Что будет, если поставить авиационные двигатели в поезд: история Turbotrain

В истории высокоскоростного железнодорожного транспорта была масса примеров, когда смелые инженерные эксперименты совершали технологический прорыв. Сегодня поезда, развивающие скорость свыше 300 км/ч, воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. Однако путь к таким высотам был сложным и далеко не всегда успешным. Особенно показателен опыт США и Канады второй половины XX века, где попытка догнать Японию и Европу привела к созданию одного из самых необычных поездов в истории — газотурбинного Turbotrain. Этот проект стал одновременно символом технической дерзости и примером неудачи, однако свой след в истории он всё-таки оставил. В этой статье предлагаю вместе проследить за его развитием и оценить, как инфраструктура, экономика и политика способны перечеркнуть даже самые передовые разработки.

Зарождение высокоскоростной железной дороги

Начиная с первой половины XX века инженеры задумывались о возможности значительного увеличения скорости поездов. Уже в 1903 году немецкая компания «Siemens & Halske» построила экспериментальный железнодорожный вагон с электрической силовой установкой мощностью около 1500 лошадиных сил. Во время испытаний он сумел разогнаться до впечатляющей скорости 210 км/ч, что казалось чем-то нереальным. И это случилось в то время, когда паровозы всё ещё доминировали на железных дорогах мира.

Прошло более ста лет, и сегодня высокоскоростные поезда стали привычной частью транспортной системы многих стран. Сейчас уже никого не удивишь средней скоростью поезда в 200 или 300 км/ч, учитывая, что некоторые модели могут двигаться куда более быстро. Особое место в истории занимает Япония, где была создана первая в мире полноценная сеть высокоскоростных железнодорожных магистралей, получившая название Синкансэн. В 2015 году на одном из испытательных участков состав серии L0 на магнитной подвеске установил абсолютный рекорд скорости для рельсового транспорта, достигнув невероятных 603 км/ч. Однако фундамент для этих достижений был заложен значительно раньше.

Первая линия Синкансэн открылась в октябре 1964 года. Она соединяла Токио и Осаку. Реализация этого проекта потребовала от японских властей огромных затрат, ведь фактически была построена совершенно новая инфраструктура, с отсутствием переездов и полной изоляцией от другого движения. Специально для неё был разработан пассажирский электропоезд так называемой нулевой серии, рассчитанный на эксплуатационную скорость 220 км/ч. И это был не просто успех — это стало настоящей революцией. Для Соединённых Штатов Америки успехи японцев стали болезненным уколом. В то время они лидировали во многих отраслях науки и техники, но явно отставали в сфере пассажирских железнодорожных перевозок.

Американский ответ: рождение Turbotrain

Осознание технологического отставания подтолкнуло американское руководство к активным действиям. В сентябре 1965 года президент Линдон Джонсон утвердил закон о высокоскоростном наземном транспорте. На исследование и разработку перспективных решений правительство выделило колоссальные, по тем временам, 90 млн долларов, что по нынешним меркам эквивалентно $900 млн. Уже в 1967 году появился демонстрационный проект «Северо-восточный коридор». Его целью было создание высокоскоростного железнодорожного сообщения между Вашингтоном, Нью-Йорком и Бостоном. В работу включились сразу две крупные американские компании, предложившие принципиально разные подходы. Компания Budd разработала электропоезд Metroliner, который на испытаниях достиг скорости 264 км/ч.

Его конкурент в лице корпорации United Aircraft Corporation (UAC), напротив, сделал ставку на авиационные технологии и предложил газотурбинный поезд, получивший название Turbotrain. Первоначально разработкой занималось подразделение Corporate Systems Center, однако затем она перешла к другому именитому подразделению UAC — Sikorsky Aircraft. В отличие от Японии американцы решили пойти, как им казалось, более простым и дешевым путем. Они решили использовать уже существующие железнодорожные пути, а не строить новые. Это решение сразу же породило целый комплекс инженерных проблем. Старые ж/д пути отличались крутыми поворотами, переездами и изношенными рельсами. Всё это в комплексе делало движение на высоких скоростях небезопасным. Необходимо было искать решение этой проблемы, и оно пришло. Инженерами была внедрена инновационная система наклона вагонов, которая ещё в 1950-х годах была разработана инженерами компании Chesapeake & Ohio Railway. И это было ещё далеко не всё. В Turbotrain применили необычную схему: вместо классических двухосных тележек использовались одноосные, расположенные между вагонами. Подвеска с пневматическими подушками заставляла кузов наклоняться внутрь поворота под действием центробежной силы, позволяя проходить кривые участки железнодорожных путей на повышенных скоростях. Однако такая конструкция усложняла эксплуатацию. Составы не могли легко расцепляться, поэтому каждый поезд имел два головных вагона. При смене направления движения машинисты просто переходили в другой локомотив. Обтекаемая носовая часть оснащалась распашными дверями, что позволяло сцеплять два состава в один.

Стоит отметить, что вагоны с алюминиевым корпусом длиной 17 метров вмещали около 50 пассажиров. Примерно столько же могли принять и головные вагоны длиной 22 метра. Интерьер, по заявлениям Sikorsky, был ориентирован на максимальный комфорт. Здесь было ковровое покрытие и мягкое рассеянное освещение с индивидуальными лампами для каждого пассажира. Пообедать можно было за раскладывающимся столиком, сидя в удобном мягком кресле с подголовниками. Как отмечали в Sikorsky, в вагонах даже было слегка повышенное давление для снижения шума и проникновения пыли.

Сердцем Turbotrain стали газотурбинные двигатели PT6 канадского производства. Это были дефорсированные версии авиационных установок мощностью 400 лошадиных сил. Каждый двигатель весил всего чуть боле 130 кг и через редукторы передавал тягу на колеса. На одном головном вагоне могло устанавливаться до семи таких турбин, одна из которых обеспечивала питание бортовой электросети.

Крах и дальнейшее наследие газотурбинных поездов

Первые ходовые испытания Turbotrain состоялись в декабре 1968 года в штате Нью-Джерси. Трехвагонный состав разогнался до 275 км/ч, установив мировой рекорд скорости для поездов с газотурбинной тягой. Этот успех открыл дорогу к коммерческой эксплуатации. Уже в конце того же года компания New Haven Railroad вывела первый Turbotrain на линию Бостон — Нью-Йорк. Поезд вмещал до 144 пассажиров. Контракт на использование подобных составов получила и канадская компания Canadian National (CN), где поезда строились фирмой Montreal Locomotive Works и назывались они просто «Turbo».

Поначалу реакция была восторженной. Поездом восхищались как обычные пассажиры, так и журналисты авторитетных журналов. Футуристичный облик с высокой скоростью и комфортом привлекали людей. Заполняемость таких поездов достигала 70%, тогда как средний показатель по отрасли в США едва превышал треть от общего показателя. Однако реальная эксплуатация быстро выявила системные проблемы, которые было очень сложно решить. Железнодорожные переезды стали настоящим бичом Turbotrain. Представьте, что первая авария в Канаде произошла всего через час после выхода поезда на линию. Чтобы избежать столкновений, машинистам приходилось резко снижать скорость. Проблем добавляли изношенные пути и суровые зимние условия, которые приводили к неполадкам тормозных систем. Это влияло не только на надежность, но и нередко приводило к пожарам. Официально было зафиксировано несколько случаев возгорания по техническим причинам — три в Канаде и одно в США.

В результате заявленные сверхскорости остались только на бумаге. В реальности Turbotrain редко разгонялся быстрее 160 км/ч. Получалось так, что поездки, которые должны были занимать пару часов, растягивались практически вдвое по времени.

Ситуацию ещё более усугубили экономические и политические факторы. Национализация железных дорог США в начале 1970-х годов, а также нефтяной кризис, резко повысивший стоимость топлива. Это привело к тому, что газотурбинные поезда стали экономически невыгодными. В 1976 году они были сняты с эксплуатации в США. Но в Канаде Turbotrain использовались дольше, пока их осенью 1982 года не заменили французские дизельные поезда LRC.

Стоит отметить, что всего было построено семь составов UAC, пять из которых работали в Канаде. После списания все они были утилизированы. При этом второй участник проекта Северо-восточного коридора оказался куда более жизнеспособным. Электропоезд Metroliner эксплуатировался до 2006 года, а затем компания Amtrak полностью заменила их более современными и скоростными поездами Acela Express. Всего за это время было простроено около 61 локомотива Metroliner.

Заключение

Американская попытка быстро и без особых вложений догнать японский Синкансэн оказалась чрезмерно оптимистичной. Тем не менее этот проект оставил важное наследие. Он показал потенциал и главные недостатки газотурбинных поездов, наглядно продемонстрировав, что настоящая высокоскоростная железная дорога — это не только быстрый поезд, но и соответствующая ему инфраструктура.