აირტურბომავალი

აირტურბომავალი — ლოკომოტივი შიდაწვის აირტურბინული ძრავით. აირტურბომავლებზე პრაქტიკულად ყოველთვის გამოიყენება ელექტრული გადაცემა: აირტურბინული ძრავი შეერთებულია გენერატორთან, ხოლო ასეთ დროს გამომუშავებული დენი მიეწოდება ელექტროძრავებს, რომლებსაც მოყავთ ლოკომოტივი მოძრაობაში.

აირტურბომავალის ძირითადი უპირატესობა მდგომარეობს იმაში, რომ მის ძრავს, აირტურბინულს, შეუძლია იმუშაოს ყველაზე უფრო დაბალხარისხიან, იაფ თხევად (მაზუთი, ნედლი ნავთობი, ქვანახშირის წარმოების კონდენსატები და ასე შემდეგ) ან დაფხვნილ მყარ (ფხვნილისებრი) საწვავზე.

აირტურბინულ ძრავებში შესაძლებელი იყო იაფი მძიმე ნავთობის წვა, რომელიც იმ დროს ხორციელდებოდა ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში გვერდითი პროდუქტის სახით. როდესაც 1960-იანი წლების ბოლოს ბუნკერული საწვავის წარმოების ღირებულება გაიზარდა ნავთობგადამამუშავებელ ქარხნებში გაუმჯობესებული ტექნოლოგიების საშუალებით, აირტურბინული ლოკომოტივების ექსპლოატაცია გახდა არარენტაბელური. XXI საუკუნეში აირტურბინული ძრავების წარმოების ღირებულება შემცირდა. ამასთან მათი ეფექტურობა გაიზარდა კონსტრუქციის გაუმჯობესების ხარჯზე. ამან აღძრა ინტერესი რკინიგზის ტრანსპორტზე ასეთი ძრავების გამოყენებისათვის.

აირტურბომავალის ისტორია

მსოფლიოში პირველი აირტურბომავალი აშენდა 1941 წელს შვეიცარიული ფირმა Brown-ის მიერ — Boveri (№1101). ლოკომოტივის აირტურბინული ძრავი იყო ერთლილვიანი, რეგენერაციული სქემით ტურბინის წინ აირების ტემპერატურით 600 °С და ლილვზე სიმძლავრით 2200 ცხ. ძალა (~1600 კილოვატი). გადაცემა — მუდმივი დენის ელექტრული.

აირტურბომავალის ისტორია საბჭოთა კავშირში და რუსეთში

საბჭოთა კავშირში აირტურბომავალის შექმნის სამუშაოები დაიწყო 1954 წელს. შემუშავებული იქნა ლოკომოტივების რამდენიმე მოდელი და გამოვიდა საცდელი ეგზემპლარები, რომლებიც გადიოდნენ ცდებს.

1970-იან წლებში აირტურბომავლების შექმნის პროექტები შეჩერდა, რადგან მათ არ შეეძლოთ კონკურენცია გაეწიათ ელმავლებთან და თბომავლებთან.

1940-იანი წლებიდან 1970-იან წლებამდე პერიოდში მსოფლიოს რიგ ქვეყნებში აქტიურად მიმდინარეობდა სამუშაოები აირტურბომავლების შესაქმნელად დიზელის ძრავიანი თბომავლების ალტერნატივის სახით. 1950-იანი წლების ბოლოს საბჭოთა კავშირში შემუშავებული იქნა აირტურბომავლების რამდენიმე მოდელი და აშენდა საცდელი ეგზემპლარები: თითო-თითო სექცია სატვირთო ორსექციანი Г1 და ГТ101 და ორი სამგზავრო ერთსექციანი ГП1. მაგრამ ამ ლოკომოტივების საცდელმა ექსპლოატაციამ აჩვენა, რომ საწვავის ხარჯის მხრივ ისინი ორჯერ უფრო მეტად აჭარბებენ ანალოგიური სიმძლავრის თბომავლებს. იმ დროს გამოშვებული აირტურბინული ძრავების მარგი ქმედების კოეფიციენტი იყო დაბალი (დაახლოებით 15 %), რის შედეგადაც მათ მიერ მოხმარებული საწვავის ღირებულება თბომავლებთან შესაბამისი იყო, მაგრამ საწვავის მარაგი იხარჯებოდა სწრაფად. ამასთან აირის ტურბინები წარმოებაში იყვნენ მნიშვნელოვნად ძვირი დიზელის ძრავებზე, ხოლო დაბალხარისხიანი საწვავის გამოყენების გამო სწრაფად ჭუჭყიანდებოდნენ და ითხოვდნენ ხშირ რემონტს. ამ დროისათვის უკვე ათვისებული იყო საკმაოდ მძლავრი დიზელის ძრავების წარმოება, ამიტომ შემდგომში საბჭოთა კავშირში აირტურბომავლები არ აშენებულა და სამუშაოები მათ შექმნაზე შეწყდა.^[1]

XXI საუკუნეში აირტურბინული ძრავების წარმოების ღირებულება შემცირდა რეაქტიული თვითმფრინავებისთვის, გაზგადამტანი აგრეგატებისთვის და აირტურბინული ელექტროსადგურებისთვის მათი ფართემასშტაბიანი სერიული გამოშვების გამო. ამასთან მათი ეფექტურობა ამაღლდაკონსტრუქციის გაუმჯობესებისა და თერმიულად უფრო მდგრადი მასალების გამოყენების გამო, რაც აირის წვის ტემპერატურის გაზრდის საშუალებას იძლევა და შესაბამისად იზრდება ძრავის მარგი ქმედების კოეფიციენტი 30 %-მდე. ამან გაზარდა ინტერესი რკინიგზის ტრანსპორტზე ასეთი ძრავების გაოყენებისადმი დგუშიანი შიგაწვის ძრავებთან შედარებით მათი დიდი ხვედრითი სიმძლავრის, უფრო იაფი დაბალხარისხიანი საწვავის გამოყენების შესაძლებლობის, გახანგრძლივებული მომსახურების ვადა ნაკლები რაოდენობის ცვეთადი ნაწილების და გაცილებით ნაკლები ჭვარტლის წარმოქმნის გამო.^[1]^[2]

ერთ-ერთი მიზეზი, რომელმაც გაზარდა რუსეთში აირტურბომავლების შექმნის ინტერესი, გახდა რუსეთის რკინიგზებზე ტვირთების გადაზიდვის მოცულობის გაზრდა, რამაც რამაც გამოიწვია აუცილებლობა გაზრდილიყო სატვირთო შემადგენლობების სიგრძე და მასა ან რაოდენობა, ასევე მათი მოძრაობის სიჩქარე.

Г1

1959 წელს კოლომნის ქარხანაში აშენდა ორსექციანი სატვირთო აირტურბომავალ Г1-ის (3500 ცხ. ძალა, ელექტრო გადაცემით) სექციის ერთადერთი ეგზემპლარი. აირტურბომავალზე გამოყენებული იქნა აირტურბინული ერთლილვიანი დანადგარი ГТ-3,5 სიმძლავრით 3500 ცხ. ძალა (~2600 კილოვატი). აირტურბინული დანადგარიდან ბრუნვაში მოდიოდა ელექტრული გენერატორების ორი ჯგუფი: პირველი ჯგუფი შედგებოდა ორი წევის МПТ-74/23 გენერატორისგან, მეორე ჯგუფი წევის МПТ-74/23 გენერატორისგან, ВТ-275/120А ამღზნებისგან და ВГГ-49/14 დამხმარე გენერატორისგან. თითოეული წევის გენერატორი გათვლილი იყო 733 კილოვატიან ნომინალურ სიმძლავრეზე 1800 ბრუნი/წუთში ბრუნვის სიხშირისას. თითოეული წევის გენერატორი კვებავდა ორ პარალელურად შეერთებულ ЭДТ-340 წევის ელექტროძრავს სიმძლავრით თითო 340 კილოვატი. აირტურბინული დანადგარი გამოიყენებოდა მხოლოდ დატვირთულად მსვლელობისას. სამანევრო გადაადგილებისთვის და რეზერვად მსვლელობისთვის გამოიყენებოდა დამხმარე ძალოვანი დანადგარი: დიზელის ძრავი 1Д6 და სამანევრო გენერატორი МПТ-49/16. შექმნილი მოდელის ძირითადი ნაკლი იყო საწვავის დიდი ხარჯი და კონსტრუქციის სირთულე.

ГП1

შემდეგ იქვე აშენდა ორი სამგზავრო აირტურბომავალი ГП1.^[3] აირტურბომავალზე გამოყენებულია აირტურბინული ერთლილვიანი ГТ-3,5 დანადგარი სიმძლავრით 3500 ცხ. ძალა. აირტურბინული დანადგარიდან ბრუნვაში მოდიოდა სამი МПТ-74/23Б წევის გენერატორი. სამანევრო გადაადგილებისთვის გამოიყენებოდა დამხმარე ძალოვანი დანადგარი: ბარნაულის ქარხნის დიზელის ძრავი 1Д12 და МПТ-49/25-3К სამანევრო გენერატორი სიმძლავრით 195 კილოვატი.

1965 წლის დასაწყისში ГП1-0002 გამოიცადა რკინიგზის ტრანსპორტის სამეცნიერო-კვლევითი ინსტიტუტის ექსპერიმენტალურ წრიულ რკინიგზაზე. 1965 წლის ბოლოს ორივე ლოკომოტივი მიღებული იქნა ლგოვის სალოკომოტივე დეპოში. თუ აირტურბომავალი Г1-01 მუშაობდა სატვირთო მატარებლებთან ეპიზოდურად, სამგზავრო აირტურბომავლები კი მუშაობდნენ რეგულარულად, სალოკომოტივე დეპოზე მიწერილ თბომავალ ТЭП60-თან თანაბრად, შედეგად ГП1-0001-ის და ГП1-0002-ის გარბენი გამოვიდა 3–4-ჯერ უფრო მეტი, ვიდრე Г1-01-ის გარბენი. აირტურბომავლებს ქონდათ ნაკლოვანებები: საწვავის დიდი ხარჯი, ხმაურის დიდი დონე.

ГТ101

საცდელი აირტურბომავალი ГТ101 შეიქმნა აირების თავისუფალდგუშიანი აირგენერატორებისგან, შემუშავებული ა. ნ. შელესტის ხელმძღვანელობით. პროექტირდებოდა ორსექციან ვარიანტში, მაგრამ 1960 წელს ლუგანსკის ქარხანაში გამოუშვეს მხოლოდ საცდელი სექცია (ГТ101-001). რიგი ტექნიკური უწესივრობების გამო, ასევე ქვეყანაში აირგენერატორებზე მუშაობის შეჩერების შედეგად, ГТ101 ნორმალურ ექსპლოატაციაში არ მიღებულა.

ГТ1

2007 წელს ღია სააქციო საზოგადოება „რუსეთის რკინიგზების“ ინიციატივით დამზადდა საცდელი აირტურბომავალი ГТ1-001 ელმავალ ВЛ15-008-ის ბაზაზე. აირტურბინული დანადგარები დამზადდა სამარაში,^[4] ლოკომოტივის აწყობა განხორციელდა ვორონეჟის თბომავალსარემონტო ქარხანაში.

2008 წლის 4 ივლისს ГТ1-მა პირველად გაატარა სატვირთო მატარებელი. შემადგენლობის მასა შეადგენდა 3 ათას ტონას, ხოლო ცდა მიმდინარეობდა კუიბიშევის რკინიგზის მონაკვეთზე კინელი — ჟიგულის ზღვა.^[5]

რუსეთის რკინიგზას მოყავს საცდელი მოდელის შემდეგი მახასიათებლები: სიჩქარე — 100 კმ/სთ-მდე, სიმძლავრე — 8300 კილოვატი, საწვავით ერთი შევსება ყოფნის 750 ლმ-ზე, საწვავი — თხევადი ბუნებრივი აირი. აირტურბომავალი ნაჩვენები იქნა ბერლინის „ინოტრანსი-2008“-ის გამოფენაზე.^[6] ივარაუდება, რომ ის იქნება გამოყენებული ციმბირში, ბუნებრივი აირის მარაგით მდიდარ მხარეში.

2011 წლის 7 სექტემბერს აირტურბომავალმა ГТ1-001 გაატარა სატვირთო მატარებელი მასით 16 000 ტონა.

აირტურბინული მატარებლები

UAC TurboTrain

1960-იანი წლების ბოლოს კომპანია United Aircraft-მა გამოუშვა რვა აირტურბინული მატარებელი: სამვაგონიანი — ბოსტონი — ვაშინგტონის ხაზისთვის აშშ-ში და შვიდვაგონიანი — კანადის რკინიგზებისათვის. საწყისი და ბოლო ვაგონები იყვნენ მოტორულები, დანარჩენი — მისაბმელები. აშშ-ში თითოეული მოტორვაგონის ძალოვანი დანადგარი მოიცავდა სამ საავიაციო ორლილვიან აირტურბინულ ძრავს სიმძლავრით თითოეული 455 ცხ. ძალა. ტურბინის ლილვები შეერთებული იყო ცენტრალურ შემაერთებელ რედუქტორთან; იქვე იყო მიერთებული ელექტროძრავი ელექტროფიცირებულ უბნებზე და გვირაბებში (სიჩქარით 80 კმ/სთ-მდე) მოძრაობისათვის. ამ რედუქტორიდან გამოდიოდა ორი ლილვი ურიკის ორსაფეხურიან ღერძულ რედუქტორთან. აირტურბინული ძრავებიდან ერთი გამოიყენებოდა დამხმარე საჭიროებისათვის. ძალოვანი დანადგარები მდებარეობდნენ მოტორვაგობების ჩარჩოებს ქვეშ. ნიუ-ჯერზის შტატში გამოცდებზე აირტურბინული ძრავებით მოძრაობისას მაქსიმალურმა სიჩქარემ შეადგინა 275 კმ/სთ.^[7] კანადურ მატარებლებს ქონდათ სხვანაირი კონსტრუქცია.^[8].

ტურბომატარებელი ТП

1970 წელს გზათა მიმოსვლის სამინისტროს ცენტრალურ სამეცნიერო-კვლევით ინსტიტუტში შექმნეს ორვაგონიანი მატარებლის საცდელი ეგზემპლარი, აღჭურვილი საავიაციო ორლილვიანი აირტურბინული ძრავით. თითოეული ვაგონის სახურავზე დადგმული ძალოვანი დანადგარი შედგებოდა აირტურბინული ძრავისაგან სიმძლავრით 900 ცხ. ძალა და ცვლადი დენის გენერატორისაგან ბრუნვის სიხშირით 6000 ბრუნვა/წუთამდე, რომელიც გამოიმუშავებდა დენს სიხშირით 200 ჰერცამდე. შემადგენლობამ მიიღო სახელი „ტურბომატარებელი“. მოტორვაგონებთან დამატებით იგეგმებოდა ოთხი მისაბმელი ვაგონის აშენება. ივარაუდებოდა, რომ ექვსვაგონიან ვარიანტში მატარებელი აჩქარდებოდა 180 კმ/სთ-მდე, მაგრამ შჩერბინკის წრეზე ცდები ჩატარდა მხოლოდ ორვაგონიან შემადგენლობაზე, ხოლო მისაბმელი ვაგონები აღარ აშენებულა. ტურბომატარებელი გამოიყენებოდა საკვლევი მიზნებისთვის 1970-იანი წლების შუა პერიოდამდე.^[9]^[10]

უპირატესობები და ნაკლოვანებები

აირტურბინული ძრავების მთავარი უპირატესობაა დიდი სიმძლავრის განვითარების შესაძლებლობა შედარებით მცირე ზომებისა და მასის დროს. ასევე უპირატესობაა მუშაობის შესაძლებლობა უფრო იაფი საწვავის დროს და საპოხი ზეთის მნიშვნელოვნად ნაკლები ხარჯი, ხოლო ამას გარდა, მაღალი ეკოლოგიურობა თბომავალთან შედარებით.

ნაკლოვანებაა დიზელის ძრავთან შედარებით მაღალი საწვავის ხარჯი, ასევე მარგი ქმედების კოეფიციენტის მკვეთრი შემცირება არასრული დატვირთვის დროს და საწვავის მაღალი ხარჯი უქმი სვლის დროს, რაც იწვევს ლოკომოტივზე დამხმარე ენერგეტიკული დანადგარის ყოფნის აუცილებლობას.

აირტურბომავლების გარდა, იქმნებოდა მოტორვაგონული მოძრავი შემადგენლობა აირის ტურბინებით (ტურბომატარებლები და ტურბომოტრისები) ჩქაროსნული სამგზავრო გადაყვანებისთვის.

ლიტერატურა

Раков Виталий Александрович, Локомотивы отечественных железных дорог (1956—1975 гг.), Москва: издательство «Транспорт», 1999, ISBN 5-277-02012-8.
Евгений Тарасович Бартош, Газовая турбина на железнодорожном транспорте, Москва, Басманный туп., 6а: ТРАНСПОРТ, 1972.
Опытный газотурбовоз ГТ101 — Железные дороги в России и в бывшем СССР: фотографии, статьи и т.п.
Allen, Geoffrey Freeman (1992). The Worlds' Fastest Trains: From the Age of Steam to the TGV. Sparkford, Nr Yeovil, Somerset (United Kingdom): Patrick Stephens Limited. ISBN 978-1852603809.

რესურსები ინტერნეტში

Photos of Union Pacific turbine locomotives, including coal fired turbine no. 80
British Railways 18000
Swiss gas turbine–electric locomotive დაარქივებული 2016-03-03 საიტზე Wayback Machine.
Illustrated Encyclopedia of World Railway Locomotives Am 4/6
Shunting gas-turbine locomotive (in Russian)
GT1-001 summary (in Russian)
Swiss homepage about free-piston gas turbines დაარქივებული 2015-12-08 საიტზე Wayback Machine. (in English)
Gotaverken Motor AB (in German)
Diagram of a Renault/Pescara locomotive (in French)

სქოლიო

1 2 Газотурбовоз: мифы и реальность. Гудок (газета) (2016-08-22). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2020-08-09. ციტირების თარიღი: 2020-06-20
↑ Росляков А.Д., Бит-Зая А.В., Сундуков А.Е.. Применение газотурбинных двигателей на локомотивах. Самарская государственная академия путей сообщения. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2020-03-15.
↑ фото газотурбовоза ГП1. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2013-04-08.
↑ Известия.Ру: Новый тип локомотива — газотурбовоз — разрабатывают в России
↑ Первый российский газотурбовоз провел грузовой состав ^{[მკვდარი ბმული]}
↑ На выставке в Берлине ОАО «РЖД» представило დაარქივებული 2008-09-27 საიტზე Wayback Machine. новейший вид тягового подвижного состава — газотурбовоз.
↑ "Dedication of plaque commemorating high speed rail in America" დაარქივებული 2012-09-28 საიტზე Wayback Machine. on the National Capital Land Transportation Committee's website
↑ Бартош 1972, Зарубежные турбопоезда.
↑ Бартош 1972, Турбопоезд ЦНИИ МПС.
↑ Турбопоезд - Экспериментальные типы локомотивов. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2020-09-21. ციტირების თარიღი: 2020-09-20

[Gudok-History-1] 1 2 Газотурбовоз: мифы и реальность. Гудок (газета) (2016-08-22). დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2020-08-09. ციტირების თარიღი: 2020-06-20

[GTD-locomotives-2] Росляков А.Д., Бит-Зая А.В., Сундуков А.Е.. Применение газотурбинных двигателей на локомотивах. Самарская государственная академия путей сообщения. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2020-03-15.

[3] фото газотурбовоза ГП1. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2013-04-08.

[4] Известия.Ру: Новый тип локомотива — газотурбовоз — разрабатывают в России

[5] Первый российский газотурбовоз провел грузовой состав ^{[მკვდარი ბმული]}

[6] На выставке в Берлине ОАО «РЖД» представило დაარქივებული 2008-09-27 საიტზე Wayback Machine. новейший вид тягового подвижного состава — газотурбовоз.

[7] "Dedication of plaque commemorating high speed rail in America" დაარქივებული 2012-09-28 საიტზე Wayback Machine. on the National Capital Land Transportation Committee's website

[FOOTNOTEБартош1972Зарубежные_турбопоезда-8] Бартош 1972, Зарубежные турбопоезда.

[FOOTNOTEБартош1972Турбопоезд_ЦНИИ_МПС-9] Бартош 1972, Турбопоезд ЦНИИ МПС.

[10] Турбопоезд - Экспериментальные типы локомотивов. დაარქივებულია ორიგინალიდან — 2020-09-21. ციტირების თარიღი: 2020-09-20

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]