Создание тепловоза – это результат развития локомотива, которым первоначально был паровоз. Поэтому опыт организации создания, совершенствования, эксплуатации, обслуживания и ремонта локомотивов, подготовки кадров и лучшие традиции предшественников-паровозников нужно изучать и использовать применительно к тепловозному делу.
Инженерная и научная мысль России в начале прошлого века изучала целесообразность соединения дизеля с паровозом и возможность постройки оригинального локомотива с двигателем внутреннего сгорания. В России первыми в мире инженер Н.Г. Кузнецов и полковник А.И. Одинцов в 1905 г. разработали проект «автономного электровоза», т.е. тепловоза с электрической передачей.
До первой мировой войны на заводах, железных дорогах, в учебных заведениях выдвигалось и разрабатывалось много разных проектов тепловозов. Отечественные новаторы стремились повысить кпд локомотива и избавиться от необходимости заправлять тепловоз водой.
В 1909 – 1913 гг. Коломенским машиностроительным заводом разрабатывался неосуществлённый проект тепловоза с электрической передачей общей мощностью двух дизелей 1000 л.с. Для проекта тепловоза Ташкентской железной дороги с участием Ю.В. Ломоносова в июле 1914 г. МПС решилось на кредиты, но они были закрыты через несколько дней в связи со вступлением Российской империи в мировую войну.
Теоретические обоснования, опытная эксплуатация, научные исследования и плодотворные дискуссии по разным видам передач на практике привели к предпочтению:
1) электрической передаче (тяговый генератор, тяговые электродвигатели);
2) гидравлической (мощность передается через гидравлические аппараты рабочей жидкостью) или гидромеханической (мощность может передаваться, помимо гидроаппаратов, через механическую передачу);
3) механической (варианты включения шестерён и зубчатых колес).
В результате первой мировой и гражданской войн и интервенции в Россию 14 государств были выведены из строя до 60 % паровозов страны. Для восстановления работоспособности и развития тяговых средств, кроме других мер, Совет Труда и Обороны РСФСР 4 января 1922 г., по инициативе Предсовнаркома В.И. Ленина, принял постановление о постройке тепловозов. Эта дата отмечается как начало тепловозостроения в нашей стране.
10 марта и 31 октября 1922 г. Совет Народных Комиссаров РСФСР постановил в рамках Российской железнодорожной миссии, закупавшей паровозы в Германии и Швеции, построить один тепловоз ЮЭ с электропередачей, один тепловоз ЮМ с механической передачей по проектам коллектива, возглавляемого профессором Ю.В. Ломоносовым (1876 – 1952), и один тепловоз ЮШ с механическим генератором газа по проекту А.Н. Шелеста (1878 – 1954) – за счет средств, отпущенных на приобретение паровозов. Буква Ю была присвоена тепловозам потому, что она осталась свободной после введения системы буквенных обозначений локомотивов в 1912 г.
Кроме этого, Теплотехническому институту с привлечением технического комитета Народного комиссариата путей сообщения (НКПС) под общим руководством и финансированием Госплана поручалось построить тепловоз ЮЭ с электропередачей по проекту, который разрабатывался профессором Я.М.Гаккелем (1874 – 1945).
19 января 1922 г. началось изготовление тяговых электродвигателей на заводе «Электросила», а 5 августа 1924 г. тепловоз ЮЭ № 002 мощностью 1030 л.с. впервые двинулся по путям Балтийского судостроительного завода. В изготовлении тепловоза участвовали заводы «Красный путиловец» (ныне Кировский) и «Электрик». 7 ноября 1924 г. тепловоз совершил первую поездку по путям Октябрьской железной дороги. Затем тепловоз обозначался ГЭ1 (Гаккеля, с электропередачей), Щ-ЭЛ-1 и ЩЭЛ1. Буква Щ означала: тепловоз по мощности приблизительно равен паровозу с такой буквой.
В августе 1922 г. по дополнительному соглашению с фирмой «Гогенцоллерн» завершено создание тепловоза ЮЭ с электрической передачей мощностью 1200 л.с. на заводе фирмы «Эслинген» (близ Штутгарта). Постройка закончилась 5 июня 1924 г., 6 ноября тепловоз ЮЭ001 был испытан в пробеге по рельсовой колее 1524 мм и принят международной комиссией из представителей СССР, Германии, Нидерландов, Великобритании и других стран.
20 января 1925 г. тепловоз ЮЭ001 прибыл в Советский Союз. Он получил обозначение Э-ЭЛ-2, а затем ЭЭЛ2. 4 февраля 1925 г. его зачислили в инвентарный локомотивный парк. Эта дата считается началом тепловозной тяги в СССР.
30 декабря 1925 г. в инвентарный парк включили тепловоз ЩЭЛ1. Многие неисправности дизеля и электрооборудования вынудили тепловозную комиссию НКПС локомотив от эксплуатации в декабре 1927 г. отставить. В дальнейшем он стал музейным экспонатом.
Тепловоз ЭЭЛ2 эксплуатировался по 1954 г., когда был исключен из инвентаря и утрачен. Он послужил прототипом для тепловозов ЭЭЛ, выпускавшихся Коломенским заводом в 1931 – 1937 г.
Тепловоз ЮМ мощностью 1200 л.с., построенный в 1926 г. фирмой «Гогенцоллерн» по проекту Ю.В. Ломоносова, получил обозначение ЮМ № 005, затем его обозначили Э-МХ-3 и ЭМХ. В эксплуатации механическая передача оказалась ненадежной и способствовала разрыву поездов. В начале 30-х гг. прошлого века он был окончательно снят с эксплуатации.
Первые тепловозы поступили в паровозное (ЭЭЛ2) и вагонное (ЩЭЛ1) депо станции Москва Октябрьской железной дороги. В январе 1926 г. НКПС утвердил первый опытный тепловозный участок Москва – Курск протяженностью 537 км, а в мае 1926 г. преобразовал этот участок в тепловозную базу на станции Люблино с правами самостоятельной железной дороги. В 1927 г. базу перевели на территорию Можереза (Московского железнодорожного ремонтного завода, с 1936 г. – Люблинский литейно-механический завод). Осенью 1927 г. конструкцию и эксплуатацию первых в мире советских магистральных тепловозов изучали специалисты Северо-Американских Соединенных Штатов, а затем в Соединенных Штатах и в других странах приступили к строительству таких магистральных локомотивов, использовав опыт СССР.
Июньский пленум ЦК ВКП(б) 1931 г. принял резолюцию в которой одобрил план перевода в течение 1932—1933 гг. безводных линий Красноводск – Чарджоу, Сальск – Батайск, Сталинград – Тихорецкая на тепловозную тягу. Тепловозы из опытно-эксплуатационной базы в Люблино переместили для рядовой эксплуатации в Ашхабад. Ашхабадская железная дорога, выделившаяся 1 июля 1936 г. из Среднеазиатской, становилась первой в мире тепловозной. На нее поступали тепловозы Коломенского машиностроительного завода, который с 1931 по 1937 гг. построил 37 тепловозов серии ЭЭЛ мощностью 1200 л.с. и три маневровых серии ОЛ мощностью 600 л.с.
В 1935—1938 гг. в Ашхабаде построили специальные мастерские для всех видов ремонта и изготовления запасных частей тепловозов. Удельные эксплуатационные расходы тепловозов оказались на 33,7 % ниже паровозов СОК, а по водоснабжению – в 25 раз меньше. Хотя у тепловозов нагрузка от движущей оси на рельсы достигала 19,5 т, но из-за высоких динамических качеств состояние пути было лучше, чем у паровозов с нагрузкой 16 т. Тепловозные бандажи эксплуатировались до обточки 120 тыс. км, паровозные — до 20 тыс. Намного улучшились условия и культура труда локомотивных и ремонтных бригад.
В январе 1934 г. Коломенский завод закончил постройку первого в мире двухсекционного тепловоза ВМ («Вячеслав Молотов») мощностью 2x1200 л.с. Тепловоз долго совершенствовался и испытывался, наконец был представлен наркому Л.М. Кагановичу (1893 – 1991). Как свидетельствовали очевидцы, во время осмотра хлопки при пуске остывшего дизеля, возможно, были восприняты как покушение, нарком выпрыгнул из кабины и уехал. Незамедлительно последовал отказ от тепловозов. В 1937 – 1941 гг. тепловозы ЭЭЛ (с номера 38) выпускались в виде передвижных электростанций. Группа специалистов, которой было поручено обосновать прекращение тепловозостроения, подобрала две причины: недостаток нефти и выпуск паровозов серии СОК («Серго Орджоникидзе», с конденсацией пара), которые строились в 1935 – 1942 гг. Тепловоз ВМ эксплуатировался на Ашхабадской железной дороге в поездной работе, а с 1949 г. – в виде электростанций. К 1957 г. обе секции были исключены из инвентаря, доставлены в депо Уральск (Казахстан) Оренбургской железной дороги для использования в качестве электростанций. Работа дизеля оказалась неустойчивой, тепловоз списали в металлолом, хотя надо было бы сохранить его как историческую веху в тепловозостроении.
После официального отказа НКПС от тепловозов работа конструкторов Коломенского завода над эскизными проектами все-таки продолжалась. Не прекращались усилия энтузиастов по возобновлению тепловозостроения, среди которых аргументированностью и настойчивостью отличался П.В. Якобсон (1890 – 1975). В результате вместе с паровозами серии Е по лендлизу из США в первой половине 1945 г. поступили 68 тепловозов ДА (заводы АЛКО) и в 1946 г. 30 тепловозов ДБ (заводы Балдвин) мощностью 1000 л.с.
При следовании в июле 1945 г. правительственной делегации во главе с Председателем Совета Министров СССР И.В. Сталиным (1879 – 1953) на Берлинскую (Потсдамскую) конференцию (17 июля – 2 августа) на станции Дровнино (участок Можайск – Вязьма) боксовавший паровоз СУ заменили тепловозом ДА 20–27, который довел поезд до Потсдама. И.В. Сталин заинтересовался тепловозом, беседовал с локомотивной бригадой. В День железнодорожника 5 августа 1945 г., едва прибыв из Берлина, Сталин (по предложению народного комиссара танковой промышленности В.А. Малышева, бывшего директора Коломенского завода) принял решение о возобновлении тепловозостроения в Советском Союзе на Харьковском заводе транспортного машиностроения.
Для формировавшегося коллектива, едва поднявшего завод из руин и не имевшего еще необходимой подготовки для создания оригинального тепловоза, образцом послужил ДА. Первый тепловоз ТЭ1 мощностью 1000 л.с. построили в марте 1947 г. А в декабре 1948 г. выпустили оригинальный двухсекционный тепловоз ТЭ2 мощностью 2x1000 л.с., создатели которого в 1952 г. были удостоены Сталинской премии второй степени.
Харьковским заводом спроектировано и построено несколько серий тепловозов, но особое место занимают двухсекционные тепловозы ТЭЗ (2x2000 л.с.) и типа ТЭ10. В феврале 1956 г. XX съезд КПСС установил директивы по шестому пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1956 – 1960 гг. По этим директивам с 1956 г. прекратилось паровозостроение и развивалось производство электровозов и тепловозов. К этому времени в Харькове было освоено производство тепловозов ТЭЗ. Кроме того, с 1956 г. он выпускался Коломенским и Ворошиловградским тепловозостроительными заводами. Всего с 1956 по 1973 гг. выпущено почти 6800 секций тепловозов ТЭЗ, которыми обеспечивался в основном перевод железных дорог на тепловозную тягу.
В 1958 г. Харьковский завод изготовил опытные тепловозы ТЭ10 секционной мощностью 2000 л.с. В 1961 г. Ворошиловградский завод построил более совершенный двухсекционный тепловоз такого типа – 2ТЭ10Л. По мере внесения усовершенствований в конструкцию производились тепловозы с индексами 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ10У.
Кроме грузовых, строились пассажирские тепловозы с конструктивной скоростью 140 км/ч: в 1956 г. Харьковским заводом транспортного машиностроения им. В.А. Малышева – тепловоз ТЭ7, в 1960 г. этим же заводом – ТЭП10 и Коломенским тепловозостроительным заводом им. В.В. Куйбышева – ТЭП60.
За 1956 – 1970 гг. было построено 17250 секций магистральных тепловозов. Годовой выпуск иногда превышал 1400 секций. Тепловозная тяга окупалась за 1 – 3 года, она применялась в 1970 г. на 62,2 % сети железных дорог. В дальнейшем тепловозный полигон сокращался в связи с расширением использования электровозов. С 70-х годов железнодорожный транспорт применял только электровозную и тепловую тягу.
В результате специализации тепловозы строились: в Ворошиловграде (Луганске) – грузовые, в Коломне – пассажирские, в Брянске – маневровые, в Людинове – маневровые и промышленные, в Ленинграде по 1968 г. – магистральные с гидропередачей, в Калуге и Муроме – маломощные маневровые, в Камбарке – узкоколейные.
В августе 1970 г. Ворошиловградский тепловозостроительный завод приступил к проектированию, а 3 марта 1971 г. выпустил грузовой двухсекционный тепловоз 2ТЭ116 мощностью 2x3060 л.с. с передачей переменно-постоянного тока. Такая же передача применена и в пассажирских тепловозах ТЭП70 мощностью 4000 л.с. в секции, строившихся с 1973 г. Коломенским заводом. В 2002 г. выпущен более усовершенствованный тепловоз – ТЭП70А (ТЭП70БС).
С 1958 г. Брянский машиностроительный завод приступил к строительству маневровых тепловозов типа ТЭМ1 и ТЭМ2.
Из Венгрии в 1958 – 1965 гг. в СССР поставлялись маневровые тепловозы ВМЭ1 мощностью 600 л.с. Из Чехословакии в 1958 – 1965 гг. поступали маневровые тепловозы ЧМЭ2 мощностью 750 л.с., а с 1963 г. – маневровые тепловозы ЧМЭЗ мощностью 1350 л.с. «Перестройка», ликвидировавшая СССР, нанесла урон налаженному производству тепловозов. Прекратились заказы Министерством путей сообщения РФ Луганскому, Брянскому и Людиновскому заводам, единичные поставки были из Коломны. Курс взят на модернизацию эксплуатируемого тепловозного парка. Предполагается выпуск новых тепловозов.
Развитие тепловозного дела неоднократно показывало приоритеты отечественных ученых, конструкторов, инженеров. Отечественная школа создания и эксплуатации тепловозов авторитетна и для зарубежных специалистов. Об этом свидетельствуют поставка, эксплуатация и организация ремонта наших тепловозов в странах на четырех континентах.