают на дизельном топливе.
Северная Америка
Небольшой первоначальный рынок дизельных двигателей был создан Законом Кауфмана штата Нью-Йорк 1923 года, запрещавшим эксплуатацию паровозов в Нью-Йорке и прилегающих городах. Основные пассажирские железные дороги Нью-Йорка уже были электрифицированы, либо их электрификация планировалась независимо от Закона Кауфмана. Электрификация многочисленных грузовых сортировочных станций была неэкономичной, и железные дороги обратились к дизелям. Первый дизель-электрический маневровый локомотив ALCO был введен в эксплуатацию в 1925 году Центральной железной дорогой Нью-Джерси на её набережном терминале на 138-й улице в Бронксе. Второй был поставлен в том же году на сортировочные станции Балтимор и Огайо на Манхэттене. Оба работали до конца 1950-х годов и до сих пор сохранились в музеях. Преимущества дизель-электрических маневровых локомотивов обеспечили им широкую популярность в 1930-х годах. Дизелизация получила импульс благодаря трем событиям начала 1930-х годов: разработке General Motors и её дочерней компании Winton Engine Corporation дизельных двигателей со значительно улучшенным отношением мощности к весу и гибкостью регулирования; стремлению железных дорог найти более экономичные локомотивы для пассажирских перевозок в период Великой депрессии; и инновациям в конструкции железнодорожного оборудования, которые снизили вес, сделав современные дизельные двигатели, которые по сегодняшним меркам были маломощными, пригодными для использования на основных пассажирских линиях. В середине 1930-х годов появились легкие дизель-электрические моторвагонные поезда, такие как Zephyrs на Burlington Route и M 1000x "City" на Union Pacific. Во второй половине десятилетия были разработаны и запущены в серийное производство дизельные локомотивы, обладавшие достаточной мощностью для полноценных пассажирских поездов. Улучшенные дизельные двигатели GM в 1938 году увеличили мощность и надежность. Контракты GM на поставку включали обучение, финансирование и техническое обслуживание, чтобы облегчить переход с паровой тяги на дизельную. Дизелизация пассажирских перевозок набрала обороты к концу десятилетия, и в 1940 году на рынок вышла первая модель магистрального дизельного грузового локомотива. Дизелизация была особенно привлекательна для западных железных дорог, для которых потребность в воде для паровозов была проблемой на обширных территориях западного интерьера. Железнодорожные компании, работавшие в угольных регионах, вплоть до 1940-х годов неохотно переходили на дизельное топливо, которое было конкурентом одного из их основных рынков грузоперевозок. Конкуренция со стороны дизельных локомотивов стимулировала развитие паровозостроения. Высокоскоростные паровозы, выпущенные во второй половине 1930-х годов, стали лидерами по скорости в пассажирских перевозках. Двухцилиндровые и шарнирные паровозы, построенные в начале 1940-х годов, превзошли по мощности любой дизельный локомотив, когда-либо построенный, хотя их мощность была превзойдена газотурбинными электрическими локомотивами в 1950-х годах. Механические угольные питатели, используемые с 1920-х годов, и использование бункерного мазута в качестве альтернативного топлива облегчили практическое использование пара для самых высоких требований к мощности. Однако пределы паровой технологии быстро достигались. Новые локомотивы были механически сложными и чрезвычайно специализированными. Размер локомотивов стал проблемой, поскольку паровозы стали настолько большими в 1940-х годах, что размеры цилиндров и котлов приближались к пределам, допускаемым габаритом. Потребность в топливе и воде для мощных паровозов стала проблемой. Разработка паровой турбины для электрического локомотива была осуществлена в 1938 году компанией General Electric. GE отказалась от проекта в 1943 году после неудовлетворительных результатов испытаний на трех железных дорогах, а последующие усилия Baldwin Locomotive Works по созданию паровой турбины для электрического локомотива в конце 1940-х и начале 1950-х годов также не увенчались успехом. Вступление США во Вторую мировую войну прервало дизелизацию. ВМС США получили приоритет в поставках дизельных двигателей, что ограничило их доступность для железнодорожного транспорта. Совет по военному производству не разрешал производство пассажирских локомотивов с сентября 1942 года по февраль 1945 года. Нефтяной кризис 1942–1943 годов сделал угольную тягу более привлекательной, особенно вблизи восточного побережья. После пика нефтяного кризиса и с началом серийного производства дизельных двигателей было разрешено увеличение производства грузовых дизельных локомотивов. К концу войны накопившийся спрос на замену устаревшего и изношенного железнодорожного оборудования был огромным. Доля паровозов на рынке упала с 30% в 1945 году до 2% в 1948 году. Снижение было наиболее резким в пассажирских перевозках, где модернизация оборудования была необходима для улучшения имиджа и снижения затрат, поскольку железные дороги столкнулись с растущей конкуренцией со стороны самолетов и автомобилей. Norfolk and Western продолжала отстаивать паровые локомотивы, эксплуатируя паровые пассажирские локомотивы до 1959 года и приобретя последние американские паровозы, поршневой локомотив, построенный на собственной мастерской в 1953 году, и паровой турбинный электрический локомотив, построенный Baldwin Locomotive Works в 1954 году. Благодаря преимуществам дизельных локомотивов, к середине 1950-х годов железные дороги Северной Америки вывели из эксплуатации 90% своих паровозов. Кроме того, крупные города и их сортировочные станции перестали быть хорошими соседями в послевоенной Америке. Люди больше не хотели мириться с большим количеством сажи и дыма, производимого угольными паровозами. Ранние дизельные локомотивы, хотя и были грязными по сегодняшним стандартам, значительно улучшили качество воздуха по сравнению с паровыми. Паровые локомотивы прослужили до конца 1950-х годов на крупных американских железных дорогах, а в отдельных случаях – до середины 1960-х годов на небольших железных дорогах общего пользования. Последний парк паровозов, используемых в повседневной эксплуатации (то есть не восстановленный), был выведен из эксплуатации в конце 1970-х годов. Теперь они встречаются только в исторических и экскурсионных целях, где паровоз снова становится звездой шоу. Выведенные из эксплуатации паровозы, многие из которых были довольно новыми, когда устарели, часто находили вторую жизнь в развивающихся странах благодаря дешевой рабочей силе для обслуживания и эксплуатации, наличию угля и отсутствию экологических проблем.
Советский Союз Россия
Советское руководство в 1920-х и 1930-х годах изначально видело электрификацию железных дорог как ключевой элемент своей индустриализации, но ко Второй мировой войне была электрифицирована лишь небольшая часть железнодорожной сети. Этот проект столкнулся с множеством трудностей, включая высокие первоначальные затраты на электрификацию в соотнесении с объемом перевозок на протяженных линиях, высокую ресурсоемкость ранней советской электроэнергетики и острую необходимость в восстановлении разрушенных войной железнодорожных и энергетических систем по всей Восточной Европе. В середине 1950-х годов Советский Союз начал гибридную программу дизелизации и электрификации, при этом электрификация была сконцентрирована на более коротких участках. И дизелизация, и электрификация продвигались медленно; последние паровозы были списаны в 1975 году. К тому времени около 48% грузооборота осуществлялось дизельными локомотивами. В 1990 году дизельными локомотивами перевозилось около 30% пассажирского трафика и 37% грузооборота. После распада Советского Союза электрификация замедлилась из-за экономического кризиса 1990-х годов. Электрификация Транссибирской магистрали была завершена в 2002 году, а Кировской железной дороги до Мурманска – в 2005 году. С 2008 года доля грузооборота, осуществляемого дизельными локомотивами, составляет менее 15% от общего объема грузооборота.
Япония
Большая часть железнодорожной сети Японии была электрифицирована в послевоенные годы. Однако, на более отдалённых железнодорожных линиях, особенно на северном острове Хоккайдо, продолжали использовать списанные паровозы вплоть до середины 1970-х годов. Это было обусловлено ограничениями и проблемами, возникшими в национальной железнодорожной сети, Японских государственных железных дорогах (JNR). Япония также располагает значительными запасами угля как природного ресурса. К 1970 году большинство, если не все, паровозы были переведены на грузовые перевозки, а к моменту завершения дизелизации оставшиеся паровозы использовались для обслуживания местных линий и маневровой работы, после чего были окончательно выведены из эксплуатации.
Индия
Дизельные и электрические локомотивы начали постепенно заменять паровые в 1950-х годах. Последним построенным CLW паровозом широкой колеи (5 футов 6 дюймов) был паровоз класса WG под названием Antim Sitara («Последняя звезда»), № 10560, построенный в июне 1970 года. Последним паровозом метровой колеи был паровоз класса YG, построенный в 1972 году. Паровые локомотивы были в значительной степени заменены к 1980-м годам. Последняя регулярная эксплуатация паровоза на широкой колее состоялась 6 декабря 1995 года. Последняя эксплуатация паровоза на узкой/метровой колее завершилась в 1999 году. К 1954 году генеральный менеджер MRR Сальвадор Вилла распорядился о дизелизации сети MRR. General Electric поставила дизель-электрические локомотивы, а японский консорциум во главе с Daiichi Bussan Kaisha – дизельные моторвагонные составы класса JMC. Класс JMC поступил в эксплуатацию в 1955 году, а дизельные локомотивы производства GE – в 1956 году. 15 августа 1956 года паровозы MRR завершили свои последние регулярные рейсы на Лусоне. Современные усилия по электрификации начались в 1990-х годах, а последним воплощением этого является Северо-Южная пригородная железная дорога. Хотя паровые локомотивы в основном прекратили эксплуатацию в пассажирском сообщении к концу 1950-х годов, несколько плантаций на Лусоне и Висаях продолжали использовать паровозы. По состоянию на 2020 год, по крайней мере, один сахарный завод на острове Негрос по-прежнему эксплуатирует парк паровозов.
Европа
С точки зрения автомобильного транспорта дизельное топливо сначала стало популярным среди коммерческих перевозчиков на протяжении большей части XX века, а затем и среди владельцев легковых автомобилей, особенно начиная с 1970-х годов, когда дизельные двигатели стали более совершенными и более широко доступны для легковых автомобилей. К этому моменту дизель уже давно был популярным выбором для таксистов и сельскохозяйственных предприятий. Peugeot и Mercedes-Benz (начиная с Mercedes-Benz 260 D 1936 года) особенно зарекомендовали себя как производители дизельных двигателей для легковых автомобилей, в то время как VM Motori разработала ряд важных двигателей для автомобилей с полным приводом. В Лондоне знаменитое такси "кэб" (hackney carriage) уже давно работает на дизельном двигателе. Высокая надежность, простота управления и высокая топливная экономичность такого двигателя позволяют такси перевозить большое количество пассажиров с меньшими затратами, чем при использовании обычных бензиновых двигателей.
Соединенные Штаты
Легкие дизельные двигатели, предназначенные для автомобильного транспорта, появились в конце 1930-х годов. Вскоре их стали использовать в междугородных автобусах, большегрузных грузовиках, тракторах и строительной технике. Послевоенный период ознаменовался быстрой заменой бензиновых двигателей дизельными в большегрузных грузовиках и автобусах, при этом основными поставщиками двигателей были компании Cummins и Detroit Diesel, а также Buda Engine Co. (впоследствии подразделение Allis Chalmers). Повышение цен на бензин в 1970-х годах вызвало интерес к дизельным двигателям для легковых автомобилей, однако популярность их для частного транспорта, за исключением пикапов, вскоре снизилась.