Страница 219 из 302
— Свят, свят, свят! — Иван Иванович ойкнул и невольно перекрестился. Да и сам боярин, он до последнего «держал» лицо, поплыл, когда десятки тонн воронёной стали начали проходить мимо, на расстоянии вытянутой руки. Хвост открыл варежку так, что туда и воробей залетит. И было с чего. Гостям решили продемонстрировать силу, новую модель из тяжёлой серии «Добрыня».
Если бы в свите князя случайно затесался попаданец, он бы вряд ли угадал в приближающемся чуде, паровоз. И дело вовсе не в отсутствии дымовой трубы, например, кабина машиниста чем-то походила на вагон метро типа «Головастик», но была ещё более квадратной так как собиралась на болты из плоских элементов. Кулисного механизма не имелось, только сцепные дышла. Впервые опробовали электромагнитные клапаны, вместо золотников. На крыше, в трубе, примостился ксеноновый прожектор, а общий вид сочленённого паровоза с огромной цистерной между паровозами вызывал недоумение. Хотя по каждой детали имелось вполне заурядное обоснование. Проблема котла ведь не ушла, сделать его можно, но какая будет масса, надёжность? Котёл, работающий и обслуживающийся на земле, и точно такой же, но на подвижной, расшатывающейся платформе, две большие разницы. И кто всё это дело будет проектировать, обслуживать, учить машинистов работе с капризными жаротрубными котлами?
Проекты газовых и нефтяных котлов имелись, но не на этот год, точно не на этот. Поэтому пока плотно развивали бестопливную «тематику». Выходило неплохо. Если первые модели катались на запасённом паре километров пятнадцать, от силы, то новый, одиннадцатый по счёту «Добрыня» покрывал на порядок большие расстояния. Что было главным недостатком бестопочных паровозов? Правильно, работа паровой поршневой машины на насыщенном паре. Происходит конденсация пара при его расширении в цилиндрах двигателя, а это резко снижает КПД энергии, запасенной в водяном паре. Проблему решили в лоб, поставили конусный спиральный, оребрённый пароперегреватель и горелку, работающую на смеси светильного и био, газов. Прицепной двадцати кубовой цистерны, где газ хранился под давлением сорок атмосфер, хватало за глаза. Сам светильный газ синтезировали из Воротынского уголька, а метан с водородом забирали из артельных биореакторов, работающих на биомассе и том же угле и «посаженных» вблизи главных станций заправки.
Второй фактор, компановка кросс-копаунд, позволяющая значительно увеличить силу тяги при сохранении небольшой осевой нагрузки. Два цилиндра низкого давления разместили снаружи горизонтально, а цилиндры высокого давления — между балками рамы, благо колея позволяла сей фокус провернуть, без ущерба ремонтодоступности. Ведущей осью стала 2-я движущая, она была выполнена коленчатой. Именно на неё через шатуны передавались усилия не только от внешних цилиндров, но и от цилиндров высокого давления. При этом пальцы шатунов внешних цилиндров были расположены друг к другу под углом девяносто градусах, как на обычных двухцилиндровых паровозах, а кривошипы средних цилиндра по отношению к наружным, смещены. Изогнута была и ось первой движущей колёсной пары — для исключения касания её с шатунами цилиндров высокого давления. Пароперегревателей два, ну или четыре, если считать обе машины. Пар высокого давления сперва поступал в паросепаратор, затем в пароподогреватель номер один где нагревался до 500–550 градусов и попадал в цилиндры высокого давления.
Отработанный в цилиндрах пар поступал во второй пароперегреватель где подогревался и частью направлялся в цилиндры низкого давления, а частью, на рекопрессию, в центробежный многоступенчатый компрессор решая главную проблему, постепенное падение давление в аккамуляторе, а значит и мощности. Паровоз работал по замкнутой схеме и его «заряд» зависел не столько от цистерны, сколько от запасов газа. Отработанный в цилиндрах «низкого» давления пар питал компрессор нагнетания воздуха в тормозную систему, эжекторы, вентиляторы подачи воздуха в горелки после чего кондесировался, очищался и эжекторами и виде перегретой воды заталкивался обратно в цистерну. Как такое возможно на давлении 15 атмосфер? Дык, на поляну выпустили «аккамулятор» сверхвысокого давления, а его объём увеличили с двадцати, до девяноста, кубов. Собственно, сам тандем и понадобился для распределения огромной массы цистерны. Основная тележка с тремя сцепными осями, вторая, двухосная, поворотная. Зеркальная часть тандема, соответственно, наоборот устроена. По массе и мощности паровозы близки к дореволюционному, допотопному «Ы», а в тандеме их мощность возрастала где-то до уровня ЭР-ки. Совокупно 10-осная платформа могла перевозить порядка 140 тонн по хлипким путям, хватало. Цистерна всё же не до верха водой заполнена.
Сверхвысокое давление, главная фишка «Добрыни». Навострились за полгода цистерны сваривать трением, секциями, перешли на более толстый лист, воткнули пару дополнительных предохранительных клапанов, нарастили длину и проверили результат гидродинамическим давлением. 250 атмосфер, держала! Пока, катаемся на 160-ти, выше поднимать не рискнули. Хотя, в истории известны преценденты, когда паровозы ездили и на более высоком, давлении. Здесь же всё элементарно, чем выше давление пара, тем выше КПД так как пар совершает больше работы в цилиндре. Не кратно давлению, но всё же КПД здорово повышается, а для наших бестопливников не столько КПД важно, а сколько возможность запасти как можно больше пара. Почему в реальности паровозы сверхвысокого давления не стартовали? Причин несколько. Подошла эпоха тепловозов, котлы сверхвысокого давления оказались опасны и адски дороги, а золотники с кулисами при таком давлении практически не работали. Работоспособных и недорогих клапанов сделать так и не успели, ну и главная беда, накипь. Тем не менее пару десятков лет такие паровозы бегали вполне успешно, до конца шестидесятых. Княжеские механики клапаны принципиально иной конструкции довели до ума, а котлов сверхвысокого давления никто и не собрался строить, зачем, если есть осевой компрессор. А с накипью проблем в аккамуляторных паровозах нет, уж пар то, при всём желании не может её оставлять. Проблему неэффективной работы цилиндров на малых скоростях решили использованием расширительной камеры и понижающего редуктора позволяющего работать паровозу в сверхэкономичном режиме, только на цилиндрах низкого давления.
Раму ещё обновили, центральную подвеску, конические кассетные подшипники в буксы паровоза воткнули. Силиконовую смазку в набивку по периметру поршня, а масло цилиндровое заменили графитовыми суспензиями что сняло массу вопросов с очисткой конденсата. Внедрили твердые смазки на диоксиде молибдена и медно-графитовые, а кое какие прокладки поршней и механизмов изготавливали из углеграфитов и фторопластов типа Ф-4К15М5, у них жизнестойкость в тысячу раз выше, чем у Ф-4. Хромирование цилиндра внедрили, латунные поршни. Много всего по мелочи набралось и дало синергический эффект в честные, двадцать процентов КПД, от общей эффективности системы.
Звукоизолируемое купе «Люкс» пришлось князю по нраву. Правда первый час он судорожно сжимал рукоять меча, Ивану казалось, поезд едет слишком быстро, хотя состав тащился пятнадцать, изредка двадцать кило, в час. На новых мостах скорость и вовсе падала до пятёрки. Лишь изредка «Добрыня» разгонялся до полтинника, хотя потенциально мог и сотку развить, но пути такого надругательства не выдержали бы. Так-то понятно, обычная скорость саней от 5 до 7 км/ч. Рысью если идти, с ветерком, двадцатка, а здесь полсотни! Хотя в люксе и темноте скорость особо не ощущалась, непривычно разве что, а в зелёных вагонах там да. Визг стоял до небес. Иван Иванович с непривычки не мог уснуть, перенервничал малость и даже бегал во время остановки в Волоке осматривать паровоз. Ничего не понял, но впечатлился и был одарен цветной брошюркой «Паровозы молодёжи». Лишь под утро парень забылся тревожным сном…