Пароэлектровоз Heilmann №8001 (
кликабельно)
Век пара и электричества, романтический XIX век находился на самом, так сказать, своем пике. Мрачный ХХ век еще только появился на горизонте, а пока все было прекрасно и удивительно. И,
неудивительно, что именно в это время, как раз в 1890 году промышленник из Эльзаса, Jean Jacques Heilmann, получает патент на комбинированную пароэлектрическую силовую установку для железнодорожного транспорта. Объединяя, так сказать, в одном решении оба символа эпохи. Еще года два уходят на проектирование и опыты, на линии даже выскочил первенец пароэлектровозов,
600-сильный La Fusee Electrique - но уже в 1892-3 годах на французские железные дороги выходят два гораздо более тяжелых пароэлектровоза Heilmann оригинальной конструкции с номерами 8001 и 8002.
На вокзалах Парижа (
кликабельно)
Собственно, суть идеи ясна из названия - в движение эти локомотивы приводились восемью
двигателями постоянного тока, закрепленными прямо на осях двух тележек. А питались эти восемь моторов от двух генераторов Brown, Boveri & Company суммарной мощностью 900кВт, который в свою очередь (и наконец-то) приводились в действие горизонтально-оппозитной паровой машиной.
Развязывание оборотов паровой машины и колес позволило изготовить машину относительно малогабаритной, но весьма быстроходной, побороть проблему вибрации колес на высоких скоростях (тут-то все чистые тела вращения, в отличие от классических паровозных колес с противовесами и прочим) - заодно и генератор поменьше и полегче вышел. Все, казалось бы, красиво - но дальше начинается мрачная реальность.
тележка локомотива Heilmann, крупно (
кликабельно)
Дело в том, что современные нам тепловозы с электротрансмиссией - действительно получают от нее немалую выгоду. Поскольку ДВС имеет максимальную мощность и крутящий на высоких оборотах, а на низких - не очень, то для успешного трогания с места, особенно с тяжеленными составами, крайне важно развязать обороты двигателя и колес. Через электротрансмиссию дизель всегда работает на оптимальных оборотах отдавая всю мощность, выделение которой на колесах можно регулировать как угодно. Очень удобно.
Чем же эта схема не угодила паровозу? Да тем, что у паровой машины мощность вырабатывается не в цилиндре (где число вспышек ТВС за единицу времени эту мощность для ДВС и определяет), а в котле - т.е., совершенно независимо от оборотов паровой машины, которая просто преобразует давление во вращение. Поэтому, паровые двигатели в сложной трансмиссии, в общем-то и не нуждаются. Они прекрасно тянут и на самых малых оборотах. И ровно так же обстоят дела и с электромоторами - им тоже ничего, кроме простейшего редуктора (а то и без него можно и не требуется).
примерное сечение, вид сбоку (
кликабельно)
Соответственно, пролетели и пароэлектровозы мьсе Хейлманна. Не имея никаких преимуществ в тяге перед обычными паровозами - они только показывали худшие экономические характеристики - ведь паровозы с прямым приводом колес потерь в канале подвода мощности практически не имели. А тут - и генераторы с неидеальным КПД, и система регулирования мощности генератора с дополнительным небольшим генератором, да с собственной паровой машинкой на 28л.с., и моторы тоже не 100% в тягу отдают, еще и на нагрев прилично уходит. В общем, на тонно-километр топлива уходило больше. А тут еще и сложность и цена самой электросистемы, дополнительный (и довольно высокооплачиваемый) член экипажа - электрик...
В общем, достоинства электротрансмиссии ее недостатков в приложении к паровой тяге пересилить не смогли, и больше пароэлектровозы уже не строили...