Период первых практических тепловозов (1924—1941)

Начало отечественного тепловозостроения было положено 4 января 1922 года постановлением СТО РСФСР, инициатором которого был В. И. Ленин.

В июне 1920 года Ю. В. Ломоносов пишет докладную записку В. И. Ленину и публикует в газете «Экономическая жизнь» статью, в которых предлагает «…немедленно приступить к постройке двадцати тепловозов…» 30 января 1922 года на заседании коллегии НКПС было признано целесообразным «немедленно приступить к сооружению трёх тепловозов». Рассматривались проекты тепловозов с газовой, механической и электрической тяговыми передачами.

Строительство тепловозов с электрической передачей осуществлялось: на заводах Ленинграда (ЮЭ№ 002, позднее обозначался ГЭ1, Щ — ЭЛ1 и Щ^ЭЛ1) по проекту профессора Я. М. Гаккеля и в Германии (ЮЭ№ 001, позднее Э — ЭЛ2 и Э^ЭЛ2) по проекту профессора Ю. В. Ломоносова. Тепловоз с механической передачей (Э^МХт3) построен по проекту Ломоносова, Мейнеке, Шверта и Добровольского в 1923—1926 годах на немецком заводе Гогенцоллерн и прибыл в СССР в 1927 году. Тепловоз по проекту Шелеста с дизелем в качестве генератора газов должен был быть построен в Великобритании, но этому помешала состояться политическая обстановка.

Таким образом, первыми в мире магистральными тепловозами стали советские Щ^эл1 системы инженера Гаккеля и Э^эл2 системы инженера Ломоносова, оба имели электрическую передачу, были построены в 1924 году и совершили свои первые поездки по заводским путям: Щэл1 5 августа, а Э^эл2 6 ноября 1924 года, для последнего на заводской территории был специально проложен путь с колеей 1524 мм.

Это были первые в мире мощные магистральные тепловозы, пригодные к практической эксплуатации. Оба они использовались в поездной работе, причем, Э^эл2 был отстранен от эксплуатации по моральному устареванию в 1954 году.

Первый магистральный тепловоз Юэ001 (буква Ю была присвоена потому, что она оставалась свободной после введения системы обозначения локомотивов 1912 г.), впоследствии переименованный в Э^эл2, построенный с осевой формулой 1-5о-1 под руководством Ломоносова вместе с Добровольским Н. А., Шветером Э. В. и Мейнеке Ф. Х. в 1924 году, имел электропередачу постоянного тока с регулированием по схеме Варда Леонардо и, естественно, обладал гиперболической характеристикой тяги. 6 ноября 1924 года тепловоз Ломоносова Юэ001, впоследствии получивший серию и номер Э^эл2, совершил первый пробег на рельсах, специально уложенных во дворе завода в Эсслинген. Это событие стало мировой технической сенсацией — на испытания были приглашены видные деятели технической науки, прессы… Скептики воочию убедились, что локомотив с двигателем Дизеля имеет тяговую характеристику, пригодную для практической работы с поездами.

6 ноября 1924 года, в тот же день тепловоз Юэ № 001 был принят международной комиссией из представителей СССР, Германии, Нидерландов, Великобритании и других (список подписей занял 2 страницы («Локотранс»2000 №4 с.7)), которые запротоколировали: «Судя по результатам опытов над тепловозом Юэ № 001, создание этого тепловоза и опыты с ним вывели идею тепловоза из стадии академического изучения и воплотили её в формы, пригодные для несения регулярной товарной службы.

4 декабря 1924 г. тепловоз Юэ001 на транспортных скатах отправился в Двинск (ныне Даугавпилс), где был переставлен на собственные колесные пары и совершил несколько обкаточных поездок по Латвийской железной дороге, имевшей русскую колею. 20 января 1925 года Юэ001 сделал первый рейс по территории Советского Союза, проведя поезд массой 980 т от Себежа до Великих Лук, а 23 января прибыл в Москву.

Далее тепловоз подвергался эксплуатационным испытаниям и модернизировался, избавляясь от «детских болезней». В течение 1925 года он совершал опытные поездки по Октябрьской, Московско-Казанской, Московско-Курской железным дорогам, а также сделал рейс на Кавказ, в ходе которого побывал в Тбилиси, Ереване, Махачкале. В 1928 г. на нём был установлен новый холодильник с достаточно развитой поверхностью, что дало возможность избавиться от тендера. Второй существенной переделкой явилось подключение параллельно обмоткам возбуждения тяговых электродвигателей резисторов, то есть введение ослабления возбуждения. Это позволило удлинить гиперболическую часть тяговой характеристики тепловоза, благодаря чему последний мог работать с постоянной мощностью при более высоких скоростях (выше 35 км/ч); в результате при конструкционной скорости 50 км/ч и движении по площадке максимально возможная масса поезда возросла с 525 до 850 т, то есть на 62 %. Тепловоз работал надежно, с к. п. д. 23 — 26 %; при скорости 16 — 17 км/ч он реализовывал усилие тяги около 15 000 кгс, имел общую массу 125 т, сцепную массу 92 т и длину по буферам 14 221 мм.

Э^эл2 имел определенные недостатки, многократно модернизировался, особенно холодильник, но проработал с поездами до 1954 года, когда был выведен из поездной работы ввиду морального устаревания. В компоновке Э^эл2 просматриваются черты современного маневрового тепловоза: вспомогательные машины размещены со стороны главного генератора, с противоположной стороны — холодильная камера; кабина машиниста сдвинута назад относительно части агрегатов, прикрытых капотом.

Ю. В. Ломоносов, находясь в эмиграции, фактически стал одним из отцов тепловозостроения в США и в Европе. Конструкция Э^эл2 была подробно описана в мировой технической литературе, поэтому сам факт его создания стал началом волны разработки и строительства магистральных и маневровых тепловозов в разных странах, в том числе в США и Германии.

Я. М. Гаккель закончил проработку проекта тепловоза под дизель в 1000 л.с. в сентябре 1921 года. Окончательные параметры построенного тепловоза Юэ002, впоследствии Щэл1: мощность 1000 л.с., масса 180 т, сила тяги 22т, конструкционная скорость 75 км/ч. Электропередача — системы Варда Леонардо в модификации Гаккеля. Десять движущих колесных пар размещались в трех отдельных тележках, что позволяло тепловозу проходить по кривым радиусом 150 м. Осевая формула 1-3о + 0-4о-0 + 0-3о-1, экипажная часть была сконструирована А. С. Раевским. Конструкционная скорость локомотива была 75 км/ч, наибольшая сила тяги на ободе колес — 22000 кгс, мощность ТЭД — около 800 л. с. Тепловоз имел запас топлива 8 т, воды — 2 т и масла — 1 т. Первый самостоятельный выезд Юэ002 состоялся в Ленинграде 5 августа 1924 года. Компоновка Щ-эл1 на протяжении последних 50 лет является классической для большинства магистральных тепловозов в мире — тележечный экипаж, электропередача, двухкабинный кузов вагонного типа, не требующий разворотов, расположение дизеля в центре тяжести.