text: паровоз — автономный локомотив с паросиловой установкой, использующий в качестве двигателя паровые машины. паровозы были первыми передвигающимися по рельсам транспортными средствами, само понятие локомотив появилось гораздо позже и именно благодаря паровозам. паровоз является одним из уникальных технических средств, созданных человеком, и роль паровоза в истории трудно переоценить. так, благодаря ему появился железнодорожный транспорт, и именно паровозы выполняли основной объём перевозок в xix и первой половине xx века, сыграв колоссальную роль в подъёме экономики целого ряда стран. паровозы постоянно улучшались и развивались, что привело к большому разнообразию их конструкций, в том числе и отличных от классической. так, существуют паровозы без тендера, без котла и топки, с турбиной в качестве двигателя, с зубчатой трансмиссией. однако с середины xx века паровоз был вынужден уступить более совершенным локомотивам — тепловозам и электровозам, которые существенно превосходят паровоз по экономичности. тем не менее, паровозы ещё продолжают работать, водя поезда, а в ряде стран они и поныне продолжают работать на магистралях.этимология:изобретение русского слова «паровоз» приписывается н. и. гречу, который в середине xix века издавал газету «северная пчела». до этого паровоз называли «самокатная паровая машина», «паровая фура», «паровая телега», «пароходка» — у черепановых и в. а. жуковского, и даже «пароход».в 1836 году в связи с предстоящим открытием царскосельской железной дороги в «северной пчеле» № 223 от 30 сентября появилось следующее сообщение:немедленно по прибытии паровых машин, которые для отличия от водяных пароходов можно было бы назвать паровозами, последуют опыты употребления их….в первых отчётах строителя царскосельской железной дороги ф. а. герстнера встречается: «паровая машина», «паровой экипаж», «паровая карета». с 1837 года герстнер уже использует слово «паровоз». в отчётах царскосельской железной дороги слово «паровоз» впервые появляется 8 февраля того же годаклассификация паровозов:# по осевой формуле, которая описывает число бегунковых, движущих и поддерживающих осей в экипаже. методы записи осевых формул, весьма разнообразны. в русской форме записи учитывают число каждого типа осей, в английской — каждого типа колёс, а в старогерманской учитывают только общее число осей и движущих. так, осевая формула китайского паровоза qj в русской записи будет 1-5-1, в английской — 2-10-2, а в старогерманской — 57. помимо этого, за многими типами закрепились названия из американской классификации, например: 2-2-0 — «америкен», 1-3-1 — «прери», 1-4-1 — «микадо», 1-5-0 — «декапод».# -- по числу цилиндров паровой машины — двух- и многоцилиндровые. наибольшее распространение получили двухцилиндровые паровозы как более простые и надёжные по конструкции, однако многоцилиндровые имеют лучшие динамические показатели. у трёхцилиндровых паровозов 2 цилиндра расположены снаружи рамы, а третий между её боковинами. примеры трёхцилиндровых паровозов: советский серии м, немецкий «br 01.10» и чехословацкий «друг». у четырёхцилиндровых паровозов два цилиндра располагаются снаружи рамы, а остальные два могут располагаться либо между половинами рамы - л, у, фл, либо снаружи, причём в этом случае 2 цилиндра с каждой стороны, в свою очередь, могут располагаться либо друг за другом, либо друг над другом - в и д к американского производства.# по роду применяемого пара — на насыщенном и перегретом паре. в первом случае получившийся после испарения воды пар сразу поступает в цилиндры паровой машины. такая схема применялась на первых паровозах, но была весьма неэкономичной и сильно ограничивала мощность. с начала xx века стали строить паровозы, работающие на перегретом паре. в данной схеме пар после получения дополнительно нагревается в пароперегревателе до более высокой температуры, а затем поступает в цилиндры паровой машины. такая схема позволяет получить значительную экономию в паре, а следовательно, в топливе и воде, благодаря чему стала применяться на подавляющем большинстве выпускавшихся мощных паровозов.# по кратности расширения пара в цилиндрах машины — с простым и многократным расширением. в случае применения простого расширения пар из парового котла поступает в паровой цилиндр, а после, буквально, выбрасывается в трубу. такая схема применялась на ранних паровозах. в дальнейшем на паровозах стали применять двукратное последовательное расширение пара, вместо простой паровой машины при этом стали применять компаунд. по такой схеме пар из парового котла сперва поступает в один цилиндр, а затем в другой, лишь после чего выбрасывается в атмосферу. при работе на насыщенном паре такая схема позволяет получить до 13 % экономии в топливе. с паровыми машинами компаунд двукратного расширения на рубеже xix—xx вв. выпускалось достаточно большое количество паровозов, однако с началом применения перегретого пара паровые машины стали вновь заменять на простые. это связано с тем, что при перегретом паре машина компаунд позволяет получить до 7 % экономии топлива, но сама конструкция при этом излишне усложняется. в связи с этим уже с 1910-х практически все мощные паровозы стали выпускать с простыми паровыми машинами. тем не менее на многих паровозах применялось двукратное расширение перегретого пара, а во многих странах такие паровозы выпускались и в конце 1940-х — начале 1950-х. также есть данные о том, что в ряде стран были попытки создать паровозы с трёхкратным расширением пара, однако такие паровозы оказались неудачными.# -- по числу экипажей, размещённых под котлом. в данном случае наибольшее распространение получили паровозы с одним экипажем, то есть с одной жёсткой рамой, так как такая конструкция довольно проста. для увеличения силы тяги при неизменной нагрузке от осей на рельсы необходимо увеличивать число движущих осей, но их максимальное число в экипаже ограничивается по условиям вписываемости в кривые. примером может служить опытный советский паровоз аа20-01, который был единственным в мире паровозом с семью движущими осями в одной жёсткой раме, который оказался технической ошибкой, так как неудовлетворительно вписывался в кривые и часто сходил на стрелках. поэтому нередко применялись паровозы с двумя экипажами, то есть на 2 поворотных тележках. паровозы такого типа получили название сочленённые, и существует достаточно большое количество схем их конструкций — ферли, мейера, гарратт. основные недостатки всех сочленённых паровозов — громоздкость конструкции, более высокая стоимость и весьма сложная конструкция паропроводов, а также большие потери пара при его передаче от котла к цилиндрам. также существует так называемый полугибкий тип, когда на поворотной тележке расположена лишь одна группа движущих осей, вторая же находится в основной раме.устройство и принцип действия паровоза:несмотря на разнообразие конструкций, все паровозы имеют три основные взаимосвязанные части: паровой котёл, паровая машина и экипажпаровой котёл служит для получения пара, то есть является первичным источником энергии. пар на паровозе является основным рабочим телом во многих устройствах и механизмах и прежде всего в тяговой паровой машине, которая преобразует энергию пара в возвратно-поступательное движение поршня, которое в свою очередь с помощью кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное, заставляя крутиться движущие колёса. помимо этого, пар служит для привода паровоздушного насоса, паротурбогенератора, а также используется в звуковых сигналах — свистке и тифоне. экипаж паровоза, состоящий из рамы и ходовых частей, является как бы передвижным основанием паровоза и служит для несения оборудования и для передвижения паровоза по рельсам. также иногда в основные части паровоза включают и тендер — прицепляемый к локомотиву вагон, служащий для хранения запасов воды и топлива .паровой котёл:так как паровой котёл является первичным источником энергии, это делает его главным компонентом паровоза. в связи с этим к котлу предъявляется целый ряд требований, прежде всего, надёжность работы котла. это обусловлено тем, что давление пара может достигать очень высоких значений, что превращает котёл в потенциальную бомбу, и какой-либо дефект конструкции может привести к взрыву, тем самым заодно лишив паровоз источника энергии. именно взрыв парового котла был одним из наиболее веских аргументов против введения паровозной тяги в xix веке.также паровой котёл должен быть удобен в управлении, обслуживании и ремонте, иметь возможность работы на различных видах и сортах топлива, быть как можно более мощным, а также экономичным.паровой котёл состоит из частей, которые для удобства часто делят на пять групп.:основные части котла:классический паровой паровозный котёл состоит из следующих основных частей : топка, цилиндрическая часть и дымовая коробка.в топке заключённая в топливе химическая энергия преобразуется в тепловую. конструктивно топка представляет собой две вложенные друг в друга стальные коробки: огненная коробка и кожух, соединённые между собой специальными связями. паровозная топка работает в крайне тяжёлых температурных условиях, так как температура от сгоревшего топлива может достигать 700 °c при угольном отоплении и свыше 1600 °c — при нефтяном. также между огненной коробкой и кожухом при работе находится слой пара под большим давлением. поэтому топку собирают из минимально возможного числа деталей, в частности огненная коробка часто состоит из пяти листов: потолок, два боковых, задний и трубчатая решётка. последняя является местом перехода от топки к цилиндрической части.в нижней части топки расположена колосниковая решётка, которая служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива. а в заднем листе расположено шуровочное отверстие, через которое забрасывается топливо. на мощных паровозах в верхней части топки расположены циркуляционные трубы и термосифоны, служащие для повышения циркуляции воды в котле. на этих трубах крепится специальный свод из кирпичей, защищающий потолок и трубчатую решётку от воздействия открытого пламени.между собой топки различают по форме потолка: с плоским потолком и радиальные. топка с плоским потолком имеет относительно большой объём огненной коробки, благодаря чему обеспечивается полнота сгорания топлива. в результате такие топки были весьма распространены у ранних паровозов, а в ряде стран выпускались вплоть до конца паровозостроения. но так как плоские листы хуже противостоят высокому котловому давлению, то на мощных паровозах требуется устанавливать большое число связей между огненной коробкой и кожухом. поэтому на мощных паровозах стали применять топки с радиальным потолком, которые легче топки бельпера и лучше противостоит высокому давлению пара. но у радиальной топки есть серьёзный недостаток: относительно малый объём топочного пространства, из-за чего топливо сжигается менее эффективно. в результате в передней верхней части таких топок нередко устанавливают камеру догорания, которая улучшает эффективность сгорания топлива.цилиндрическая часть парового котла является его основной частью, так как именно в ней происходит основное парообразование. по сути, цилиндрическая часть является дымогарным котлом, так как нагрев воды происходит за счёт проходящего через неё большого числа дымогарных труб, внутри которых протекают тепловые воздушные потоки. оболочка цилиндрической части состоит из нескольких барабанов, соединённых телескопическим методом, то есть один вложен в другой. впервые многотрубчатый котёл на паровозах был применён в 1829 году, а именно — на знаменитой «ракете» стефенсона.часто в цилиндрической части находится и пароперегреватель, который размещён в трубах, которые в основном аналогичны дымогарным, но больше диаметром. такие трубы называют уже жаровыми, а сам пароперегреватель — жаротрубным.гарнитура котла:гарнитура котла — приборы и устройства, которые обслуживают процесс горения, то есть обеспечивают тепловую работу котла. они позволяют обеспечить сожжение нужного количества топлива с наименьшими потерями. в зависимости от расположения, различают гарнитуру топки и гарнитуру дымовой коробки. также существует такой прибор как сажесдуватель, который может располагаться как в топке, так и в огненной коробке топки, либо вовсе быть переносным. сажесдуватель служит для очистки внутренней поверхности дымогарных и жаровых труб от сажи и изгари, тем самым позволяя увеличить передачу тепла от горячих газов через стенки труб к воде и пару. очистка производится направлением струи пара внутрь труб. впоследствии на многих паровозах сажесдуватели были демонтированы.гарнитура топки:к гарнитуре топки прежде всего стоит отнести колосниковую решётку, расположенную в огненной коробке на уровне топочной рамы. данная решётка служит для поддержания слоя горящего твёрдого топлива, а также, как понятно из названия, обеспечивает к нему, за счёт щелей, приток необходимого для горения воздуха. из-за больших размеров, колосниковая решётка делается из отдельных элементов — колосников, которые расположены поперечными рядами. на ранних паровозах колосники были неподвижными, впоследствии стали строиться паровозы с подвижными колосниками, что позволяло упростить очистку топки от шлаков и золы. привод качающихся колосников преимущественно пневматический. шлаки и зола из топки ссыпаются в расположенный под топкой специальный бункер — зольник, верхняя часть которого охватывает всю колосниковую решётку, а нижняя, из-за дефицита свободного пространства, располагается преимущественно между боковинами основной рамы паровоза. для пропуска воздуха в топку зольник оборудуется специальными клапанами, которые используются также и для очистки бункера от шлаков. к гарнитуре топки ещё относят и топочные дверцы, которые закрывают шуровочное отверстие, тем самым разделяя пространства топки и будки машиниста. так как и зольник, и решётка обеспечивают приток свежего воздуха в огненную коробку, засорение их воздухопроводов и щелей может привести к серьёзному падению мощности котла, поэтому при использовании антрацитов и низкокалорийных углей применяют шлакоувлажнитель, представляющий собой несколько трубок с отверстиями, расположенными по периметру колосниковой решётки. периодически через них пропускают пар, который понижает температуру у самой решётки, а соприкасаясь со шлаком, делает его более пористым.если паровоз отапливается нефтью или мазутом, то в топке устанавливают нефтяные форсунки и нефтепроводы. форсунки обеспечивают тонкое распыление топлива, что необходимо для его полного сгорания. при этом из топки изымают колосниковую решётку, а вместо неё в зольнике и топке устанавливают специальный кирпичный свод, который служит дополнительной защитой топки от пламени, имеющего более высокую температуру, нежели при угольном отоплении, а также для рационализации процесса горения — если пламя кратковременно погасить, то раскалённый свод поможет воспламенить поступающее после перерыва топливо. однако общий вес данного свода гораздо выше, чем у колосниковой решётки, поэтому перевод паровоза с угольного на нефтяное отопление повышает общий вес паровоза, особенно его задней части.гарнитура дымовой коробки:для горения топлива необходим воздух, причём его надо много: на 1 кг угля или мазута требуется соответственно 10—14 кг или 16—18 кг воздуха. подача такого количества воздуха в камеру сгорания естественным способом практически невозможна, что принуждает к созданию искусственной тяги газов в котле. для этого в дымовой коробке устанавливают специальное дымовытяжное устройство, которое обеспечивает приток воздуха в топку за счёт создания разрежения в дымовой камере. паровозные дымовытяжные устройства бывают нескольких конструкций, однако практически все они работают на уже отработанном паре, поступающем из тяговой паровой машины, что позволяет изменять подачу воздуха в зависимости от используемой мощности машины, то есть чем более напряжённо работает паровоз, тем сильнее горение и тем больше пара вырабатывается.наиболее простым дымовытяжным устройством является конус, который выглядит как форсунка конусовидного сечения, установленная под дымовой трубой. принцип действия конуса заключается в том, что пропущенный через него отработанный пар приобретает высокую ость, после чего направляется в дымовую трубу, где он, увлекая с собой воздух, создаёт в дымовой камере разрежение. конусы бывают различных конструкций, в том числе одно-, двух- и четырёхдырные, переменного и постоянного сечения, с общим и раздельным выпуском. наибольшее распространение получил четырёхдырный конус переменного сечения с раздельным выпуском, то есть когда пар из правого и левого цилиндров выпускаются раздельно. однако несмотря на простоту конструкции, конус нельзя использовать на паровозах с конденсацией отработанного пара, поэтому на последних в качестве дымовытяжного устройства используется вентилятор. привод вентилятора осуществляется от отработанного пара, что так же, как и при конусе, делает регулировку тяги автоматической. хорошая работа вентиляторной тяги привела к тому, что её начали применять даже на паровозах без конденсации отработанного пара арматура котла:паровая машина:парораспределительный механизм:система реверса:система реверса представляет собой систему взаимосвязанных рычагов, позволяющих изменить на 180° фазу начала впуска пара золотником по отношению к фазе движения поршня. долгое время это производилось вручную рычагом реверса с целью поменять направление движения вперёд или назад житков борис. как устроен паровоз. довоенное издание.вспомогательные устройства:экипаж:ко времени, когда паровозы на железных дорогах стали заменяться другими типами локомотивов, паровозы подошли к пределу увеличения своего тягового усилия, требующего при сохранении допустимой нагрузки на ось увеличения длины экипажа, что ограничивается радиусами закругления на находящихся в эксплуатации железнодорожных линиях. чрезмерно длинный паровоз портит путь, выворачивая рельсы и создаёт предпосылки для аварий и катастроф, особенно тяжёлых при возрастании ости движения.тендер:тендер паровоза представляет собой резервуар для запасов воды с расположенным поверх резервуаром для запасов топлива. в европе широко применялись паровозные серии, которые вообще не предусматривают прицепного тендера — у них запасы угля располагаются позади будки, а запасы воды — в специальных резервуарах впереди будки по обе стороны котла. такой паровоз носит название танк-паровоз. в россии такие паровозы получили распространение при работе на внутризаводских территориях, а также как маневровые паровозы.история паровоза:предыстория:идея заменить живую силу лошадей механической интересовала конструкторов уже достаточно давно. одним из первых, кто сумел воплотить её, стал французский инженер николя кюньо, который в ноябре 1770 года построил трёхколёсную повозку с паровым двигателем. машина оказалась весьма тяжёлой в управлении, в результате чего уже во время первых испытаний врезалась в стену. тем не менее, её по праву можно считать предшественником локомобилей, а также и паровозов. следующим стал американский конструктор оливер эванс, который в 1786 году попытался было запатентовать паровой автомобиль, в котором приводом служила паровая машина высокого давления. однако патентное управление отказало конструктору, посчитав его идею нелепой фантазией.почти одновременно созданием паровой повозки занялись и в великобритании. среди них наибольшего успеха добился уильям мёрдок — один из ближайших помощников самого джеймса уатта. в 1784 году мёрдок построил трёхколёсную повозку, двигателем которой служила одноцилиндровая паровая машина. повозка оказалась достаточно легко управляема и развивала хорошую ость на твёрдых ровных дорогах. но против повозки взбудоражилось местное духовенство, которое углядело в самодвижущемся экипаже промыслы нечистой силы. помимо этого, практическая реализация данного изобретения была весьма проблематична, поэтому сам уатт настоял на том, чтобы мёрдок прекратил свои опыты.однако идеей создания самодвижущегося экипажа серьёзно заинтересовался ученик мёрдока — ричард тревитик, который уже в 1797 году построил передвигающуюся по суше паровую повозку. однако развитие сухопутных экипажей сдерживало неудовлетворительное состояние существовавших тогда грунтовых дорог, поэтому было решено поставить паровую повозку на рельсовые пути, которые более прямолинейны и прочны.общая история:первые паровозы:первым, кто сумел сделать катящуюся по рельсам паровую повозку, стал талантливый английский инженер ричард тревитик, который уже к концу xviii века был известным из-за создания лёгких, но мощных паровых котлов. тревитик создал несколько моделей паровозов, самый первый из которых, «puffing devil», был создан в 1801 году, а в 1802 году был создан паровоз «coal ookdale» для одноимённой угольной компании. самая известная модель паровоза, которая получила имя «pen-y-darren», была создана в конце 1803 года, однако официальным годом её рождения считается 1804, когда тревитик получил патент на своё изобретение. паровоз сильно отличался от его «потомков». так, на нём один цилиндр раскручивал большое колесо-маховик, от которого через зубчатую передачу приводились обе колёсные пары. испытания данного паровоза проходили близ города мертир-тидвил, где 21 февраля паровоз впервые проехал с вагонетками, тем самым проведя первый в мире поезд. в 1808 году тревитик создаёт новый паровоз, который начал использовать на кольцевой железной дороге-аттракционе «поймай меня, кто сможет».к тому времени на крупных предприятиях активно использовалась конная тяга, применение которой существенно ограничивало вес составов с грузом, да и ость транспортировки была невелика. это в е привело многих владельцев крупных предприятий к мыслям о начале применения в транспортировке грузов паровых машин, в том числе и движущихся по рельсам. также началом применения в промышленности паровоз обязан был и французскому императору наполеону, а точнее его войнам, из-за которых возросли цены на зерновые, в том числе и на корма. из-за этого значительно вздорожало содержание лошадей. в 1811 году предпринимается попытка применения паровоза для вождения вагонеток с углём, но лёгкий паровоз не смог потянуть тяжёлый состав, а стал боксовать на месте. в результате родилось ошибочное мнение о невозможности реализации паровоза с гладкими колёсами на гладких рельсах достаточной силы тяги, поэтому в 1812 году для мидльтонских копей был создан паровоз «бленкинсоп», в котором сила тяги реализовывалась за счёт зубчатого колеса, катящегося по зубчатой рейке. однако уже в следующем году под руководством уильяма гедли создаётся паровоз «пыхтящий билли», который водил поезда лишь за счёт силы сцепления гладких колёс с гладкими рельсами, тем самым разрушая ложную теорию. паровоз был неуклюж и медлителен, но многие инженеры усмотрели в нём серьёзную конкуренцию лошадям. среди них был и мало кому тогда ещё известный машинный мастер джордж стефенсон, который уже в 1814 году построил свой первый паровоз, а впоследствии станет известен прежде всего как паровозостроитель и активный сторонник применения железных дорог.27 сентября 1825 года открывается первая в мире общественная железная дорога стоктон — дарлингтон. движение по ней открыл паровоз «locomotion», провёзший первый поезд. название паровоза довольно о становится нарицательным, а впоследствии все рельсовые движущиеся тяговые средства начинают называть на манер паровоза — локомотивами 5.дальнейшее развитие:закат эпохи паровозов:на протяжении всей истории паровозостроения делались серьёзные попытки улучшить эксплуатационные характеристики паровозов. так, тяжёлый и непроизводительный труд кочегара был облегчён благодаря применению шнековой системы подачи топлива — стокером. в этом же направлении подействовал и перевод котлов с твёрдого на жидкое топливо — мазут и другие тяжёлые фракции нефти. в богатых лесом районах неприхотливость парового котла к видам питающего их топлива делает использование паровоза вполне целесообразным. тем не менее в экономическом отношении паровоз, безусловно, уступает иным видам локомотивов. это привело к тому, что в середине xx века выпуск и эксплуатация паровозов во многих странах были свёрнуты, а сами они либо были порезаны на металлолом, либо превращены в неподвижные памятники, либо стали экспонатами музеев.несмотря на это, паровозная тяга до сих пор применяется на таких дорогах, где экономическая эффективность достигается иными способами, примером чего служит туристический бизнес. так, рельсовая связь между дрезденом и морицбургом с его известным замком осуществляется музейными вагонами на паровозной тяге. паровозы водят туристические поезда из дрездена и в других направлениях. существуют и общества любителей паровозов, в своей деятельности выполняющих мероприятия по сохранению памяти об этом виде техники, ставшей элементом истории цивилизации. в немецком городе майнингене существует завод, до сих пор выпускающий и ремонтирующий паровозы, а в польском вольштыне функционирует полноценное паровозное депо. также в ряде стран рабочие паровозы очень часто используются в праздничных мероприятиях и для съёмок исторических кинофильмов.в некоторых местностях индии и китая, где имеется дефицит дизельного топлива и отсутствует электрификация железных дорог, но в то же время доступно твёрдое топливо, паровозы продолжают водить поезда по сей день.на исторической узкоколейной железной дороге в провинции огненная земля, небольшой паровоз водит так называемый «поезд на краю света».история паровоза в россии:начало российского паровозостроения:первый паровоз в российской империи появился в 1834 году. этот паровоз был построен на выйском заводе ефимом и мироном черепановыми, при его создании учитывался опыт англичан. в августе того же года паровоз совершил первые поездки, в ходе которых возил поезд весом более 200 пудов со остью до 16 кмч. в следующем году черепановыми был создан второй, более мощный паровоз. но в е, в основном из-за давления подрядчиков конского извоза, испытательные поездки были прекращены. однако уже 30 октября 1837 года поезд с паровозной тягой прошёл по первой российской общественной железной дороге — царскосельской.вначале не было единого стандарта колеи. так, царскосельская дорога была шириной 1833 мм, николаевская в силу большого количества американских инженеров и готовых проектных решений, привезенных ими с собой, была уже, как на то время было принято в южных штатах сша — 1524 мм или 5 футов. дорога до варшавы и того меньше — по ширине постепенно принимавшегося стефенсовского стандарта некоторых приграничных c российской империей стран. со временем были приняты единые национальные стандарты. император николай i, инженер по образованию, утверждая документы для организации железнодорожного сообщения в россии, повелел утвердить ширину колеи магистральных направлений 1524 мм. это было шире, чем в германии, австрии, франции, но уже, чем, к примеру, в испании. использование разной колеи привело в дальнейшем к неудобствам, связанным с необходимостью менять под вагонами на приграничных станциях тележки. однако это же в сильной степени затруднило снабжение немецкой армии в годы второй мировой войны. параллельно с широкой колеёй ещё долго существовала обширная сеть более дешевых узкоколейных, местных дорог, достигавших на пике своего развития по 40 000 км и пришедших в упадок только во второй половине xx века.8 февраля 1837 года в отчётах впервые появляется слово «паровоз», а 30 октября паровоз «проворный», проведя пассажирский поезд, официально открыл движение по дороге. в 1848 году открывается железная дорога длиной 308 км от варшавы до границы с австрией.на обеих указанных дорогах паровозы были заграничного производства. годом начала русского паровозостроения можно считать 1845, когда александровский завод в санкт-петербурге выпустил первые паровозы: товарные типа 0-3-0 и пассажирские типа 2-2-0. через год эти паровозы начали работать на ещё строящейся магистрали санкт-петербург — москва, а 1 ноября 1851 года крупнейшая в мире на тот момент времени двухпутная железнодорожная магистраль была официально открыта, благодаря чему время в пути между двумя крупнейшими в стране городами сократилось с трёх суток до менее чем 22 часов. на 1860 год в россии было менее 1000 км магистральных железных дорог, и мощностей одного паровозостроительного завода вполне хватало. однако уже в середине 1860-х в стране начинается рост строительства железных дорог, что соответственно приводит и к росту потребностей в паровозах. 15 марта 1868 года царское правительство заключает контракты с рядом российских заводов на срок в 5 лет по строительству паровозов. в следующем году свои первые паровозы выпускают камско-воткинский и коломенский заводы, причём последний сразу показывает высокий темп производства и в е становится крупнейшим локомотивостроительным предприятием в россии. в 1870 году начинают строить паровозы заводы невский и мальцевскийразвитие конструкции русских паровозов:как и в большинстве стран с железными дорогами, в россии уже с момента появления паровозы стали постоянно улучшаться. высокий рост грузо- и пассажирооборота требовал увеличения пропускной способности железных дорог. основной упор был сделан на повышение веса поездов, что требовало применения паровозов с более высоким сцепным весом. так как повышение осевых нагрузок представляло на то время затруднения, то повышение сцепного веса осуществлялось за счёт повышения числа осей. в результате уже в 1858 году в россии появляются практически первые в европе товарные паровозы с четырьмя движущими осямив 1895 году на русские железные дороги поступили из сша паровозы типа 1-5-0 — первые в европе паровозы с пятью движущими осями в одной жёсткой рамедальнейшее повышение числа осей ограничивалось по условиям вписывания в кривые, что привело к появлению на русских дорогах сочленённых паровозов, при этом активно использовался зарубежный опыт. так, в 1872 году на закавказскую дорогу поступили первые паровозы системы ферли типа 0-3-0—0-3-0 книга, а в 1899 году российские заводы начали выпуск полусочленённых паровозов системы маллета типа 0-3-0+0-3-0помимо этого, формируется российская школа паровозостроения. так, в 1854 году инженером-конструктором публикуются правила для составления проекта паровоза. в 1870 году издаётся первый учебник «курс паровозов», автор которого — профессор петербургского технологического института. в 1880-е под руководством инженера а. п. бородина при киевских мастерских организуется первая в мире лаборатория по испытанию паровозов. также из инженеров-железнодорожников того периода — л. м. леви, в. и. лопушинского, а. с. раевского и а. а. холодецкого.в 1882 году, по предложению а. п. бородина, на одном из паровозов простую паровую машину заменили на машину-компаунд, а в 1895 году одесские железнодорожные мастерские выпустили несколько паровозов сразу с такой машиной. применение такой машины, при некотором усложнении конструкции, позволяло экономить до 20 % топлива и воды. в результате с 1890-х подавляющее большинство русских паровозов начинают выпускаться с машинами-компаунд7 сентября 1902 года на русские железные дороги поступает паровоз типа 2-3-0 б п 181 — первый из паровозов российской постройки, выпущенный сразу с пароперегревателем. паровоз экономил до 25 % воды, а в устройстве был проще паровозов с машинами-компаунд, поэтому в дальнейшем русскими заводами выпускались паровозы исключительно с пароперегревателями. хотя были и попытки применения машины-компаунд при перегретом паре, однако конструкция паровоза при этом излишне усложнялась, что повышало стоимость ремонта и не оправдывало получаемой экономии в топливев 1907 году под руководством конструкторов к. н. сушкина и е. е. нольтейна был разработан и построен паровоз серии к, на котором впервые в российском паровозостроении колосниковая решётка топки была вынесена над рамой. отныне высоко поднятый паровой котёл становится характерной чертой конструкции русских паровозовсравнительные характеристики русских паровозов:закат эпохи русских паровозов:ещё в начале xx века разными конструкторами предлагались различные варианты конструкций более экономичных, нежели паровоз, локомотивов. в 1924 году в ссср появились первые тепловозы, а в 1931 году было налажено их серийное производство. и хотя в 1937 году нкпс отказался от приёма тепловозов в эксплуатацию, тепловозы сразу показали свою высокую экономичность, затрачивая в 5—7 раз меньше топлива на единицу работы, чем паровозы.в 1933 году на советских магистральных железных дорогах появляется новый вид тяги — электровозная. несмотря на более высокие начальные затраты, электровозы по сравнению с паровозами более надёжны, а их мощность мало зависит от температуры окружающей среды. к тому же будучи неавтономным локомотивом, электровоз может использовать возобновляемые ресурсы, например, энергию падающей воды. в результате уже в том году на советских заводах - динамо» было начато серийное производство электровозов, которое велось вплоть до начала военных событий.в послевоенный период, когда началось восстановление страны, а на дорогах возрос товарооборот, мощность и ости паровозов существенно возросли. помимо этого, улучшались их качественные показатели, в частности на серийных машинах уже применялись водоподогреватели, проводились опыты с более экономичными пароперегревателями. однако к тому времени и тепловозы, и электровозы уже показали свои преимущества перед паровозами. у последних всё яснее виднелся их основной недостаток — крайне низкий кпд, который даже у самых совершенных паровозов того времени не превышал 9,3 %. при восстановлении разрушенных локомотивостроительных заводов в них начали создавать цеха для производства новых видов локомотивов. right и л уже в 1947 году харьковский паровозостроительный завод перешёл на крупносерийное производство тепловозов, а новочеркасский паровозостроительный завод — электровозов. в 1950 году свои последние паровозы выпускает брянский машиностроительный завод. окончательную точку в судьбе русского паровозостроения поставил в 1956 году xx съезд кпсс, на котором было принято решение о прекращении строительства паровозов и о начале массового внедрения прогрессивных видов тяги — тепловозной и электровозной. в том же году 29 июня коломенский завод выпускает последний в ссср пассажирский паровоз — п36-0251, а в конце года ворошиловградский паровозостроительный завод построил последний грузовой, а также последний магистральный паровоз советского производства — лв-522. в том же, 1956-м, году оба эти завода перешли на выпуск тепловозов тэ3. в 1957 году на муромском паровозостроительном заводе был прекращён выпуск последней в ссср серии маневровых паровозов — 9п м тем не менее, паровозная тяга использовалась в ссср в регулярном железнодорожном сообщении до середины 1970-х годов. по данным историка железной дороги в. а. ракова на поездной грузовой работе паровозы использовались до 1978 года. в дальнейшем паровозы работали на некоторых второстепенных участках железных дорог. в латвийской сср на маршрутах плявиняс — гулбене и рига — иерики — пыталово паровозы серии л водили грузопассажирские поезда как минимум до 1980 года. на участке питкяранта — олонец в карелии паровозы серии эр водили грузовые поезда до 1986 года. на перегоне рославль i — рославль ii паровоз серии л работал с грузовыми составами в 1989 году. отдельные паровозы в некоторых регионах страны использовались на манёврах в железнодорожных депо и узлах, а также на промышленных предприятиях вплоть до начала 1990-х, некоторые, в частности паровоз ов-324, работают до сих пор. дольше остальных задержались на паровозной тяге некоторые узкоколейные железные дороги страны. после массового исключения паровозов из парка в ссср, в 1960—70-х гг. некоторая часть из них была пущена на слом, другая часть отправилась на многочисленные базы запаса локомотивов, где они были законсервированы, а некоторые, как, например, часть паровозов серии фд, были переданы за рубеж.кроме этого, после списания, паровозы часто использовались в качестве котельных в локомотивных депо или на промышленных предприятиях, а также устанавливались в качестве памятников на железнодорожных станциях, вокзалах и депо. в настоящее время паровозы в основном используются в ретропоездах, имеющих развлекательно-познавательную функцию.в сентябре 2018 года был запущен первый в современной россии регулярный паровозный маршрут на участке бологое — осташков. пригородный поезд курсирует каждую субботу. паровоз модели су 250-74 1948 года выпуска тянет состав из двух пассажирских вагонов образца 1980-х гг. на санкт-петербургском железнодорожном узле паровозы в целях поддержания работоспособности техники и квалификации персонала, регулярно используются в маневровой и вывозной работе, работая с составами весом до 2500 тонн. эпизодически используются в грузовой и хозяйственной работе паровозы и в других депо.обозначения серий паровозов:первые паровозы получали имена собственные однако ввиду того, что обозначения на каждой дороге присваивались по собственной системе, в е сложилась ситуация, когда у паровозов практически одинаковой конструкции было по несколько десятков вариантов серий, что привело к необходимости ввода единых обозначений серий паровозов по стране. одной из первых такая система была применена в российской империи, где в 1912 году циркуляр управления железных дорог министерства путей сообщения ввёл буквенную систему обозначений серий паровозов, как для казённых, так и для частных железных дорог. так, согласно ей, все старые товарные паровозы с 3 движущими осями получили обозначение серии т, типа 0-4-0, выпущенные до паровозов «нормального типа» — ч, паровозы «нормального типа» — о и т. д.примерно в то же время в польше перешли на буквенно-цифровое обозначение серий, при которой первая буква обозначала род службы локомотива, вторая — осевую характеристику, а следовавшая далее цифровая часть — на конструктивные особенности. например, обозначение паровоза ty23 имеет следующую расшифровку: towarowe, осевая характеристика — y, появился в 1923 годув 1925 году в германии рейхсбан ввёл единое двухцифровое обозначение серий паровозов для всех германских железных дорог и общую нумерацию для каждой серии. по такой системе в одну серию объединяли паровозы, выпущенные до 1920-х и имевших общую осевую формулу, в результате чего паровозов каждой серии могло быть нескольких разновидностейподобную схему обозначений, только трёхцифровую, пытались ввести в 1920-х и в советском союзе, причём на начальном уровне сохраняя при этом буквенное обозначение, результатом чего явились буквенно-цифровые обозначения серий, например, с у 212. однако такая система на советских железных дорогах оказалась неэффективной, причём во многом из-за того, что номера каждой серии могли быть лишь в пределах от 1 до 99, тогда как паровозов каждой серии было построено гораздо большенередко паровозы получали обозначения серии в честь главных конструкторов - пассажирский тёзка лопушинского, а грузовой ю был в 1912 году назван щ в честь конструктора н. л. щукина либо известных личностей отличия пассажирского и грузового паровозов:пассажирские и грузовые паровозы существенно отличаются по конструкции экипажа, что объясняется следующими причинами:пассажирскому паровозу не нужен большой сцепной вес, поэтому может быть уменьшено количество движущих или «сцепных» колёс, осуществляющих сцепление с рельсами за счёт сил трения.скорость пассажирского паровоза при равной мощности должна быть выше, для этого используют движущие колёса увеличенного диаметра, а для поддержки цилиндров и передней части котла используют бегунковые колёса небольшого диаметра. бегунковые оси стояли в отдельной тележке, они облегчают вписывание экипажа в кривые, а также подготавливают путь к прохождению движущих колёс. в некоторых случаях единственная бегунковая ось объединялась в тележку с передней движущей осью, что ещё больше способствовало приспособляемости экипажа к прохождению кривых на больших остях.технические преимущества и недостатки паровоза:относительная простота конструкции, благодаря чему их производство было довольно просто наладить на машиностроительном или металлургическом заводе.надёжность в эксплуатации, обусловленная уже упомянутой простотой конструкции, благодаря чему паровозы могут эксплуатироваться на протяжении более 100 лет.наибольшая сила тяги при трогании с места. более того, из всех распространённых видов двигателей транспортных средств единственно паровая машина может неограниченно долго развивать максимальную силу тяги даже у стоящего на месте локомотива.многотопливность, то есть возможность работы практически на любом топливе, в том числе на дровах, торфе, угле, мазуте. в 1960-х годах, после снятия с поездной работы, многие паровозы были переданы на подъездные пути предприятий, где их отапливали, часто отходами производства: щепой, опилками, макулатурой, зерновой шелухой, бракованным зерном, отработавшими смазочными материалами. при этом тяговые возможности паровоза существенно снижались, но для манёвров с несколькими вагонами тяги хватало.у тепловозов существенно падает мощность дизельных двигателей в условиях высокогорья, в то время как мощность паровозов в таких условиях даже растет. поэтому паровозы могут достаточно эффективно работать на высокогорных перевалах.крайне низкий кпд, который на последних серийных паровозах составлял 5—9 %, что обусловлено низким кпд самой паровой машины, а также недостаточной эффективностью сгорания топлива в паровом котле и потерями тепла пара при передаче его от котла к цилиндрам. после окончания эпохи массового использования паровозов, за счёт применения компьютерных технологий удавалось довести кпд до 11,8 %.повышенная склонность к боксованию, обусловленная сильной неравномерностью крутящего момента, создаваемого поршневой паровой машиной, особенно при небольших остях, а также тем, что движущие оси паровозов жестко спарены.несимметричность паровозов классической конструкции, что вызывало необходимость разворота локомотива при смене направления движения.потребность в больших запасах мягкой «котельной» воды и в их постоянном пополнении на станциях, что особенно ограничивало применение паровозов в засушливой местности либо в отдалённых регионах стран. применение паровозов с конденсацией отработанного пара хоть и снижало актуальность этой проблемы, но не устраняло её полностью. необходимость организации водоснабжения существенно удорожало постройку железнодорожных линий вообще и сдерживало расширение дорожной сети — малодеятельные линии оказывались нерентабельными.высокая пожароопасность, обусловленная наличием открытого огня сгорающего топлива. данный недостаток отсутствует на бестопочных паровозах, однако радиус действия таких машин весьма ограничен.большое количество дыма и копоти, выбрасываемых в атмосферу. этот недостаток особенно сильно проявлялся при вождении пассажирских поездов, при работе в черте населённых пунктов, в тоннелях и проч. проблема была настолько острой, что власти города нью-йорка в 1903 году издали закон, запрещающий использование паровозов на территории нью-йоркского острова манхэттен южнее реки харлем после 30 июня 1908 года. формально закон стал реакцией правительства штата на катастрофу 1902 года. тогда во время движения по тоннелям в районе парк-авеню машинист одного из поездов был ослеплен паровозным дымом, не рассчитал ость, и его паровоз врезался во впереди идущий состав, в результате чего погибло пятнадцать пассажиров. в 1923 году этот закон был ещё более ужесточен. так называемый « », который должен был вступить в силу с 1 января 1926 года, предписывал всем железным дорогам, чьи линии хотя бы частично находились в границах нью-йорка и его пригородов, не использовать на этих линиях никакой другой тяги, кроме электрической.невозможность работы паровозов по системе многих единиц, что для вождения тяжеловесных поездов требует применения кратной тяги, а следовательно, и увеличения числа локомотивных бригад.несмотря на тяжёлые условия работы, паровозы, тем не менее, весьма ценились машинистами. прежде всего это было связано с тем, что, в отличие от всех других локомотивов, теоретически рассчитать рациональные режимы ведения поезда для паровозов практически невозможно, так как слишком много составляющих: температура и давление пара, положения регулятора и реверсора, уровень воды в котле и т. д. и т. п. из-за этого сильно ценился практический опыт машинистов, благодаря которому и удавалось осуществлять вождение тяжеловесных поездов с более высокими остями, как это делал, например, советский машинист пётр кривонос. с уходом паровозов авторитет профессии машинист локомотива значительно упал рекорды среди паровозов:самый первый официальный рекорд для рельсового транспорта был зарегистрирован в 1829 году в англии и является рекордом ости. 6 октября этого года на железной дороге манчестер — ливерпуль при большом стечении народа состоялись гонки, вошедшие в историю как «рейнхильские состязания». победителем этих соревнований стал паровоз стефенсона «ракета», который 8 октября развил ость 24 милич, по другим данным — 30 мильч, что на то время являлось рекордом для сухопутного транспорта дальнейшей планкой, к которой стремились конструкторы паровозов, стала ость в 100 мильч. точные данные о том, когда этот рекорд был побит, весьма разнятся. так, согласно одним данным, в сентябре 1839 года такой ости достиг английский паровоз «hurricane» типа 1-1-1 с диаметром движущих колёс 3048 мм. согласно другим, это был американский паровоз типа 2-2-0 № 999, который 10 мая 1893 года с поездом «empire state express» развил ость в 181 кмч. однако оба эти факта нередко ставятся под сомнение различными авторитетными учёными . рекорд ости в 200 кмч был превзойдён 11 мая 1936 года, когда немецкий паровоз серии 05 типа 2-3-2 фирмы «борзиг» в демонстрационной поездке достиг ости 200,4 кмч. окончательный же рекорд ости для паровозов был установлен 3 июля 1938 года, английский паровоз серии a4 № 4468 «mallard» достиг ости 202 кмч .советский рекорд ости среди паровозов несколько скромнее. так, 29 июня 1938 года остной паровоз коломенского завода на линии ленинград — москва достиг ости в 170 кмчоднако есть данные, что в апреле 1957 года другой остной паровоз, но уже ворошиловградского завода улучшил этот результат, достигнув ости в 175 кмч. что касается размеров, то самыми большими и тяжёлыми паровозами в мире являются американские паровозы класса 4000, длина которых с тендером достигает 40,47 м, а служебная масса составляет 548,3 т, что делает их заодно самыми тяжёлыми локомотивами в истории. из советских паровозов самыми большими и тяжёлыми были опытные п38, служебная масса которых с тендером составляла 383,2 т при длине 38,2 м, а из довоенных — сочленённый танк-паровоз я-01 длиной 33,1 м при служебной массе 266,6 т. самым же массовым в мире паровозом является российский паровоз серии э. этот паровоз строился с 1912 по 1956 гг. на трёх десятках заводов в шести странах мира. по разным оценкам, было построено не менее 10,8 тысяч паровозов этой серии