Logo name

История железнодорожного транспорта России. Том 1. 1836—1917 (книга, часть 6)



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск

Часть 5

Содержание

Глава 16. Подвижной состав железных дорог

16.1. Развитие отечественной паровозо- и вагоностроительной промышленности

Как уже отмечалось, Александровский механический завод Петербурго-Московской железной дороги явился первенцом железнодорожного машиностроения. К 1845 г. по специальной ветке, подведённой к заводу, проследовали изготовленные здесь первые два паровоза.

В 1847 г. на заводе было 230 станков и машин, в том числе уникальное по тому времени оборудование: паровые молоты, стан для протяжки труб, зуборезный станок, специальная установка для испытания металлоконструкций, механический и гидравлические прессы. Он имел механический, лесопильный, литейный, машинно-кузнечный, слесарный и другие цеха, оборудованные новой техникой.

Первые паровозы были без будок и площадок, продувательные краны открывались снаружи при пуске паровоза. Товарный паровоз развивал скорость до 22 км/ч, пассажирский — до 30. В дальнейшем эти локомотивы модернизировали: установили будки, площадки, кулисное парораспределение, инжекторы, буфера.

В 1893 г. завод вместе с Петербурго-Московской дорогой передали из Главного общества российских железных дорог в казну. К этому времени при содействии МПС предприятие было реконструировано, построены новые цеха, электростанция, заменена значительная часть оборудования, создана первая лаборатория со стендом для испытания паровозов на месте, организованы ходовые и теплотехнические испытания локомотивов. Здесь впервые стали применять электропайку и электросварку. Паровой привод станков и механизмов в большинстве случаев заменили электрическим. Планировка цехов завода после реконструкции стала типовой для строительства предприятий по выпуску и ремонту подвижного состава.

Трудно переоценить роль Александровского завода и в становлении вагоностроения. Ещё в 1844 г. здесь построили вагонные мастерские (их тогда называли «вагонное заведение»). Таким образом, завод разделился на два отделения — паровозное и вагонное. В 1850 г. в вагонных мастерских, помимо постройки новых, производили ремонт вагонов и изготовляли запасные части к ним .

К открытию Петербурго-Московской дороги было выпущено 174 пассажирских, около 2000 товарных вагонов и 580 платформ. Пассажирские вагоны I, II и III классов отличались друг от друга внутренним оборудованием и отделкой. В 1875 г. началась постройка пассажирских вагонов на Русско-Балтийском заводе в Риге, затем на Брянском и Путиловском предприятиях.

В 1910—1912 гг. в мастерских Александровского завода разработали новый тип 20-метрового классного вагона, который был принят в качестве стандарта для всей сети. В это же время выпущено несколько вагонов-ресторанов для поездов дальнего следования. В 1913 г. построены первый динамометрический вагон и четыре образцовых салон-вагона. Через год для государственного банка завод выпустил бронированный вагон для перевозки золотой и серебряной монеты.

Во время Первой мировой войны вагонные мастерские ремонтировали оборудование, формировали санитарные и специальные воинские поезда, а паровозные мастерские изготовляли снаряды.

В конце 60-х годов прошлого столетия появились новые паровозостроительные заводы: Коломенский, Воткинский, Невский, Мальцевский. С 1869 по 1900 г. отечественные предприятия построили 7619 паровозов, всего к 1917 г. ведущие заводы выпустили 21 101 локомотив (см. таблицу).

Выпуск паровозов заводами России

Эти предприятия составили основу локомотивостроения России в конце XIX в.

На рубеже XIX и XX вв. вступили в строй вагоностроительные заводы, которые наладили выпуск четырёхосных крытых, изотермических вагонов, полувагонов, платформ и цистерн. К 1910 г. 19 предприятий занималось постройкой товарных вагонов, что позволило отказаться от зарубежных поставок.

Важное значение для развития железнодорожного машиностроения имели совещательные съезды инженеров службы тяги. Первый съезд, организованный по инициативе известного учёного Н. Л. Щукина, проходил в Москве в 1879 г. На этом и последующих съездах обсуждались вопросы, связанные с выбором технической политики в строительстве и эксплуатации паровозов, направленности научных разработок, а также намечались пути модернизации подвижного состава. В дальнейшем совещательные съезды поочерёдно собирались в разных городах России. Благодаря положительному влиянию этих съездов на развитие отрасли их опыт использовали и другие железнодорожные службы (пути, движения). Подобные научно-технические форумы стали практиковаться и в международном масштабе. Например, в 1885 г. состоялся первый международный съезд по паровозостроению в Брюсселе.

16.2. Паровозы

Первый отечественный товарный паровоз. 1845
Паровоз завода Мальцева, эксплуатировавшийся на железных дорогах Донбасса. 1890-е годы
А. П. Бородин (1848—1898)

Появление паровозов в России для дорог общего пользования было связано со строительством и эксплуатацией Царскосельской железной дороги.

Шесть паровозов для дороги строились на заводах Англии и Бельгии. По конструкции паровозы были однотипны: в общей жёсткой раме они имели одну движущую колёсную пару большого диаметра (в пределах 1700—1900 мм), бегунковую и поддерживающую колёсные пары меньшего диаметра. Полная испаряющая поверхность нагрева котла составляла 50—60 кв. м, давление пара достигало 6,7 атм, мощность — 70—75 л. с., наибольшая скорость движения доходила до 60 км/ч. Паровозы имели названия: «Стрела», «Проворный», «Богатырь», «Орёл», «Лев» и «Слон».

До начала строительства Петербурго-Московской дороги были заказа­ны один паровоз в Англии, другой в США; в 1843 г. они поступили в Рос­сию. Первый отечественный паровоз построили на Александровском заводе в Петербурге в 1845 гг.

Пассажирские локомотивы типа 2—2—0, выпускавшиеся заводом, позднее получили обозначение «В». Паровоз имел две спицевые, чугунные, без противовесов движущие колёсные пары диаметром 1705 мм, из которых ведущей являлась первая. Внутренний эксцентриковый парораспределительный лительный механизм приводил в движение двойные (расширительные) золотники, позволявшие реверсировать машину и изменять степень наполнения цилиндров паром. Это явилось значительным шагом вперёд по сравнению с конструкциями, применявшимися на первых отечественных паровозах. В трубчатом котле использовалась конусная тяга, что позволило регулировать процесс горения топлива в зависимости от интенсивности работы паровой машины. Давление в котле возросло до 8 атм, мощность паровоза — до 130 л. с. Он водил поезда из шести вагонов со скоростью 40 км/ч. Кроме того, строились паровозы типа 1—2—0 и 1—2—1.

Выпускавшиеся Александровским заводом товарные паровозы типа 0—3—0, получившие обозначение «Д», по многим конструктивным решениям были аналогичны пассажирским. Они имели мощность около 140 л. с. и водили 22-вагонные составы со скоростью 15 км/ч. Котлы этих паровозов имели развитую испаряющую поверхность нагрева, составлявшую около 100 кв. м при давлении пара в котле 8 атм. Паровая машина простого действия питалась насыщенным паром. Все паровозы отапливались дровами.

С середины 60-х годов на рабочем месте паровозной бригады стали монтировать металлические листы для защиты от встречного ветра, затем так называемые зонтики и, наконец, закрытые будки, что было особенно важно в условиях северного климата. Тогда же вместо поршневых насосов для подачи воды в котёл начали использовать простые и компактные устройства — инжекторы.

В 60-х годах в связи с усилением железнодорожного строительства потребность в паровозах значительно возросла. Назрела необходимость организовать новые паровозостроительные заводы и школы инженеров-конструкторов. В 1866 г. было принято решение обеспечить поездное движение отечественными паровозами. В связи с этим отменили право беспошлинного ввоза подвижного состава частными железными дорогами из-за рубежа. Министерство путей сообщения заключило контракты на приобретение паровозов с Невским механическим в Петербурге, Камско-Воткинским, Мальцевским и други­ми заводами

В последующие годы выпуск отечественных локомотивов заметно возрос и в 1878 г. составил 323 ма­шины, при этом особенно выделялись Невский и Коломенский заводы, построившие соответственно 138 и 89 паровозов.

Появилась и своя школа паровозостроения, выросли талантливые инженеры-конструкторы, учёные, исследователи. В 1854 г. инженер-полковник А. Г. Добронравов опубликовал Правила для составления проекта паровоза, профессор Петербургского технологического института Л. А. Ераков в 1871 г. написал первый «Курс паровозов». Большую работу по испытанию паровозов и организации для этой цели первой в мире лаборатории в Киевских мастерских провёл в 80-х годах инж. А. П. Бородин. Вместе с ним проводил испытания паровозов на линии Киев — Фастов инж. Л. М. Леви. С участием проф. Н. П. Петрова проектировались паровозы типа 0—4—0

Впервые для испытания паровозов в 1898 г. инж. Г. Н. Теодорович ис­пользовал на Харьковско-Николаевской дороге динамометрический вагон. Исследованием динамики прохождения паровозов в кривых участках пути в 1898 г. занимались инж. А. А. Холодецкий и проф. А. С. Раевский.

К концу столетия испаряющие поверхности нагрева котлов достигли на отечественных паровозах 150—160 кв. м при поверхности нагрева топки до 11 кв. м и площади колосниковой решётки до 2,2 кв. м. Для уменьше­ния конденсации пара улучшалась теплоизоляция котла и трубопроводов. В целях уменьшения потерь тепла в паровой машине стали использовать принцип двойного расширения пара (компаунд). В России паровозы с машиной компаунд стали применять по инициативе А. П. Бородина. Первые шесть таких паровозов типа 2—2—0 серии Пб были построены в 1885 г. Одесскими мастерскими для Юго-Западных дорог. Применение таких локомотивов давало до 15 % экономии топлива.

К концу 90-х годов около 13 % паровозов имели машины компаунд преимущественно в двухцилиндровом исполнении

Рост скоростей движения пассажирских поездов требовал более паропроизводительных котлов паровозов, с давлением пара 11—12 атм, и дальнейшего увеличения диаметра движущих колёс. Последнее вызывалось тем, что Правила технической эксплуатации железных дорог ограничивали число оборотов в минуту движущих колёс: для пассажирских паровозов — до 260, товарных — до 225. Реализуемые на ряде дорог высокие скорости вызвали потребность в постройке быстроходных паровозов с большими движущими колёсами (диаметром до 2000 мм у пассажирских и 1300 мм у товарных), хотя это в какой-то мере и снижало силу тяги локомотивов.

В связи с необходимостью повышения безопасности движения в 1891 г. введены в действие Правила устройства, установки и содержания паровых котлов и их освидетельствования, а также Правила проверки действия измерителей скоростей. Циркуляром МПС предписывалось на лобовой части паровозов, отправляемых с поездами большой скорости, обязательно ставить фонари с посеребрённым или никелированным рефлектором.

Постоянные противоречия между требованиями роста силы тяги и ограничения нагрузок от движущих колёс на рельсы заставляли конструкторов искать новые решения. Одним из них явилось объединение нескольких колёсных пар посредством тяг (дышел). К концу столетия пассажирские паровозы имели до трёх сцепных осей, а товарные — до четырёх, нагрузки же от колёсной пары на рельсы составляли 13 т.

В 1902 г. по инициативе Е. Е. Нольтейна Коломенский завод оборудовал первый в стране паровоз (серии Ж типа 2—3—0) устройством для перегрева пара. С началом применения перегретого пара, обеспечивавшего экономию до 25 % топлива и около 35 % воды, широкое распространение получили круглые (поршневые) золотники, надёжно выдерживавшие температуру насыщенного пара 300—350°.

Увеличение размеров и веса котлов, составлявших большую часть общего веса паровозов, привело к росту нагрузок на путь, которые ограничивались нормами. В связи с этим дополнительно стали вводить сцепные колёсные пары, число которых достигло пяти. Однако размещение их в одной жёсткой раме затрудняло вписывание паровозов в кривые участки пути. Для решения этой проблемы инженеры и конструкторы-паровозостроители шли на некоторые усложнения экипажной части: введение безребордных колес, разбегов осей в буксах, букс в раме, дышловых подшип­ников на пальцах.

Поверхность нагрева котлов достигала 200 кв. м, давление пара 12—13 атм. Использование перегретого пара способствовало повышению экономичности машин. Диаметр колёс паровозов с целью увеличения силы тяги был установлен в оптимальных размерах: пассажирских — 1830—1920 мм, товарных — до 1320. Пассажирские паровозы имели конструкционную скорость 115—130 км/ч, товарные — 65—70. Нагрузки от движущих колёс­ных пар на рельсы составляли 16—17 т. Мощности при расчётной форсировке котла и машины достигали 1500 л. с.

С 1 января 1913 г. в целях упорядочения обозначений локомотивов была введена единая система серий для всей сети железных дорог.

Наибольшие заказы на паровозы и их поставки в России были в период 1895—1907 гг. Максимальный выпуск (более 1300 локомотивов) отмечен в 1906 г.

Паровозный парк на конец предвоенного 1913 г. характеризовался следующими данными: всего на сети казённых и частных дорог числилось 18 695 паровозов, в том числе 3550 пассажирских. Из общего количества локомотивов 54 % построено в 1900—1913 гг. 17 % паровозов имели устройства для измерения скорости. В среднем на 100 км сети приходилось 32 паровоза, при этом на частных дорогах, составлявших примерно 30 % от общей сети, паровозов было в полтора раза меньше. Среднесуточный пробег составлял около 112 км. 67 % из общего числа паровозов работали на угле, расходуя в год 7,2 млн т; 26 % использовали нефть и мазут (1,8 млн т), остальные отапливались дровами (5,2 млн кубометров). Стоимость всего парка паровозов составляла 642 млн. 71 тыс. руб.

В целом некоторые серии отечественных паровозов по качеству изготовления и конструкции находились на уровне лучших образцов мирового паровозостроения. Этому способствовали научные разработки, теоретические и экспериментальные исследования, выполненные А. П. Бородиным, Ю. В. Ломоносовым, В. И. Лопушинским, Б. С. Малаховским и другими специалистами в области паровозостроения, получившими признание как в России, так и за рубежом.

В годы первой мировой войны производство паровозов резко сократилось, значительная часть локомотивного парка оказалась выведенной из строя, что вызвало огромные трудности в организации движения поездов.

16.3. Вагоны

Первый отечественный товарный вагон. 1846
Пассажирский вагон II класса Екатерининской железной дороги. 1884

Первые товарные вагоны отечественного производства появились на Петербурго-Московской железной дороге. Их начали строить на Александ­ровском заводе в 1846 г. Вагоны были четырёхосными, с деревянными ку­зовами, центральной сцепкой, без боковых буферов, с тормозным устройством с ручным приводом. Грузоподъёмность крытого вагона при таре 7,8 т составляла 8,2 т. Для насыпных и длинномерных грузов строились также четырёхосные платформы с весом тары 6 т и грузоподъёмностью 10 т. Их осевая нагрузка составляла 4 т вместо 10, на которую был рассчи­тан рельсовый путь.

Вагоны строились из деревянных деталей, поэтому были пожароопас­ны и не обладали достаточно высокой прочностью. Улучшить их технико- экономические показатели представлялось возможным путём изготовления основных несущих элементов кузова и рамы из металла. Однако его в то время выплавлялось недостаточно, что явилось одной из причин перехода на выпуск преимущественно двухосных вагонов. Для перевозки грузов, не требующих защиты от атмосферных осадков, стали выпускать двухосные вагоны без крыши (полувагоны), а также платформы. Они имели боковые буфера и центральные тягово-сцепные устройства.

Одновременно парк пополнялся приобретёнными за рубежом двухосными товарными вагонами. Их колёса состояли из спицевых центров с бандажами.

С введением на дорогах России бесперегрузочного сообщения возникла потребность в стандартизации вагонов — выпуске их одинаковыми по типу, конструкции, размерам и внешнему оформлению для всех дорог. Крытые вагоны начали строить длиной внутри кузова 6400 мм и шириной 2743 мм, устанавливались единые размеры и для других однотипных вагонов. Вводились единообразные устройства для запирания дверей, чугунные колёса заменялись железными, крыши изготовлялись из кровельного железа; регламентировалась наружная окраска стенок в красный цвет.

Конструкция вагонов для своего времени была рациональной и просуществовала долгое время без изменений, причём грузоподъёмность вагонов постепенно увеличивалась, достигнув 15 т. Для этого усиливались лишь оси колёсных пар и рессорное подвешивание.

Развитие нефтяной промышленности обусловило появление цистерн, сначала зарубежных (1863), а затем отечественной постройки (1872). Первые изотермические вагоны с ледяным охлаждением для перевозки скоропортящихся грузов появились в России в 1862 г., вагон с опрокидывающимся кузовом (думпкар) для высыпания груза построили в 1868 г., задолго до появления таких вагонов в других странах.

Увеличение грузооборота железных дорог выдвинуло задачу дальнейшего повышения грузоподъёмности подвижного состава. С этой целью в конце 90-х годов разработали и внедрили несколько типов большегрузных вагонов.

К 1917 г. в стране насчитывалось 569 тыс. товарных вагонов.

Первые пассажирские вагоны строились трёх классов. Они, как и товарные, были деревянными и отличались друг от друга внутренним оборудованием и отделкой. Устройство рессорного подвешивания обеспечивало необходимую плавность хода. Вагоны первых выпусков не отличались удобствами, однако уже в 1850 г. Александровский завод построил два восьмиосных вагона усовершенствованной конструкции, со сравнительно комфортными условиями для пассажиров. Отечественный пассажирский вагон характеризовался наличием сквозного прохода посередине кузова, устройством закрытых тамбуров, хорошей теплоизоляцией, имел окна с двойными рамами. С 1863 г. вагоны стали оборудовать умывальниками, печами сухого отопления и другими устройствами, создававшими удобства для пассажиров.

В годы интенсивного строительства железных дорог на новые линии стали поступать вагоны из Англии, Германии, Франции, Бельгии. Они имели продольный проход, сдвинутый к краю стенки с целью устроить места для лежания поперёк вагона (I и II классы). Вагоны изготовлялись двух- и трёхосными, отличались конструктивным разнообразием, что осложняло их эксплуатацию и ремонт. Пришлось увеличить выпуск пассажирских вагонов на отечественных заводах. Новые вагоны были трёхосными и имели длину 11 м, что позволило увеличить объём кузова и площадь пола, приходящиеся на одного пассажира.

К 1880-м годам относится введение водяного, а затем парового отопления пассажирских вагонов как с помощью повагонных устройств, так и централизованным способом посредством отдельного вагона-паровика. Совершенствовались также вентиляционные устройства, свечное освещение заменялось газовым, а позднее — электрическим. Многие новшества и удобства в пассажирских вагонах появлялись благодаря умельцам Главных дорожных мастерских.

С течением времени парк пассажирских вагонов был сведён к нескольким основным видам, предназначенным для эксплуатации в дальнем, местном и пригородном сообщениях.

Вагоны дальнего следования подразделялись на мягкие I и II классов, «микст» (смешанные) и жёсткие III класса, строившиеся, как правило, в четырёхосном исполнении. В составы дальних поездов кроме классных вагонов включались почтовые, багажные и служебные. Некоторые поезда имели вагоны Международного общества спальных вагонов. Их кузова располагались на тележках с тройным рессорным подвешиванием, обшивались снаружи ценными породами дерева. Внутренняя отделка обеспечивала пассажирам повышенный комфорт.

Для окраски вагонов предусматривались определённые цвета: I класса — синий, II — золотисто-жёлтый, III — зелёный, IV — серый.

Перевозка переселенцев из центральной России на Дальний Восток производилась специальными поездами, составленными из жёстких двух­осных вагонов IV класса, а иногда из «теплушек» — крытых товарных вагонов, оборудованных для перевозки людей.

В состав пригородных поездов обычно входили жёсткие двухосные вагоны III класса и по мере надобности — трёхосные; местные поезда для перевозки рабочих составлялись из двухосных вагонов III и IV классов.

По состоянию на 1 января 1914 г., на отечественных дорогах эксплуатировалось 30 858 пассажирских вагонов, в том числе: мягких — 6740, смешанных II и III классов — 330, жёстких III класса — 10 611, жёстких IV класса — 7174, почтовых и багажных — 2961, служебных — 1298, вспомогательных — 540, прочих — 1204.

Особо следует остановиться на эволюции тормозных устройств в пассажирских и товарных поездах. В первых поездах для регулирования скорости движения железнодорожных экипажей и обеспечения безопасности их следования применялись простейшие тормозные устройства. Ручной привод посредством тяг, рычагов и винта, преобразующего вращательное движение в поступательное, прижимал тормозные колодки к колёсам экипажа. Обслуживались эти устройства тормозильщиками по звуковому сигналу, подаваемому машинистом паровоза.

В период 1855—1890 гг. в пассажирских вагонах применялся механический автоматический тормоз, управлявшийся машинистом с помощью троса, натянутого вдоль поезда над крышами вагонов. Натянутый трос удерживал рычаг со шкивом, и поезд оставался в расторможенном состоянии. При ослаблении натяжения троса машинистом или при разрыве поезда рычаг опускался, и тормоза автоматически приводились в действие.

В 1876 г. были проведены испытания воздушных автотормозов. С 80-х годов пассажирские вагоны на Николаевской и Юго-Западной дорогах начали оборудоваться автоматическими тормозами с быстродействующим клапаном системы Вестингауза. В 1878 г. отечественные учёные впервые поставили вопрос о необходимости перевода товарных поездов на автоматическое торможение. После крушения воинского эшелона Государственный совет в 1898 г. высказался за применение автотормозов в товарных поездах. Однако к этому важному нововведению железные дороги не были готовы, и его реализовали в более позднее время.

16.4. Депо и главные мастерские дорог

Главные железнодорожные мастерские на станции Оренбург. 1901

Уже на начальном этапе эксплуатации на дорогах были созданы службы подвижного состава и тяги, в ведении которых находились линейные подразделения — депо и мастерские для технического обслуживания и ремонта паровозов и вагонов. Для сложного ремонта, а иногда и для изготовления подвижного состава дороги имели свои главные мастерские.

По мере увеличения протяжённости линий и объёмов перевозок возрастала численность подвижного состава. На некоторых дорогах, например Екатерининской и Южной, насчитывалось более 1300 паровозов и до 40 тыс., вагонов.

Паровозы приписывались к основным депо и работали на определённых участках, которые назывались тяговыми плечами. Основные депо размещались по линии на расстоянии примерно 150 км. Между ними устраивались оборотные депо. Они, как и основные, имели устройства для экипировки паровозов (снабжения топливом, водой, песком, смазкой), кочегарные канавы для чистки топок, поворотные круги и треугольники. С течением времени экипировочное хозяйство совершенствовалось. Так, в 1865 г. на ст. Лапы Петербурго-Варшавской дороги для снабжения паровозов углём вместо ручной подачи корзинами применили подъёмный кран, а в 1883 г. — эстакаду. В дальнейшем эти нововведения получили распространение и в других депо железных дорог.

В основных депо выполнялись периодический, подъёмочный и нередко средний ремонт паровозов. Более крупный — капитальный (через пять и более лет работы) — производился, как правило, в главных мастерских железных дорог.

Пассажирские вагоны приписывались к определённым вагонным депо дороги, где проводился их ремонт. При следовании по другим дорогам технический осмотр, снабжение водой и топливом возлагались на пункты технического обслуживания участковых станций этих дорог. Для планового ремонта пассажирские вагоны возвращались в депо приписки.

Что касается товарных вагонов, то они приписывались не к определённым пунктам, а непосредственно к дорогам, и их обслуживание и ремонт производились по месту нахождения. В 80-х годах после введения на сети бесперегрузочного сообщения эту работу выполняли специальные пункты технического осмотра и ремонта независимо от того, какой дороге принадлежал вагон. На стыковых пунктах дорог выделялись ремонтные пути, строились специальные здания — «вагонные сараи».

Особая роль в выполнении всех видов ремонта и постройки подвижного состава принадлежала главным мастерским дорог. Они не только производили средний и капитальный ремонт, строили новые паровозы и вагоны, изготовляли специальное оборудование, но и проводили совместно с научными учреждениями натурные испытания.

Ведущее место занимал Александровский завод, ставший с 1868 г. главными мастерскими Николаевской дороги.

40 типов и конструкций пассажирских вагонов, в том числе трёхосные с креслами-диванами, создали Ковровские центральные мастерские Московско-Нижегородской дороги. Впервые в мировой практике здесь внедрили системы индивидуального парового и водяного отопления пассажирских вагонов. Выпущенный в 1872 г. товарный вагон после усовершенствования был введён в 1882 г. на сети железных дорог в качестве «нормального» (стандартного). На Первой Всероссийской политехнической выставке Ковровские мастерские были награждены золотой медалью и получили право наносить на свои изделия Государственный герб.

Главные мастерские Юго-Западных железных дорог продолжительное время развивались при участии видного ученого А. П. Бородина. В 1881 г. в мастерских впервые создали научную лабораторию — катковую станцию для натурных испытаний паровозов в стационарных условиях. Здесь же проводились и линейные испытания с динамометрическим вагоном. А. П. Бородин выступал за типизацию подвижного состава и применение взаимозаменяемых деталей при его изготовлении.

Нельзя не отметить мастерские Комиссаровской технической школы в Москве, которые в 1870—1876 гг. построили 616 пассажирских и 2800 товарных вагонов. Одновременно школа готовила мастеров и техников по вагонному делу.

В 60-х годах были открыты главные мастерские Петербурго-Варшавской и Московско-Курской дорог, которые выполняли ремонт паровозов, товарных и пассажирских вагонов. В последующие годы на базе мастерских были созданы Двинский локомотиворемонтный и Московский вагоноремонтный заводы.

В 1874 г. сооружены Ростовские главные мастерские. Здесь наряду с ремонтом подвижного состава строились новые паровозы, крытые вагоны, платформы и цистерны, изготовлялись запасные части. В 1895 г. паровоз серии С, выпущенный мастерскими, был отмечен на Всероссийской Нижегородской выставке почётным дипломом. В 1900 г. мастерские строили пассажирские вагоны для поездов «Экспресс Москва — Тифлис».

Широкую известность имели Красноярские главные мастерские Средне-Сибирской дороги, Ташкентские Средне-Азиатской дороги, Московские Московско-Казанской дороги, Великолукские Московско-Виндаво-Рыбинской дороги и др. Все перечисленные мастерские были открыты на рубеже XIX и XX вв.

Глава 17. Сигнализация, централизация, блокировка и связь

17.1. Сигнализация

Схема управления семафором с использованием ЭЗМ: 1 — батарея; 2 — контакт; 3 — ЭЗМ; 4 — груз; 5 — крыло семафора

В первые годы становления и развития железных дорог основной функцией устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) являлось обеспечение безопасности движения.

Для линии Петербург — Павловск задачи безопасности начали решать ещё до сдачи её в эксплуатацию. В 1836 г. учредители Общества Царскосельской дороги обязались «иметь на паровых экипажах колокольчики или другие предвещательные знаки» для предупреждения прохожих. Однако колокольчики не привились: дальность действия этих акустических сигналов была невелика. Стали использовать паровозные свистки, но и их пришлось заменить, так как они, по свидетельству современников, « наводили ужас на публику». Было решено закупить органы (шарманки) для размещения на паровозах. Вращая рукоятки органов, специальные работники воспроизводили музыку и этим предупреждали о подходе поезда. Вскоре люди привыкли к паровозам, и надобность в таких сигналах отпала.

Любопытное решение было принято в первое время на случай столкновения поездов. Между локомотивом и открытым вагоном, где ехали пассажиры, ставилась платформа, пол которой устилался соломой. Рассчитывали, что в случае столкновения поездов пассажиры будут падать на солому.

Для исключения столкновений поездов был принят принцип разграничения поездов временем. Поезд отправлялся в строго назначенное время. Кондукторам выдавались часы, которые полагалось еженедельно сверять в конторе с контрольными. 11 августа 1841 г. на ст. Шушары Царскосельской дороги произошло столкновение встречных поездов; были убитые и раненые. Этот печальный случай показал неприемлемость разграничения поездов временем. Поэтому было принято решение отправлять поезд из Петербурга и Павловска только после прибытия поезда обратного направления. Этим положили начало использованию метода разграничения поездов пространством.

С момента ввода линии в эксплуатацию возникла проблема передачи с перегона на станцию информации об остановке поезда или о необходимости вызова резервного локомотива. Тогда ещё не было воздушных и кабельных линий, и разработанные в 1832 г. П. Л. Шиллингом и в 1836 г. С. Морзе телеграфные аппараты не могли быть использованы. Поэтому стали применять оптический телеграф, опыт использования которого имелся в русском военно-морском флоте.

Царскосельскую железную дорогу оборудовали оптическим телеграфом для передачи важных сообщений. Телеграфные посты находились у будок путевых сторожей, то есть на расстоянии 1—2 км друг от друга. Сигналы передавались днём чёрными шарами, а ночью — красными фонарями. Шары или фонари поднимались с помощью проволочной передачи. В инструкции для сторожей указывалось: «В случае остановки на линии поезда по причине какого-либо в нём повреждения, препятствующего его дальнейшему следованию, сторож этого участка по приказанию обер-кондуктора должен подать соответствующий времени дневной или ночной сигнал оптическим телеграфом в сторону ближайшей станции и в то же время должен бежать по направлению к следующему сторожу и возвращаться оттуда лишь тогда, когда убедится в выкинутии им того же самого сигнала». На некоторых линиях сторож не бежал к своему соседу, а привлекал его внимание звуком охотничьего рога. Оптический телеграф применялся на отдельных дорогах, например Уральской, до 1870 г.

Безопасности движения угрожали разрывы поезда и другие несчастные случаи. Надо было иметь возможность срочно передать машинисту требование об остановке поезда. После того как в 1838 г. на одной из платформ загорелся багаж от искры из паровозной трубы, было принято решение об использовании «сигнальной верёвки»: на паровозе имелся колокол, а от него на специальных крючках протягивалась верёвка вдоль всего состава. При пожаре, разрыве поезда или в других экстренных случаях кондуктор или смазчик пассажирских вагонов, дергая за верёвку, извещали машиниста о необходимости срочной остановки поезда. Впоследствии веревка привязывалась к рычагу свистка паровоза.

В первый период сигнальная верёвка была обязательна для всех пассажирских поездов. Позднее, когда появились автоматические тормоза, она использовалась как резерв, на случай выхода из строя автотормозов. Через некоторое время надобность в сигнальной верёвке отпала.

В связи с завершением строительства магистрали Петербург — Москва и сооружением других линий возник вопрос о введении постоянных оптических сигналов. Их начали применять впервые в 1860 г. в виде красных и зелёных дисков. Красные диски в качестве входного сигнала имели два положения: открытое (днём к машинисту обращено ребро, ночью — белый огонь) и закрытое (днём к машинисту обращена плоскость, ночью виден красный огонь). Зелёные диски устанавливались на расстоянии 500—800 м от входной стрелки станции и предупреждали о приближении к входному сигналу.

До 1870 г. на железных дорогах России, значительная часть которых была в частном владении, применялись разнообразные постоянные сигналы: на одних линиях в качестве входных сигналов использовались красные диски, на других — семафоры с крыльями или подъёмными красными шарами. Отдельные участки вовсе не имели постоянных сигналов.

В 1870 г. в соответствии с приказом Министерства путей сообщения почти все дороги установили единые входные сигналы — красные диски. В то же время разрешалась установка семафоров. Так, на Петербурго-Московской дороге на станциях установили входные и выходные семафоры, что связано с введением блокировки. Семафоры также появились на участке Петербург — Павловск.

В 1873 г. было опубликовано Положение о сигналах, обязательное для всех российских железных дорог. Оно упорядочивало применение красных и зелёных дисков, разрешалось применять семафоры. Конструктивно семафоры существенно различались. Они были с деревянными либо с металлическими мачтами. Управление осуществлялось от стрелочной будки или мачты, а в ряде случаев — из помещения дежурного по станции. Для передачи усилий использовалась проволочная тяга. На поворотных шкивах взамен проволоки применялась железная цепь. В проволочную передачу включалась стяжная муфта для регулирования натяжения. В некоторых случаях устанавливался компенсатор натяжения. Всего насчитывалось 15 конструкций семафоров и 10 конструкций красных дисков.

Наиболее удачным оказался семафор, предложенный профессором Петербургского института инженеров путей сообщения Я. Н. Гордеенко. Это был двухпозиционный семафор, управлявшийся двухпроводной гибкой тягой с компенсатором. К 90-м годам он стал преобладающим типом сигнальных устройств, хотя красные диски в качестве входных сигналов ещё остались на ряде дорог.

В 1889 г. на ст. Перово инж. Н. А. Рахманинов установил устройство по управлению семафором с помощью электроэнергии, получаемой от индуктора переменного тока.

В эти же годы начальник службы телеграфа Курско-Харьково-Азовской дороги К. А. Кайль предложил электромеханизм, который управлял «окуляром» с тремя цветными стеклами. Это был предшественник прожекторного светофора.

К началу нынешнего столетия официально продолжало действовать Положение о сигналах 1873 г., но фактически сигнализация оставалась неунифицированной и отличалась пестротой не только на дорогах, но даже на соседних станциях, что, по мнению военного ведомства, могло вызвать аварии в военное время, когда машинисты нередко используются для работы на нескольких дорогах.

В 1909 г. вышли в свет Общие правила сигнализации, явившиеся определённым шагом вперёд в стандартизации сигналов. Основным сигнальным прибором стал семафор. Красные поворотные диски допускались в качестве входных сигналов на станциях. Предписывалось также устанавливать в помещении дежурного по станции повторители входных сигналов. Однако в правилах были допущены некоторые противоречия в отношении сигнальных цветов.

Эти противоречия устранили в дальнейшем, при совершенствовании правил сигнализации. Одновременно велись работы по улучшению управления семафорами. Если входной семафор размещался на расстоянии 660 м и более от помещения дежурного по станции и управлять им с помощью гибкой передачи становилось затруднительным, то использовался электрозаводной механизм (ЭЗМ). В нем предусматривалось устройство, которое с помощью груза позволяло открыть или закрыть семафор. Груз поднимался заводной рукояткой. Электромагнит ЭЗМ при срабатывании освобождал тормоз, препятствовавший падению груза. Электромагнит был включён в цепь, которая имела контакт и источник питания. При необходимости открыть сигнал дежурный по станции замыкал контакты, и в цепь поступал ток; якорь электромагнита, притягиваясь к сердечнику, освобождал тормоз, груз начинал опускаться до тех пор, пока семафор не открывался; в этом положении груз стопорился. Для закрытия сигнала контакт размыкался, якорь электромагнита, отпадая от сердечника, освобож­дал тормоз, груз снова опускался и приводил крыло в закрытое положение.

Естественно, что это устройство требовало регулярного подъёма груза (один-два раза в сутки, в зависимости от размеров движения). Рассмотренный ЭЗМ можно трактовать как первое устройство дистанционного управления сигналами на железных дорогах. Для передачи оперативной информации, связанной с движением поездов, на железных дорогах в течение многих лет применялась так называемая электроколокольная сигнализация, извещавшая о выходе поезда с указанием направления движения, о повреждении пути, вызове вспомогательного локомотива, а также для предупреждения гужевого транспорта и прохожих о предстоящем подходе поезда. Сигналы устанавливались около помещения дежурного по станции, у будок путевых обходчиков, возле жилищ дорожных мастеров и охраняемых переездов. Электроколокольная сигнализация на неохраняемых переездах явилась предшественником современной автоматической переездной сигнализации.

В конце 50-х годов прошлого века на дорогах начали применять укладку петард на пути, если видимость сигналов составляла менее 125 м, а также для ограждения поезда, остановившегося в пути.

17.2. Перегонные устройства СЦБ

Блок-аппарат механической централизации

Значительный рост сети железных дорог и увеличение размеров перевозок потребовали разработки способов и устройств для регулирования движения поездов. Способы регулирования в определённой мере регламентировались Правилами движения поездов, утверждёнными в 1874 г. и усовершенствованными в 1883 г. Первоначально применялось три способа — посредством единственного паровоза, единственного жезла и единственного жезла с отправлением поезда «против жезла».

При первом способе, применявшемся на однопутных линиях, предусматривалось нахождение лишь одного локомотива на перегоне. Это обеспечивало безопасность движения, но оказывалось возможным только при крайне ограниченных размерах движения. При втором способе для каждого перегона предназначался лишь один жезл, который вручался машинисту и давал право занять перегон. Такой порядок гарантировал безопасность движения, но мог использоваться только при парном непакетном движе­нии.

С 1884 г. разрешалось отправление поездов «против жезла» по смешанной системе. Если требовалось отправить поезд со станции, где не быложезла, об этом телеграфировали дежурному соседней станции. Получив его согласие, выписывали машинисту разрешение на отправление поезда.

В дальнейшем указанные способы регулирования движения заменили более совершенными — независимой блокировкой и полуавтоматической путевой блокировкой. В первом случае выходные сигналы могли быть открыты вне зависимости от свободности перегона, а информацию об их по­ложении давали дежурному по станции блокировочные аппараты. Первым независимой блокировкой был оборудован участок Петербург — Ораниенба­ум в 1868—1869 гг. Полуавтоматическая путевая блокировка предусматривает необходимую зависимость, при этом выходной сигнал может быть открыт только в случае, если поезд фактически прибыл на соседнюю станцию (или прошёл проходной семафор) и за ним закрыт сигнал.

В 1878 г. Петербурго-Московская дорога была оборудована блокировкой, при которой перегон делился на блок-участки, на границе каждого из которых имелся блокпост, где устанавливался семафор. Хотя при этой блокировке не существовало принудительной зависимости от фактического проследования поезда, тем не менее она в определённой мере обеспечивала безопасность движения и увеличивала пропускную способность двухпут­ных перегонов. Отечественные специалисты приспособили эту систему к суровым климатическим условиям, для чего управление семафорами было перенесено в помещение.

В области полуавтоматической путевой блокировки для двухпутных дорог многое сделал проф. Я. Н. Гордеенко. Он разработал блок-механизм, предложил педальную замычку для фиксации прибытия поезда и прибор, получивший в дальнейшем название «переменный замыкатель». Прибор обеспечивал переход с механического замыкания сигнального рычага на электромеханическое. В этой же области работали инж. Л. Д. Вурцель, со­здавший ряд приборов полуавтоматической блокировки, электромеханики К. Г. Пухальский и Ф. С. Александров, предложившие ключ-жезл для замыкания выходных семафоров при отправлении толкачей с возвращением об­ратно. Схемы включения телефонных аппаратов в блокировочные провода разработал инж. Г. П. Ботяновский.

Несмотря на наличие высококачественных в стране разработок путевой блокировки, значительная часть государственных и частных железных дорог применяла в то время полуавтоматическую путевую блокировку немецкой фирмы «Сименс — Гальске». Это объясняется отсутствием производственной базы для массового выпуска аппаратуры и недоверием чиновников МПС к отечественным разработкам.

В 1897 г. началось широкое применение на однопутных участках российских железных дорог электрожезловой системы. К 1914 г. ею оборудо­вали 28 тыс. км. Поставленные зарубежной фирмой электрожезловые аппараты были несколько реконструированы: уменьшены размеры корпуса и жезлов, введены развинчивающиеся жезлы для случая отправления поезда с толкачом на весь перегон и ключи-жезлы для толкачей, возвращавшихся обратно. В процессе эксплуатации выявилась необходимость создать приборы для обмена жезлов на ходу поезда, что позволило поездам проходить станцию без остановки. Такие приборы использовались на нескольких дорогах. Над созданием и совершенствованием жезловых систем работали инженеры В. А. Зеест, Г. Г. Вершинин, Н. Г. Дикушин, В. А. Ремизов, Е. И. Орурк.

Наряду с применением указанных систем для повышения безопасности движения поездов широко использовалась телеграфная связь. При этом обеспечивалась запись на бумажной ленте переговоров между соседними дежурными по станции, что повышало их ответственность. Предполагалось, что в случае неисправности связи на однопутных участках дежурные должны переходить на письменные сношения, а на двухпутных — раз­граничивать движение поездов временем.

Основными способами регулирования движения поездов в конце века и вплоть до 1917 г. являлись телеграфная связь, электрожезловая система и полуавтоматическая путевая блокировка. Для отправления и приёма поездов почти на 30 тыс. км однопутных дорог использовалась электрожезло­вая система.

Применять рельсы как провода электрической цепи для регулирования движения предложил в 1898 г. Ф. В. Прохорович в заявке на изобретение «Устройство для предупреждения столкновения железнодорожных поездов». Вопрос о применении рельсовых цепей автоматической блокировки был поднят на VIII съезде представителей служб телеграфа русских железных дорог в 1901 г. Однако принятое решение провести опыты по устройству автоблокировки не было реализовано, и лишь в 1914 г. XV съезд пред­ставителей служб телеграфа вернулся к этому вопросу. Доклад об автоматической блокировке сделал инж. Н. О. Рогинский. В том же году его командировали за границу для изучения систем автоблокировки, но практическому её внедрению помешала война.

Предшественниками современных устройств автоматической локомотивной сигнализации и автостопов можно считать появившиеся в конце прошлого века разработки, включавшие в себя автоматический контроль превышения скорости движения поездов. Эти разработки потребовались в связи с тем, что значительное число аварий и крушений явилось следствием превышения скорости на участках с плохим состоянием пути. Были предложены устройства, устанавливавшиеся на пути и фиксировавшие скорость проходивших поездов, а также соответствующие приборы для установки на локомотиве. Наиболее оригинальными явились устройства, разработанные С. И. Добровольским и М. И. Лиходеевским (1897), обеспечив­шие взаимодействие путевого магнита и прибора на локомотиве. При проходе локомотивного прибора над путевым магнитом изменялось магнитное поле и замыкался ртутно-платиновый контакт. Это приводило в действие звонок и электромагнит, который делал отметку на ленте, передвигавшейся часовым механизмом. Проход поезда в следующей путевой точке снова фиксировался на ленте, что позволяло судить о скорости движения. Взаимодействие путевого и локомотивного устройств было реализовано в первой индуктивной педали, предвосхитившей современные устройства подобного типа.

Из приборов, устанавливавшихся на локомотиве, следует отметить скоростемер электромеханика О. И. Графтио, относящийся к 1878 г. При­бор фиксировал скорость движения поезда, моменты остановки и трогания с места. Фиксация осуществлялась грифелем на бумажной ленте. По данным Московско-Брестской дороги, число случаев превышения скорости поезда после введения указанных скоростемеров снизилось в 8 раз. В последующем скоростемер О. И. Графтио соединили со свистком паровоза и автотормозами. Система срабатывала при превышении максимально допустимой скорости. Это был прообраз современной автоматической локомотивной сигнализации с автостопом.

В это же время инж. С. Я. Тимохович предложил устройство, которое обеспечивало извещение машиниста об опасности. В качестве путевого устройства предлагалось использовать деревянный брусок с пружиной, крепившийся к шпалам справа от пути. На паровозе устанавливался коленчатый рычаг. В случае опасности при проходе локомотива рычаг задевал брусок и с помощью тяги воздействовал на кран, который открывал доступ пара из котла паровоза в цилиндр специального устройства. Пар приводил в движение поршень цилиндра, шток которого закрывал регулятор. Часть пара из цилиндра выпускалась через свисток. Если машинист не реагировал на свисток и не закрывал кран, то поезд останавливался,

В 1914 г. на однопутном участке Гатчина — Владимирская Балтийской дороги была успешно испытана система автостопа, в которой автоматически передавалась на локомотив информация о приближении к опасной точке. На пути устанавливались два металлических бруса длиной 20 м, расположенных друг от друга на расстоянии 425 м. Брусья имели разную высоту: первый по ходу поезда возвышался над уровнем головки рельса на 56, второй — на 94 мм. Под локомотивом подвешивалось устройство, в котором имелся башмак, соединённый с контактной системой. При проходе башмака над брусьями поочерёдно размыкались разные контакты. Таким образом на локомотив с пути передавалась информация, что позволяло включать свисток при проходе над первой точкой. Если машинист не реагировал на свисток, то при проходе второй точки включались автотормоза.

17.3. Станционные устройства СЦБ

Подавляющее большинство станций не имело централизации управления стрелками и сигналами. Стрелки запирались висячими замками.

Для контроля положения стрелок ещё в 70-х годах прошлого столетия на некоторых станциях применяли табло с изображением схемы станции. Датчиком положения стрелки являлся контакт, установленный на ней. Этот контакт, соединённый с переводной стрелочной тягой, переключал электрическую цепь, в которую был включён электромагнит, управлявший на табло указателем положения стрелки. Указатели монтировались на схеме станции.

Такого рода установка имелась на ст. Гатчина-Товарная. На ст. Нижнеднепровск на табло у дежурного по станции отражалось не только положение стрелок, но и состояние входных сигналов. Задание на подготовку маршрута давалось стрелочникам по телефону. Кроме того, на специальном столбе поднималось такое количество фонарей, которое соответствовало номеру пути приёма. Этой системой оборудовали более 20 станций на Полесской дороге, причём в систему контроля включались не все стрелки, а по одной-две важнейших в каждой горловине.

На ряде станций нашли применение контрольные замки. Первым получил распространение замок системы Владикавказской дороги. Он имел два ригеля и два ключа с разными бородками. Стрелка переводилась, если оба ключа находились в замке. После перевода стрелки можно было вынуть только один ключ, по надписи на котором дежурный судил о положении стрелки.

В 1904 г. начальник службы телеграфа Рязано-Уральской дороги А. П. Руднев разработал и внедрил систему ключевой зависимости. В этой системе устанавливались контрольные замки как на стрелках, так и в аппарате на стрелочном посту. Она применялась при числе стрелок не более трёх на один стрелочный пост и при размерах движения не более 10 пар поездов в сутки.

В 1909 г. на ст. Павловск-Второй под Петербургом была установлена ключевая зависимость системы В. С. Мелентьева, в основе которой лежали изобретённые им замки, отличавшиеся высокой надёжностью. Эта система получила в дальнейшем широкое применение.

Следует отметить ряд оригинальных разработок в области контроля замыкания стрелок. К ним относится предложение И. П. Тахеева по замы­канию стрелки электромагнитным замком, электрическая цепь которого включалась при воздействии поезда на педаль, расположенную у входного семафора. Разработка Ф. В. Новожёнова и С. И. Мартынова обеспечивала перевод и замыкание стрелок с локомотива.

В 70-х годах прошлого столетия на смену ручному управлению стрелками пришли устройства централизации стрелок и сигналов. Это были механические системы, в которых для управления использовалась мускульная сила человека. При централизации значительно сокращалось время на приготовление маршрута и уменьшалось количество работников станций.

Первые системы централизации стрелок и сигналов появились в 1870 г. на станциях Петербурго-Московской дороги. В дальнейшем они получили распространение и на других магистралях. Эти системы были весьма несовершенными. Семафоры управлялись однопроводной гибкой передачей. Провод подвешивался на роликах, установленных на опорах, расположенных в 10 м друг от друга. Стрелочные переводы управлялись с помощью жёстких трубчатых тяг, что ограничивало дальность действия до 300—400 м. На стрелках первоначально не было замыкателей, но в после­дующем они появились на противошёрстных стрелках. Управлялись замы­катели отдельными рычагами с помощью жёсткой передачи.

Аппараты централизации, в которых устанавливались стрелочные сигнальные рычаги, обеспечивали замыкание стрелок только после полного открытия сигнала, однако отмыкались стрелочные рычаги немедленно после закрытия семафора, что могло приводить к переводу стрелки под составом. Несмотря на недостатки первых систем централизации, они в определённой мере способствовали повышению безопасности движения поездов.

К началу 80-х годов появился ряд разработок, направленных на улуч­шение имевших и создание новых устройств централизации. В 1884 г. бы­ла разработана система механической централизации проф. Я. Н. Гордеенко. По его инициативе на заводе «Электромеханик» в Петербурге наладили производство аппаратуры. Первыми станциями, на которых установили отечественную централизацию, были Саблино Петербурго-Московской и Кошедары Петербурго-Варшавской дорог.

В системе централизации Гордеенко, в отличие от иностранных сис­тем, предусматривались замыкатели для обеспечения зависимости между стрелками и сигналами. В дальнейшем замыкатели устанавливались на станциях, ранее оборудованных импортной системой централизации.

Значительную роль в повышении безопасности движения сыграла применявшаяся в системе механической централизации станционная блокировка, которая обеспечивала дежурному по станции контроль над действиями исполнительных постов. На исполнительном аппарате устанавливались сигнальные и стрелочные рычаги. Над ними находился ящик зависимостей положения стрелок и сигналов и блок-механизмы станционной блокировки. На распорядительном аппарате имелся ящик зависимостей с рукоятками управления и блок-механизмы станционной блокировки. Блок-механизмы, взаимодействуя, позволяли дежурному по станции давать распоряжения сигналисту и контролировать его работу.

Я. Н. Гордеенко принадлежит также заслуга в разработке электросцепляющего механизма и гидравлической рельсовой педали. К концу прошло­го века его системой механической централизации было оборудовано около 1700 стрелок — больше, чем другими системами, вместе взятыми.

В 1906 г. Я. Н. Гордеенко усовершенствовал свою систему, заменив жё­сткие тяги гибкими. Это позволило увеличить дальность управления стрелками до 500 м, а для стрелок, которые в специализированных маршрутах являются пошёрстными, — до 550 м. В результате оказалось возможным для управления стрелками и сигналами на многих станциях иметь лишь один центральный пост вместо двух. Учёный возглавил работу по переходу к механическим замыканиям стрелок и сигналов.

Дальнейший шаг в совершенствовании техники СЦБ сделан благодаря применению электромеханических замыкателей. Была создана путевая блокировка на основе блок-механизмов, в которых использовались электромеханические замыкатели. Блок-механизмы отличались оригинальны­ми решениями, в частности использованием притирающихся контактов, что явилось в конце прошлого века определённым прогрессом в повышении надёжности путевой блокировки.

К 1917 г. на железных дорогах страны действовало более 11 тыс. стре­лок, оборудованных механической централизацией. Наряду с ней применяли централизацию, разработанную итальянской фирмой «Бианки и Серветтаса». Здесь, как и во всех импортных системах, стрелки отмыкались сразу после закрытия сигнала. В 1894 г. произошло крушение поезда из-за перевода стрелки под составом на станции, оборудованной гидравлической централизацией. Тем не менее эту систему продолжали использовать в течение некоторого времени. В начале XX в. на ст. Сосыка Владикавказской дороги начали внедрять электропневматическую централизацию, предложенную инж. Б. Н. Акимо­вым. Источником энергии для управления стрелками и сигналами служил сжатый воздух, который накачивался в резервуар под давлением 4—5 атм воздушным насосом паровоза. Контроль осуществлялся с помощью электрического тока от батареи напряжением 15 В. Однако рассматриваемая установка не была завершена в связи с начавшейся войной.

Электрическая централизация стрелок и сигналов появилась в 1909 г. на ст. Витебск Риго-Орловской дороги. В 1914 г. электрической централизацией оборудовали ст. Петербург-Витебский. Это были установки с электромоторами постоянного тока для управления стрелками и с соленоидны­ми приводами для управления семафорами. Замыкания между стрелками и сигналами обеспечивались ящиками механической зависимости. Так как рельсовых цепей не было ни на путях, ни на стрелочных участках, уровень безопасности движения был недостаточно высоким.

В 1913 г. В. П. Сухарников изобрёл электрическую централизацию маршрутного типа, основанную на механических замыканиях. В следующем году Г. Цебоев для исключения приёма поездов на занятый путь пред­ложил устройство рельсовых цепей. К этому времени на дорогах страны было оборудовано электрической централизацией с механическими замыканиями более 100 стрелочных переводов.

17.4. Связь на железных дорогах

П. М. Голубицкий (1845—1911
Я. Н. Гордеенко (1851—1922)
Развитие средств поездной связи: 1 — протяжённость сети; 2 — телеграфные и другие средства связи; 3 — электрожезловая система; 4 — полуавтоматическая блокировка

В 1845 г. академик Б. С. Якоби получил задание на устройство телеграфной связи вдоль строящейся железной дороги Петербург — Москва. До завершения этого проекта немецкая фирма «Сименс», приглашённая для участия в организации такой связи, проложила кабельную линию, которая состояла из двух медных проводов, изолированных гуттаперчей и помещённых в деревянный жёлоб, залитый изолирующей массой. Линию прокладывали по обочине пути у концов шпал. Её начали эксплуатировать в 1852 г. сперва с применением телеграфных аппаратов Сименса, а затем Морзе, так как последние обеспечивали более надёжную связь.

Однако конструкция проложенного кабеля оказалась ненадёжной, поэтому в 1854 г. по предложению Б. С. Якоби её решили заменить воздушной линией, которая имела три стальных провода диаметром 5 мм, подвешенных на столбах посредством железных крюков с изоляторами. На версту устанавливали 16 столбов. В дальнейшем на всех строящихся дорогах также начали применять воздушные линии связи. Их протяжённость к 1903 г. составила 52 тыс. км. С 1895 г. на телеграфных столбах стали подвешивать провода и для телефонной связи. Профессор Петербургского электротехни­ческого института П. Д. Войнаровский и инж. А. А. Новицкий разработали в 1897 г. проект телефонной связи по медным проводам между Петербургом и Москвой, в котором предусматривалось скрещивание проводов для уменьшения помех со стороны телеграфной линии. Этот проект, осуществлённый в 1898 г., имел важное значение для развития телефонных сетей на железных дорогах.

К 1914 г. общая длина воздушных линий связи, состоящих из телеграфных и телефонных проводов, достигла 90 тыс. км. Протяжённость телеграфных проводов составляла 227 тыс. проводо-км, из которых около 39 тыс. использовались для организации движения поездов, остальные — для передачи служебной информации. Протяжённость телефонных проводов возросла до 88 тыс. проводо-км, а с учётом одновременного телеграфирования и телефонирования по телеграфным проводам, когда вдоль железных дорог были проложены одна-две цепи телефонной связи,— 115 тыс. проводо-км.

Основным телеграфным аппаратом, который применяли на железных дорогах с 1854 г., был аппарат Морзе, простой в обслуживании и надёжный в работе.

С 1909 г. на дорогах России на­чали внедрять буквопечатающие телеграфные аппараты Бодо, которые обладали значительными преимуществами по сравнению с другими. Главным из них являлась возможность передавать по одному проводу одновременно несколько телеграмм как в одном направлении, так и навстречу друг другу.

Энтузиастом внедрения аппаратов Бодо был инж. Д. С. Пашенцев (впоследствии профессор Института инженеров железнодорожного транспорта). В 1916 г. он издал книгу «Аппараты Бодо» и инструкцию по их эксплуатации. К 1917 г. аппараты Бодо обслуживали 12 тыс. км линий связи на Привислинской, Юго-Западной, Сызрано-Вяземской, Екатерининской, Южной, Северной, Северо-Западной, Николаевской и Самаро-Златоустовской дорогах.

Развитие телефонной связи на железнодорожном транспорте во многом обязано талантливому инженеру П. М. Голубицкому. Он известен как изобретатель первого русского телефона (изготовленного в 1876 г. в мастерских ст. Бендеры), как конструктор многополюсных телефонов, телефонных аппаратов с угольными порошковыми микрофонами и как организатор специальной связи на железных дорогах.

Первые опыты по применению телефонов П. М. Голубицкий провёл в 1880 г., обеспечив переговоры между станциями Бендеры и Рени на Бендеро-Галацкой дороге. В 1883 г. он оборудовал первую телефонную станцию на 10 линий в Петербургском паровозном депо, положив начало внедрению местных телефонных сетей. В 1885 г. им предложена система телефонирования, при которой микрофоны абонентов питаются от общей батареи, установленной в центральном бюро. Это намного опередило идею создания телефонных станций с центральной батареей.

В 1884 г. П. М. Голубицкий предложил использовать телефоны для связи остановившегося в пути поезда с железнодорожными станциями. Для этой цели был сконструирован специальный поездной телефонный аппарат, применённый в 1886 г. на участке Москва — Подольск Московско-Курской дороги. В 1888 г. Министерство путей сообщения провело испытание новой связи на линии Петербург — Москва. «Почтово-телеграфный журнал» в № 7 за 1888 г. сообщал следующее: «Поездной аппарат был помещён 14 апреля 1888 г. в багажный вагон, а другие два аппарата установлены на станциях Петербург и Обухово… На половине пути поезд остановился. От аппарата, находившегося в вагоне, один из проводов соединили с землёй, а другой посредством стального крючка был накинут на проволоку железнодорожного телеграфа. Вся эта операция потребовала менее пяти минут времени. При испытании обе станции ответили на вызов сейчас же. Затем посланы были две депеши, и ответ был слышен вполне ясно и отчётливо. Комиссия признала опыт вполне удавшимся…»

Приоритет опытов Голубицкого по созданию нового в истории железных дорог способа связи подтверждается удостоверением № 4848 от 26 мая 1888 г. Главного общества российских железных дорог. Телефонный способ передачи сигналов с пути позволил освободиться от старой громоздкой технологии связи посредством переносного поездного телеграфного аппарата.

Для улучшения использования существовавших телеграфных проводов в разных странах проводились исследования по разработке системы одновременного телеграфирования и телефонирования по телеграфным проводам. Многое сделали в этой области в 1880—1882 гг. военный связист капитан Г. Г. Игнатьев, инженеры В. Н. Риссельберге и Е. И. Гвоздев. В их работах предлагались различные конструкции фильтров, обеспечивавших разделение телеграфных и телефонных токов в используемых цепях. Е. И. Гвоздев разработал три типа телефонных аппаратов, предназначенных для включения в телеграфные провода. В этих аппаратах применялись приборы для фонического (гудкового) вызова. Такие аппараты в дальнейшем получили название «фонопоры».

Первые испытания системы Гвоздева были проведены 3 декабря 1888 г. на Рыбинско-Бологовской дороге, между станциями Рыбинск и Медведево, на расстоянии 295 км. «Комиссия, — указывается в протоколе испытаний, — производила разговоры и вызовы со станциями Рыбинск, Родионово, Максатиха и Медведево. Ясность и понимаемость были полные…»

В 1887 г. в Петербурге учредили «Телефонное товарищество по изобретениям Е. И. Гвоздева», которое сыграло важную роль во внедрении телефонирования на железных дорогах страны. Технический отдел департамента железных дорог МПС 23 июня 1890 г. сообщал товариществу, что, «признавая весьма существенной пользу для железных дорог от введения на них телефонного сообщения, департамент находит систему Гвоздева заслуживающей полного внимания и посему не встречает препятствий к введению её на железных дорогах».

Система Гвоздева получила практическое использование на Орловско-Витебской, Киево-Воронежской, Юго-Восточной и Петербурго-Варшавской дорогах. На последней в 1891 г. была обеспечена надёжная связь между Петербургом и Лугой (138 км), Петербургом и Псковом (276 км).

В 1892 г. помощник начальника службы движения Закавказской дороги Ф. И. Балюкевич предложил оригинальное изобретение — телефонно-жезловую систему железнодорожной сигнализации. В ней по одному и тому же проводу передавались сигналы управления, телеграфные и телефонные разговоры. Для этого он предложил фонопор своей конструкции.

К указанному периоду относится деятельность в области телефонии и А. А. Столповского. В 1886 г. он получил привилегию на телефонный аппарат, в котором применил телефон с кольцеобразным магнитом и угольным микрофоном. Аппарат такого типа применялся на железной дороге между Москвой и Минском.

В 1898 г. начальник службы телеграфа Московско-Казанской дороги И. В. Гильбах опробовал на участке Москва — Рязань свою систему связи под названием «Электрическая сигнализация с пути и станций телефонами и звуками». В ней использовались провода жезловой и колокольной систем для связи между станциями и будками на перегоне.

К началу нынешнего века российские железные дороги всё ещё не имели единой системы телефонной связи, для телефонирования применялись весьма разнообразные типы аппаратов.

Состояние железнодорожной телефонной связи на начало 1900 г. характеризуется следующими данными: протяжённость линейной телефонной связи составляла 25 210 км; протяжённость линий одновременного телефонирования и телеграфирования — 20 510 км; количество фонопоров — 2500 шт., в том числе системы Гвоздева — 1032. Существенные изменения внесли в устройство фонопоров изобретатели И. Ф. Поляков, А. А. Кузнецов и Р. М. Трехцинский. В их аппаратах впервые применены схемы, с помощью которых ослаблялось прослушивание передаваемой речи в своём телефоне, увеличивалась мощность на передачу, уменьшались помехи от влияния телеграфных цепей.

А. А. Кузнецовым и Р. М. Трехцинским в 1909 г. изобретена телефонная трансляция, которая позволяла иметь хорошее качество разговора на расстоянии до 430 км по стальным проводам диаметром 4 мм.

По мере развития местных телефонных сетей возрастала необходимость в установлении связи между абонентами разных станций. Инженер Юго-Западной дороги Г. П. Ботяновский в 1913 г. предложил систему связи между коммутаторами по соединительным линиям с применением фонического вызова. Ему же принадлежит разработка телефонного аппарата для включения в два провода полуавтоматической путевой блокировки на двухпутных участках железных дорог. Эта система устраняла недостаток установки «Сименс — Гальске», работавшей только по однопроводному способу.

Динамика развития средств железнодорожной связи в России представлена в таблице. К 1914 г. на каждые 10 км железных дорог приходилось 30 км телеграфной связи, 20 км телефонной и 5 телефонных аппаратов.

Количество средств связи на железных дорогах России

Большое значение для становления, развития и эффективной эксплуатации устройств СЦБ и связи на дорогах сети имел уровень подготовки инженерно-технического состава. На первых железных дорогах работали специалисты, получившие электротехническое образование в училищах почтово-телеграфного ведомства или в Петербургском электротехническом институте.

В Петербургском институте инженеров путей сообщения в 1864 г. стали преподавать небольшой курс телеграфии, а в 1882 г. проф. Я. Н. Горде-енко включил в курс «Железные дороги» раздел железнодорожной сигнализации. С 1884 г. студенты начали изучать «Приложение электричества к телеграфии, железнодорожной сигнализации и освещению». В дальнейшем был введён предмет «Сигнализация, централизация и блокировка», который впоследствии развился в дисциплину «Автоматика и телемеханика на железных дорогах».

В 1895 г. преподаватель института С. Д. Карейша защитил первую в области СЦБ диссертацию на тему «О центральных устройствах управления стрелками и сигналами на русских железных дорогах». Подготовка практических работников в этой области осуществлялась на курсах повышения квалификации. В 1908 г. в Петербургском электротехническом институте организовали лабораторию электрической централизации стрелок и сигналов, где И. П. Вальд читал небольшой курс, а лабораторные занятия проводил Н. О. Рогинский, впоследствии крупный учёный в области сигнализации, централизации и блокировки на железнодорожном транспорте.

Вопросами эксплуатации устройств связи на дорогах ведала служба телеграфа, а на некоторых дорогах — отдел связи, входивший в службу движения. Устройства сигнализации, централизации и блокировки находились в ведении как службы пути (семафоры, диски, централизационные ус­тройства), так и службы телеграфа (сигнальные линии, блокировочные устройства). Только на Екатерининской железной дороге была создана общая электротехническая служба. В МПС не было специального органа для руководства вопросами сигнализации и связи, что создавало разобщённость и неувязки в работе.

Тем не менее кадры специалистов, выпускавшиеся электротехнически­ми учебными заведениями и Петербургским институтом инженеров путей сообщения, успешно справлялись со своими задачами. Они вносили весомый вклад в создание новой техники и совершенствование эксплуатации устройств СЦБ и связи на железных дорогах, что отмечалось на международных электротехнических выставках и в технической литературе.

Материалы, относящиеся к СЦБ и связи, широко освещались в ежегодно выходивших трудах совещательных съездов инженеров служб железных дорог, в том числе телеграфа и железнодорожной электротехники.

Глава 18. Железнодорожные станции и узлы. Здания и технические сооружения

18.1. Станции и узлы

Схема сортировочной станции Кочетовка: 1 — паровозное депо; 2 — перегрузочная платформа; 3 — жилой дом; 4 — водоёмное здание; 5 — мастерские; 6 — будка стрелочника; 7 — барак для стрелочников-тормозильшиков; 8 — будка составителя; 9 — горка; 10 — техническая контора
Схема Петроградского железнодорожного узла (1914): Вокзалы: 1 — Николаевский; 2 — Витебский; 3 — Варшавский; 4 — Балтийский; 5 — Финляндский; 6 — Новодеревенский; 7 — Охта; 8 — Охта-Нева
С. Д. Карейша (1854—1934)

В главе 6 был дан обзор состояния станций во второй половине XIX в. Ниже приводятся краткие сведения о дальнейшем их развитии, освещается роль отечественных учёных и инженеров в этой области.

В начале XX столетия на железных дорогах продолжались работы по строительству станций, особенно сортировочных — фабрик поездов.

В 1901 г. на Рязано-Уральской дороге построена двухсторонняя горочная сортировочная станция Кочетовка, на которой было уложено 180 стрелочных переводов. Длина её территории составила 4,3 км, а протяжённость путей — около 70 км. Кочетовка представляла собой новый тип сортировочной станции с последовательным расположением парков одной и параллельным размещением парков другой сортировочной системы. Здесь были построены две основные горки — одна для работы зимой, другая, более низкая, для работы в остальное время года, в более благоприятных метеорологических условиях.

В 1908—1910 гг. сооружены горочные сортировочные станции Люблино, Ховрино, Лосиноостровская, Перово и др. На горках отечественных же­лезных дорог по сравнению с зарубежными применялись более крутые уклоны, что обеспечивало ускорение роспуска составов и повышение производительности сортировочных устройств. К 1917 г. на сети железных дорог было 10 горочных сортировочных станций.

В начале 1900-х годов продолжалось интенсивное развитие узловых станций и железнодорожных узлов. К 1908 г. в Московском узле все примыкаемые линии были соединены между собой окружной железной дорогой. Таким образом, образовался узел кольцевого типа — наиболее крупный в стране.

В Петербурге в 1912—1913 гг. построена соединительная Финляндская пиния, которая явилась крупным инженерным сооружением, включавшим 3 больших моста и 19 путепроводов в местах пересечения дорог и улиц. Примыкание этой линии было осуществлено к Волковскому посту с соору­жением путепроводов над главными пассажирскими путями и ст. Петербург-Сортировочный-Московский. В результате соединения всех железнодорожных линий правого и левого берегов Невы в 1914 г. в Петрограде был сформирован узел полукольцевого типа.

Строительство и примыкание новых линий к существующим и специализация станций привели к развитию имеющихся и созданию новых узловых станций, которые явились началом образования крупных железнодорожных узлов в Воронеже, Харькове, Курске, Бресте, Барановичах и других городах.

На рубеже прошлого и нынешнего веков, вплоть до начала Первой мировой войны, в железнодорожных узлах, особенно Московском и Петербургском, велись работы по реконструкции пассажирских, сортировочных и грузовых станций. При этом в ряде случаев строились новые вокзалы взамен старых, увеличивались количество и длина станционных путей, вводилась их специализация, развивались локомотивное и вагонное хозяйства.

Реконструкция станций осуществлялась на основе тщательной разработки вариантов проектных решений и выбора наиболее рационального из них. Значительный интерес представляет, например, вариант переустройства ст. Петроград-Московский-Пассажирский с учётом перспективной электрификации пригородного движения и сооружения подземной станции для посадки и высадки пассажиров. В этом варианте просматривались зачатки будущего метрополитена. В пояснительной записке отмечалось, что «рано или поздно, но устройство метрополитена в Петрограде неизбежно, ибо уже и ныне трамвай накануне своей полной несостоятельности».

В 1913 г. С. Н. Кульжинский предложил для правильного решения вопросов переустройства станций составить общий проект узла с учётом перспективы. В 1915 г. была разработана принципиальная схема развития Петроградского узла, получившая в 1916 г. одобрение Особой комиссии. Во всём этом можно видеть прообраз созданных в дальнейшем генеральных схем крупнейших узлов сети.

Весомый вклад в развитие науки о станциях внесли учёные и инженеры путей сообщения. Начало формирования её относится к периоду сооружения Петербурго-Московской дороги, когда были разработаны первая классификация станций, принципы их размещения и проектирования. Созданный на дороге станционный комитет для составления проектов предложил, учитывая возможность увеличения станций II класса, «…разъезды и насыпи… устраивать такие же, как и для станций I класса, с той целью, чтобы производство работ при увеличении станций не могло представить никаких препятствий» .

Так была заложена идея этапности в развитии станционных устройств, получившая в последующем практическую реализацию при проектировании.

В 1868 г. инж. И. Ф. Рерберг, главный инженер службы пути Ниже­городской дороги, разработал Правила расположения путей, зданий и прочих принадлежностей при проектировании железных дорог. Эти Пра­вила служили незаменимым пособи­ем при проектировании станций. В целях увеличения пропускной способности станций инж. Ф. А. Галицинский, будучи начальником Харьково-Николаевской железной дороги, предложил осуществить изоляцию поездного движения от маневрового при значительных объёмах станционной работы. Он утверждал, что прове­дение принципа специализации парков составляет основу хорошо спроек­тированной станции и не увеличивает, а уменьшает число путей и её территорию.

В 1898 г. съезд инженеров службы пути установил основные принци­пы проектирования станций: специализация путей, возможность дальнейшего развития, выполнение параллельных операций и сокращение длины маневрового рейса. Эти принципы и в настоящее время находятся в числе важнейших при разработке проектов станций.

В 1883 г. опубликовано исследование инж В. Троицкого «Сортировка товарных вагонов с уклонных путей и устройство сортировочных станций», в котором обобщён опыт эксплуатации первых сортировочных станций — Петербург-Сортировочный Николаевской и Москва — Московско-Рязанской дорог.

При проектировании сортировочных горок возникла необходимость определения их оптимальных параметров. Проф. В. А. Арнольд впервые в 1905 г. разработал аналитический метод расчёта профиля горок. Проф. Г. Д. Дубелиру принадлежит графический метод построения профиля и определения скорости скатывания вагона в каждой точке (1910). Проф. Е. А. Гибшман на основе исследования сопротивления движению вагонов на ст. Люблино в 1913—1914 гг. предложил нормы основного удельного сопротивления вагонов при скатывании с горки.

Многое для развития станционной науки сделал инженер путей сообщения, в дальнейшем академик, В. Н. Образцов. В 1902 г. он составил про­ект развития ст. Иваново, а через три года опубликовал работу «К вопросу о проектировании и расчёте станций», которую проф. А. Н. Фролов оценил «как новую попытку пролить свет анализа на эту тёмную доселе сторону инженерного творчества». В. Н. Образцов создал ряд капитальных работ и учебников, которые вошли в фундамент науки о станциях и узлах.

Большую ценность для проектировщиков, работников станций и студентов имели труды проф. С. Д. Карейши, автора проектов станций Казатин, Лосиноостровская, Рузаевка, Нижний Новгород и др., работавшего в течение многих лет в службах пути и на постройке дорог. Результаты исследований и обобщений теории и практики проектирования, строительства и эксплуатации станций нашли отражение во многих его работах. С. Д. Карейша представлял Россию на международных железнодорожных конгрессах, а также в американском и французском обществах гражданских инженеров. Им составлен словарь на четырёх языках по всем отраслям железнодорожного транспорта.

В целом можно отметить, что за период 1836—1917 гг. отечественные учёные и инженеры сделали многое для становления и развития станционной науки. В частности, они разработали первую классификацию железнодорожных станций, принципы их проектирования, основы специализации путевого развития, методологию расчёта станционных устройств, в том числе и сортировочных горок.

Научное и практическое наследие в области станций и узлов получило развитие в последующие годы.

18.2. Здания и технические сооружения

Здание Петербургского вокзала в Москве. Архитектор К. А. Тон. Конец XIX в.
Здание Царскосельского (ныне Витебского) вокзала в Петербурге. Архитекторы С. А. Бржозовский, С. И. Минаш. 1904
Пассажирское здание станции Благовещенск. 1915
Водоёмное здание на станции Бутово Московско-Курской железной дороги. 1869

Железные дороги в большинстве случаев прокладывались к экономическим центрам страны, проникая в уже сложившуюся планировочную структуру городов и посёлков. Вокзалы и здания различных служб выполняли не только основные функции, но и становились архитектурной доми­нантой населённого пункта, придавая ему определённый стиль. Поэтому с начала строительства железных дорог в штат управления вводились должности старшего архитектора и архитектора. В их обязанности входили проектирование и надзор за возведением технических и гражданских сооружений. К этой работе привлекались опытные зодчие и инженеры-строители.

Архитектор К. А. Тон был назначен членом общего присутствия Департамента проектов и смет Главного управления путей сообщения и публичных зданий. Его идеями пронизаны проекты зданий Николаевской до­роги. Проектирование вокзалов обычно поручалось архитектору, победившему в свободном конкурсе. Например, в конкурсе на постройку Московского вокзала в Петербурге принял участие, помимо К. А. Тона, архитектор А. П. Брюллов. Работу по проектированию вокзала Тон вёл в сотрудничестве с архитектором Департамента железных дорог Р. А. Желязевичем — автором проектов вокзалов промежуточных станций и служебных зданий, расположенных на линии Петербург — Москва. Многие из этих зданий функционируют и в настоящее время, являясь памятниками транс­портного зодчества. В таком же стиле, как Московский вокзал в Петербурге, построен Петербургский вокзал в Москве.

Обращает на себя внимание выбор удачного расположения этих вокзалов. Так, Московский вокзал в Петербурге разместили на Знаменской площади, в конце знаменитого Невского проспекта. Фасады многих вокзалов и станционных зданий украшались декором, придававшим им привлекательный вид. В тот период в архитектуре зданий и построек технических служб железных дорог преобладал строгий русский классицизм и неоклассицизм.

В начале XX в. наибольшее распространение получил стиль модерн, причём не только в каменном, но и в деревянном исполнении. Общие черты этого направления характерны для большинства значительных сооружений на Транссибирской, Московско-Виндаво-Рыбинской и других магистралях. Яркими представителями этого стиля были старейший архитектор частного акционерного железнодорожного общества С. А. Бржозовский и архитектор С. И. Минаш. В 1904 г. они спроектировали новый Царскосельский вокзал, отличавшийся предельной чёткостью и лаконичностью форм, увязкой всех функций помещений в сочетании с модным архитектурным стилем.

К видным зодчим, которые в начале века внесли значительный вклад в создание железнодорожной архитектоники, помимо упомянутых выше относятся Ф. О. Шехтель, С. Я. Хмелевский, А. А. Клевщинский, Ю. П. Дит­рих, А. В. Щусев, И. И. Рерберг и др. Среди профессионалов, занимавшихся вопросами железнодорожной архитектуры, были в основном выпускники Академии художеств, Строительного училища, Петербургского института инженеров путей сообщения.

Строившиеся в то время здания на дорогах по совокупности признаков капитальности и эксплуатационным качествам делились на классы с I по IV. Это вызывалось стремлением к экономии средств и определялось сроком службы. Здания и сооружения I и II классов относились к долговечным (не менее 100 лет службы) и особо огнестойким. Они были кирпичными (каменными), с цементными, бетонными, металлическими перекрытиями, а здания III и IV классов — деревянными, оштукатуренными или обложенными кирпичной кладкой. Все сооружения располагались с учётом перспективы их развития.

Уже тогда существовал термин «типизация», и большинство промежуточных станций имело павильоны и здания, построенные по типовым проектам. Такие проекты существовали даже для придорожных церквей, например на Транссибе.

Чтобы рационально проектировать железнодорожные здания, архитекторы должны были иметь необходимые знания по железнодорожным специальностям. Им приходилось совмещать в себе вкус и интуицию художника, эрудицию инженера, острый взгляд в прошлое и будущее — словом, обладать широким кругозором. Проекты промышленного или гражданского здания на дорогах включали не только элементы внешнего оформления и внутренней планировки, но и детали технического оснащения: освещение, водоснабжение, отопление, оборудование, мебель и т. п. Таким обра­зом, складывался свой специфический фирменный стиль.

Производственные и служебные здания были весьма разнообразны — паровозные и вагонные депо, ремонтные мастерские, военные продовольственные пункты, почтово-коммерческие заведения, электростанции, котельные, водоёмные и водоподъёмные сооружения, казармы.

Особое внимание уделялось устройствам водоснабжения железных дорог. Достаточно указать, что только на казённых дорогах сеть трубопроводов, подававших воду, достигала в 1909 г. 4800 км, тогда как вся сеть городских водопроводов в России имела протяжённость 3520 км .

Характерными особенностями железнодорожного водоснабжения явились разбросанность его сооружений на десятки тысяч километров и эксплуатация их в самых разнообразных гидрогеологических и климатических условиях. Именно на железнодорожном транспорте нашли применение многие научно-практические разработки и оригинальные технические решения, которые впоследствии были использованы в городском и промышленном водоснабжении.

В конце XIX в. на железных дорогах страны получили широкое распространение чугунные трубы, начали использоваться центробежные приводные насосы и двигатели внутреннего сгорания. Впервые построены и введены в эксплуатацию продольные водопроводы: Раимский, Бугский, Келесский и др. Эти водопроводы протяжённостью по 100—200 км располагались вдоль железных дорог и предназначались для снабжения водой ряда железнодорожных станций, а также безводных участков дорог .

Совершенствование паровозов и необходимость увеличения их мощности вызвали потребность в улучшении качества воды, главным образом в её умягчении. С этой целью были построены первые водоумягчительные установки, получила распространение внутрикотловая обработка воды.

Широкое использование на железнодорожном транспорте нашли оригинальные конструкции водонапорных башен системы В. Г. Шухова. Особый интерес представляет опыт строительства и эксплуатации водопроводов в условиях вечномёрзлых грунтов. На строительстве Амурской железной дороги впервые в мире применили новые конструкции водозаборных устройств. Когда источники водоснабжения (реки и озера) промерзали до дна, строили шахтные колодцы и галереи для забора грунтовых вод.

Накопление воды во время паводка обеспечивалось плотинами специальной конструкции, которые устраивались в условиях вечной мерзлоты. При резких колебаниях дебита поверхностных и подрусловых вод был разработан и применён особый тип комбинированных водоприёмников (станции Магдагачи, Гондатти и др.). Иногда для получения воды применялись льдотаялки. В 1909 г. на Амурской дороге вместо дорогостоящей и ненадёжной в эксплуатации укладки труб в отапливаемых подземных галереях стали применять трубопроводы с подогревом воды и непрерывной её циркуляцией (метод А. И. Юхотского). Благодаря этому в северных районах появилась возможность транспортировать воду на 10 км и более .

Водопроводы на всём протяжении Транссибирской магистрали имели водоёмные башни, многие из них сохранились и представляют собой памятники отечественного инженерного искусства конца XIX — начала XX столетия.

Несмотря на быстрые темпы проектирования и строительства, отечественные инженеры-строители и архитекторы проявляли высокую требовательность к качеству проектов зданий и сооружений, к детальной проработке отдельных элементов. Для объектов строительства задания на проектирование отличались чёткостью и конкретностью. Например, задание на проектирование устройств водоснабжения на Петербурго-Вологодской дороге предусматривало:

водоснабжение устроить в 26 пунктах согласно Техническим условиям (ТУ), обеспечив дорогу водою в количестве, нужном для пропуска 15 пар поездов в сутки;
величины котлов и насосов, диаметры всасывающих труб и нагнетательных рассчитать согласно § 77 и 79 ТУ;
на ст. Вологда ввиду выясненного химическим анализом неудовлетворительного качества воды р. Вологды устроить водоснабжение из двух артезианских скважин;
в качестве водоприёмников принимать деревянные колодцы, укрытые крышей, с устройством отстойников;
водоподъёмные здания на всех станциях строить кирпичные, с деревянными пристройками для помещения машинистов;
в водоподъёмных зданиях поставить паровые котлы систем Лашапеля — Шухова, паровые насосы системы Вортингтона; для артезианского водоснабжения установить воздушные компрессоры «Мамут»;
водоёмные здания на всех станциях строить кирпичные и каменные, а их деревянные шатры покрывать железом; наименьшее возвышение опорного кольца баков над рельсами станционной площадки принимать 9,6 м;
гидравлические краны ставить по два на каждой станции; на станциях с паровозным депо — три крана;
на всех станциях между водоёмными и водоподъёмными зданиями устроить электрическую сигнализацию, автоматически указывающую необ­ходимость качать воду или прекратить подачу её.

Уже в то время считалось, что железнодорожные строительные объекты аналогичны объектам крупного промышленного производства, но имеют свою специфику: железная дорога — это круглосуточно, в любую погоду действующее и весьма протяжённое сложное хозяйство, которое должно функционировать как одно целое, чётко и бесперебойно. В ритмичной работе этого хозяйства большая роль принадлежит техническим сооружениям и зданиям, построенным надлежащим образом.

Глава 19. Эксплуатация и экономика железных дорог

19.1. Организация перевозок

График пассажирского движения на участке Батраки — Бузулук и Бузулук — Оренбург: ПН — полночь; ПД — полдень
А. Н. Фролов (1863—1939)

В конце XIX в. МПС стало уделять больше внимания вопросам эксплуатации железных дорог. К этому времени в его составе было специальное управление по эксплуатации железных дорог. В 1912 г. в управлении создали электротехническую часть, которая занималась проблемами электрификации Петербургского и Москов­ского железнодорожных узлов.

К началу нынешнего века в России стала складываться стройная система организации перевозок, базирующаяся на прямом и бесперегрузочном использовании вагонов, Уставе железных дорог, внедрении графика движения поездов и их специализации, регулировании вагонопотоков.

Однако был период, когда на некоторых дорогах пытались пропускать товарные поезда, кроме ускоренных, без графика. В 1903 г. съезд представителей службы движения определил, что введение поездов несрочного об­ращения без расписания представляется целесообразным повсеместно, за исключением сильно загруженных участков. Но уже через шесть лет совещательный съезд представителей службы движения признал «безусловно необходимым составление графика движения поездов…».

В это же время проверенный практикой принцип специализации поездов получил теоретическое обоснование. В частности, исследования А. Н. Фролова показали влияние её на снижение простоя вагонов в сортировочных парках станции. К 1910 г. правила специализации поездов применялись уже на 24 дорогах.

К 1914 г. большая часть дорог в грузовом движении разделяла поезда на ускоренные, воинские и товарные; транзитные, или поезда дальнего хода; участковые; сборные дневного и ночного обращения.

Увеличение объёма перевозок и строительство новых линий потребовали проведения в период 1900—1914 гг. значительных работ по развитию железнодорожных узлов и сооружению сортировочных станций.

Наряду с мероприятиями строительного характера важным средством повышения пропускной способности железных дорог явились организаци­онно-технические меры, в частности рациональное распределение сортировочной работы между станциями и совершенствование станционных технологий. Практические потребности в усилении провозной способности дорог послужили важным стимулом к разработке теории графика движения поездов, методики расчёта пропускной способности перегонов и станций и решению других эксплуатационных задач.

В 1909 г. вышел в свет капитальный труд В. Н. Щегловитова «Теория графика движения поездов», в котором изложены основы разработки оптимальных графиков. Большое научное и практическое значение имели исследования А. Н. Фролова 1901—1913 гг., заложившие основы теории ма­нёвров и специализации поездов.

Первые теоретические исследования по вопросу о размещении на сети распорядительных станций относятся к 1908 г., когда в журнале «Железно­дорожное дело» появилась статья В. Н. Образцова. В этой работе он предо­стерегал от ошибок, допущенных при формировании сети железных дорог европейской части России, и дал свои рекомендации по рациональному размещению станций.

В 1915 г. И. И. Васильев опубликовал статью «Оборот вагона». В ней автор предложил формулу, в которой время оборота вагона расчленено на четыре слагаемых: нахождение в поездах, на деповских станциях, на сорти­ровочных станциях и под начальной и конечной операциями. Эта формула была принята на дорогах с одобрением, поскольку давала возможность объективно вести анализ выполнения оборота по элементам, оперативно выявлять «узкие» места в работе и принимать меры по их устранению.

Вскоре после начала Первой мировой войны возникли серьёзные сбои в движении поездов, в результате чего происходили большие потери погрузочных ресурсов. За первые пять месяцев войны (август — декабрь 1914 г.) погрузка хлеба и руды на железных дорогах упала в два раза по сравнению с соответствующими месяцами 1913 г. Во второй половине 1914 г. осталось невывезенным около 84 тыс. вагонов различных грузов.

Тяжёлая обстановка сложилась на южном полигоне сети, где возросший объём перевозок пришлось вы­полнять почти вдвое меньшими парком паровозов и числом паровозных бригад. В этих условиях начальник Южной железной дороги Б. Д. Воск­ресенский, инженеры Н. М. Хлебни­ков, А. П. Бабаев и другие предложи­ли и внедрили метод уплотнения ра­бот. Основной резерв ускорения оборота вагонов создатели метода видели не столько в сокращении продолжительности отдельных операций, сколько в устранении межоперацион­ных простоев. Это могло быть до­стигнуто за счёт параллельности выполнения отдельных операций. Авторы метода подготовили ряд публикаций но уплотнению работ путём комбинации параллельных и последовательных операций при обработке поездов, техническом осмотре и текущем ремонте вагонов и паровозов. Практическим применением метода уплотнения работ в сложных условиях военного времени была доказана возможность сокращения простоя вагонов в парках станций с 6—10 до 4—5 часов, снижения потребности в путевом развитии примерно в два раза, в маневровые средствах — на 20—30 %, значительного уменьшения штата составителей, сцепщиков и стрелочников.

В период Первой мировой войны возник термин «маршрутный поезд», которым стали именовать одногруппные прямые поезда, проходящие через две дороги и более. Прототипом маршрутных поездов послужили воинские эшелоны; внедрение в то время маршрутизации способствовало преодолению трудностей военного времени.

19.2. Регулирование вагонных парков

Структура МПС к началу 1917 г.

Необходимость регулирования вагонных парков возникла сразу же с вводом в эксплуатацию первых железных дорог общего пользования и усиливалась по мере роста перевозок. Потребность в регулировании вызывалась тем, что в результате перевозки грузов в одних районах, обслуживаемых дорогой, образовывался избыток вагонов, а в других, где совершалась преимущественно погрузка, остро ощущался их недостаток.

Вначале применялась так называемая замкнутая регулировка, которая проводилась в пределах дороги, обладавшей собственным нарком вагонов. На стыковых пунктах с другими дорогами или водными путями сообщения производилась перевалка грузов, а освободившиеся вагоны направлялись к месту очередной погрузки. Вагоны под погрузку выделялись начальником станции по заявкам грузоотправителей. При нехватке на данной станции порожних вагонов заявки удовлетворялись службой движения дороги по системе регулирования вагонного парка. Постоянные заявки грузоотправителей послужили в дальнейшем основой для планирования и нормирования перевозок.

В случае нехватки вагонов на дороге объём погрузки сокращался или принимались иные меры по согласованию с комитетом грузоотправителей.

С увеличением размеров дальних перевозок всё сильнее проявлялись недостатки замкнутой системы перевозок, вызывавшей непомерный рост задержек вагонов и затрат на перевалку грузов на стыковых пунктах. Эти недостатки были устранены после введения прямого бесперегрузочного способа перевозки, при котором ставилось условие срочного возврата вагонов после выгрузки на дорогу-собственницу. Нарушение этого условия вызывало большие штрафные санкции. Устранение перегрузки товаров на стыковых пунктах благоприятно отражалось на деятельности железных дорог. Однако срочный возврат, как правило в порожнем состоянии, приводил к тому, что попутные грузы направлялись в других вагонах.

После принятия «Общего соглашения о взаимном пользовании товарными вагонами» срочный возврат сохранялся лишь для специальных вагонов, переход остальных по стыковым пунктам дорог осуществлялся по принципу равночисленного обмена с разрешением замены отдельных ти­пов вагонов другими. Это послужило началом становления централизованной системы регулирования вагонного парка в масштабе железнодорожной сети страны.

В конце 90-х годов делались попытки увязать погрузку с пропускной способностью линий, для чего были созданы особые распределительные бюро. Однако в условиях стихийного предъявления грузов к перевозке эта мера не имела успеха. Такая работа стала проводиться учреждёнными позднее центральными и местными порайонными комитетами по регулированию массовых перевозок грузов. Эти комитеты получили право на направление вагонов с дорог, имевших их избыток, на нуждавшиеся в них дороги. Но это относилось только к казённым дорогам.

В связи с начавшейся в 1914 г. войной необходимость осуществления массовых перевозок пришла в противоречие с принципом равночисленного обмена, так как дороги зачастую не могли пропускать большие потоки поездов в одном направлении и задерживать встречные поезда. Это послужило толчком к дальнейшему развитию системы регулировочных мероприятий.

За невыполнение норм обмена вагонами начислялись так называемые вагонные долги, которые дороги-должницы обязаны были погасить по стыковым пунктам в кратчайшие сроки. Новая мера — переучёт этих долгов между дорогами — заключалась во взаимном погашении их по разным пунктам перехода с целью сократить порожний пробег вагонов и разгрузить наиболее напряжённые линии. Эта мера несколько упорядочивала перевозки.

Вот как характеризовалось состояние регулировочной работы в этот период эксплуатационным отделом Управления железных дорог МПС: «…в мирное время в случаях затруднений в движении и скопления гружёных вагонов дороги имели право, не спрашивая никого, прежде всего сократить свою погрузку, и если этого было недостаточно, то, пользуясь § 41 Общего соглашения, в случае накопления у них в каком-либо направлении задержанных вагонов свыше двухсуточной нормы, имели право прекратить приём грузов от соседних дорог. Таким образом, регулировка совершалась до некоторой степени автоматическим путём. Председатели порайонных комитетов ведали главным образом экономической регулировкой, разрабатывали нормы передачи по узлам».

Для поддержания равновесия парков между железными дорогами было предписано «раз навсегда, в случае должания соседней дороге, сокращать свою погрузку и гасить долги».

С объявлением мобилизации положение резко усложнялось вследствие изменения направления грузовых потоков. В этих условиях возникала необходимость предупреждать скопление вагонов в том или ином пункте. Для этого требовалось соблюдение трёх основных условий:

1) быть осведомлённым в каждый момент о размерах и условиях движения, для чего нужно иметь развитую телеграфную сеть — диспетчерские провода;
2) располагать штатом, соответственно подготовленным и в достаточной степени владеющим регулировкой;
3) обладать правом для предупреждения затруднений прекращать как погрузку на своей дороге, так и приём грузов от соседних дорог.

Как видим, уже тогда ставился вопрос о необходимости придать регулировочным мероприятиям предупредительный характер, то есть предвари­тельно увязывать планирование погрузки с пропускной и провозной способностью линий.

Задачи военного времени требовали дальнейшего совершенствования системы регулирования вагонного парка. В 1916 г. был установлен порядок распределения подвижного состава между дорогами в зависимости от заданных размеров работы и вводился принцип принудительной взаимопомощи вагонами, ограничивались права начальников станций по использованию порожних вагонов. В 1917 г. порайонные комитеты получили право прекращать или ограничивать погрузку некоторых грузов по направлениям, а также приём вагонов от соседних районов. В качестве предупредительных регулировочных мероприятий вводилось нормирование обмена вагонов по стыковым пунктам смежных дорог. Нормы обмена устанавливались на ежегодных съездах представителей дорог с учётом наличия технических средств и пропускной способности направлений. Регулирование в период возникающих затруднений осуществлялось путём ограничения или запрещения как приёма вагонов от соседних дорог, так и погрузки назначением в район затруднения. Кроме того, устанавливались кружные направления перевозок.

Таким образом, развитие методов регулирования вагонного парка характеризовалось тенденцией к его централизации, что обеспечивало быстрейшее продвижение вагонопотоков и лучшее использование вагонов. При этом впервые были применены такие регулировочные меры, как обезличенное использование вагонов при равночисленном обмене между дорогами, принудительное перераспределение между ними парка вагонов, норми­рование обмена по стыковым пунктам.

19.3. Экономика железных дорог

Курс на казённое строительство железных дорог, начатый в 80-е годы, сделав развитие сети более планомерным и учитывающим стратегические интересы государства, не всегда совпадал с экономическими интересами торгово-промышленных кругов. Это удорожало транспортное обеспечение и замедляло темпы строительства путей сообщения в отдельных регионах. Например, в Привислинском районе (к западу от линии Белосток — Брест-Литовск — Ровно) за двадцатилетие (1882—1902) было построено всего 3 тыс. км железных дорог, из них 1,8 тыс. км для военных нужд. Однако в целом за указанное время железнодорожная сеть европейской части России развивалась высокими темпами: прирост её протяжённости составил 23 %, длина двухпутных линий увеличилась почти на 30 %. Парк паровозов воз­рос до 12,5 тыс. (прирост 30,7 %), пассажирских вагонов — до 15 тыс. (36,1 %), товарных вагонов и платформ — до 284 тыс. (33,1 %).

К 1913 г. Россия, несмотря на противоречивые процессы в государственной политике по железнодорожному транспорту и допущенные издержки, добилась определенных успехов в его экономике. В предвоенном году сложившаяся сеть железных дорог имела высокие технико-экономические показатели. В обобщённом виде они приведены в табл. 19.1 . Протяжён­ность 34 дорог, указанных в таблице и охватывающих около 90 % всей железнодорожной сети России, к концу 1913 г. составила 59 617 вёрст. Сумма основных капиталов достигла около 7,6 млн руб., из которых лишь 1,7 млн руб. инвестировано частными железнодорожными обществами, а остальные ассигнования поступили из государственной казны. Основной капитал железных дорог на 1 версту составлял 120,2 тыс. руб., оборотный — 2524 руб. (2,1 %). Заметим, что в промышленности доля оборотного капитала по отношению к основному была на порядок выше.

Таблица 19.1. Обобщённые технико-экономические характеристики железных дорог России за 1913 г.

Финансовая мощность железнодорожной отрасли характеризовалась главным образом размером валового дохода, приходящегося на 1 версту. По этому показателю на первом месте была Николаевская дорога (33 542 руб.), затем Московско-Курско-Нижегородская (33 350). Относительно низкие значения наблюдались на дорогах Волго-Бугульминской (3086), Белгород-Сумской (5207), Среднеазиатской (8048). При этом доход от перевозки пассажиров по всей сети составлял около 20 % общего дохода, зависящего от движения, от перевозки грузов — почти в четыре раза больше. Наиболее высокий повёрстный доход от пассажирских перевозок имели Николаевская, Московско-Курская и Северо-Западные дороги.

Эксплуатационные расходы по перевозке грузов и пассажиров, приходившиеся на 1 версту, составляли в среднем 10 909 руб. При этом отношение расходов к доходам составило более 60 %, с тенденцией уменьшения у частных железных дорог. Чистый доход от пассажирских перевозок по всей сети дорог составлял 42 млн. 364 тыс. руб., то есть в 9 раз меньше, чем от грузового движения.

Из 34 дорог на 13 пассажирские перевозки приносили убытки. Высокий уровень чистого дохода, исчисляемый на 1 версту, был достигнут на Северо-Донецкой, Владикавказской, Екатерининской, Николаевской, Московско-Курско-Нижегородской дорогах. С определённым дефицитом про­должали работать недавно построенные Омская и Забайкальская линии.

Представляет интерес средний по сети дорог доход и расход по пассажирским и грузовым перевозкам в 1913 г. (табл. 19.2).

Таблица 19.2. Данные о доходах и расходах по перевозкам

В целом по сети железных дорог чистый доход, отнесённый к затраченному на их сооружение капиталу, в 1913 г. составлял 5,8 %. При этом наибольший процент чистого дохода был достигнут на Владикавказской и Екатерининской дорогах.

И всё же в годы первой мировой войны железнодорожный транспорт оказался слабо подготовленным к требованиям военного времени. Решающие направления сети имели недостаточную пропускную способность, что привело к затруднениям в пропуске поездопотоков уже в первые месяцы войны. Концессионная горячка 60—70-х годов привела к одностороннему развитию сети преимущественно в тех направлениях, которые давали наибольшую коммерческую выгоду. Основные железнодорожные линии оказались к западу от Москвы. К востоку же были проложены лишь два магистральных железнодорожных хода (Царицын — Орёл и Ростов-на-Дону — Харьков). На весь восток европейской части России и всю её азиатскую часть приходилась малая доля железных дорог.

Практика эксплуатации железнодорожных линий в годы Первой мировой войны со всей очевидностью показала необходимость перехода на качественно новый уровень не только в организации перевозочного процесса, но и в построении транспортной сети. В рамках общей программы экономического развития России в довоенные годы видное место отводилось транспортному строительству. Война сделала нереальной эту программу во многих отношениях, но не перечеркнула её полностью. В 1916 г. Особое междуведомственное совещание по выработке плана железнодорожного строительства на ближайшую перспективу наметило обширный план строительства железных дорог, который предполагалось осуществлять за счёт средств казны и частного капитала.

Этот план вызвал оживлённую дискуссию среди специалистов транспорта, в ходе которой были высказаны прогрессивные идеи и предложены рациональные технические решения. Уже в трудные военные годы передовая инженерная мысль признала единственно правильным комплексное развитие не только железных дорог, но и транспорта страны в целом, то есть сформулировала в общем виде концепцию создания единой транспортной системы страны, что в дальнейшем получило практическое осуществление.

Часть 7


[1 наблюдающий участник] 
Эта страница последний раз была изменена 1 мая 2015 в 16:58, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участник Энциклопедия нашего транспорта Workweek
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2017
Rambler's Top100