У середині минулого століття, під час глобального розвитку залізничної системи, радянські інженери пускалися в ризиковані та сміливі експерименти. Вони намагалися побудувати електричний локомотив, потужний, порівняно простий і надійний, який перевершував би за своїми можливостями вже наявні. У результаті їм справді вдалося створити найнезвичайніший, суперечливий і небезпечний поїзд за весь час існування радянських залізниць.
Перші електровози на постійному струмі
Перші електровози були малоефективними
Системна електрифікація залізниць у Радянському Союзі стартувала у 1920-ті роки. Першою електрифікованою ділянкою стала лінія Баку – Сабунчі, яку запустили 1926 року. Для роботи на ній використовувалося напруга 1200 вольт постійного струму, а за тягу відповідали електровози серії “С”, створені з огляду на зарубіжні аналоги. Їхня успішна експлуатація довела на практиці, що електрична тяга може стати надійною заміною паровозам, особливо в регіонах з доступною електроенергією та високим трафіком перевезень.
Причина обмежених можливостей – постійний струм живлення
У наступне десятиліття електрифікація сягнула напрямів, які ведуть Москві. Тут на лініях з'явилися нові машини постійного струму, наприклад, досвідчені електровози серії ПБ1. Ці локомотиви, створені з урахуванням американських розробок, стали масовими, але показали перспективність подальшого розвитку електричної тяги. У ті ж роки в експлуатації вже знаходилися електровози серії ВЛ19, які забезпечували хорошу тягу і дозволили відмовитися від паровозів на ключових маршрутах. Технологія постійного струму забезпечувала стабільну роботу двигунів і була простою для освоєння персоналом депо. При цьому головною проблемою стали втрати електроенергії у дротах на довгих дистанціях, через що тягові підстанції доводилося будувати кожні 10–15 кілометрів. Ці обмеження постійного струму серйозно стримували розвиток магістралей, і у результаті вирішили глобально змінити.
Чому знадобився перехід до змінного струму
Електровози перевели на змінний струм
Наприкінці 1930-х років радянські інженери усвідомили технологічні обмеження системи постійного струму. Хоча вона залишалася ефективною для приміських ділянок, її використання на протяжних магістралях стало економічно невигідним. Часте будівництво тягових підстанцій (кожні 10–15 км) та величезні втрати енергії у проводах робили масову електрифікацію країни практично неможливою. Одночасно європейський досвід показував перспективність змінного струму промислової частоти, який дозволяв живити сотні кілометрів від однієї підстанції.
Електровоз ВЛ61
Післявоєнні розробки радянських інженерів призвели до створення першого серійного магістрального електровозу змінного струму ВЛ61. Головною перевагою цієї машини стало живлення від контактної мережі напругою 20 кВ частотою 50 Гц, що дозволяло використовувати існуючу енергетичну інфраструктуру та обходитися без будівництва численних підстанцій. Особливого значення цьому проекту надавало те, що він був розроблений і вироблявся на Новочеркаському електровозобудівному заводі, який згодом став провідним підприємством галузі. Локомотив значно перевершував за потужністю більш ранні моделі і міг керувати важкими складами на великі відстані, забезпечуючи стабільність характеристик на довгих перегонах.
Випустили їх зовсім небагато
Незважаючи на скромний тираж (всього 29 машин), ВЛ61 став революційною ланкою в історії вітчизняних залізниць. Конструкторам вдалося вирішити складне технічне завдання — створити надійну систему перетворення струму, використовуючи доступні компоненти. Він не лише довів працездатність системи змінного струму в СРСР, а й відкрив шлях для створення досконаліших електровозів, які визначили розвиток магістрального потягу в країні на десятиліття вперед. Цей локомотив став важливим технологічним мостом між епохою постійного струму та сучасною системою електрифікації, заклавши фундамент для подальших знаменитих серій радянських електровозів.
«Отрутний» локомотив
Головна особливість – наявність приладів із рідкою ртуттю.
ВЛ61 отримав серед залізничників неофіційне, але точне прізвисько «отруйний». Причиною стали унікальні ртутні іонні випрямлячі в його конструкції — великі скляні посудини з електродами, заповнені десятками кілограмів рідкої ртуті. Саме ці агрегати перетворювали змінний струм із контактної мережі на постійний, необхідний для тягових електродвигунів. Вибір такої небезпечної технології був вимушеним: у 1950-ті роки ще не існувало потужних та надійних напівпровідникових випрямлячів. Ртутні прилади забезпечували стабільні електричні характеристики та витримували екстремальні навантаження, залишаючись незамінним компонентом перших електровозів змінного струму. На кожному локомотиві встановлювалося кілька таких колб, а загальна маса токсичного металу могла досягати трьохсот кілограмів.
Робота машиністів у них була небезпечною.
При штатній роботі система вважалася умовно безпечною: ртуть перебувала у герметичних судинах, а спеціальне охолодження підтримувало температурний режим. Але будь-яка аварія, перегрів чи пошкодження корпусу загрожували небезпечними витоками. Потрапляння парів ртуті до кабіни машиніста чи машинне відділення створювало пряму загрозу здоров'ю екіпажу, що змушувало локомотивні бригади працювати із постійною настороженістю. Обслуговування «отруйних» випрямлячів вимагало найсуворіших запобіжних заходів. Персонал депо працював у захисному одязі, а кожен витік фіксувався як надзвичайна подія. Навіть за дотримання всіх норм усвідомлення постійної близькості до смертельно небезпечної речовини ставало важким психологічним тягарем для машиністів і техніків.
Кінець епохи ртутних електровозів
ВЛ61 не довго були у роботі
Епоха ВЛ61 виявилася недовгою, і головною причиною цього стала його небезпечна «начинка». Поки ртутні випрямлячі залишалися єдиним способом отримати необхідну потужність, їхнє використання виправдовувалося. Але вже до кінця 1950-х років ситуація кардинально змінилася з появою потужних напівпровідникових кремнієвих випрямлячів. Нова технологія зробила ртутні агрегати, які безнадійно застаріли буквально за кілька років. Напівпровідникові випрямлячі були не тільки безпечнішими, а й компактнішими, надійнішими, простішими в обслуговуванні. Це означало як поліпшення умов праці машиністів, а й серйозне спрощення експлуатації: зникла потреба у спеціальних процедурах із зберігання і поводження з токсичним металом.
В результаті від ртутних поїздів відмовилися
Електровоз ВЛ61, хоч і не набув широкого поширення, але свою роль експериментального майданчика більш ніж виконав. Він був перехідним етапом між старими та малоефективними технологіями та новими, які потім лягли в основу сучасного залізничного транспорту. Сьогодні про ртутні локомотиви нагадують лише музейні експонати, і їх рідко згадує хтось, окрім фахівців.
Ще цікаве з нашого каналу:
Чим відрізняються Су-27 та Су-35, якщо вони навіть виглядають як дві краплі води
Сучасні поїзди теж працюють електрикою, але при цьому сильно відрізняються від своїх прабатьків. Їх оснащують найсучаснішими технологіями, а завдяки великій швидкості вони можуть долати величезні відстані за дуже короткий час .
