| Locomotora de turbina de gas GT1h | |
|---|---|
| GT1-001 (arriba) y GT1h-002 (abajo) | |
| Datos básicos | |
| fuerza motriz | turbina de gas |
| Año de construcción |
2007 (001), 2013 (002) |
| País de construcción | Rusia |
| Fábrica |
Voronezh (001) Lyudinovsky (002) |
| Fabricante |
Zheldorremmash (001) Grupo Sinara (002) |
| totales construidos | 2 (1 basado en VL15 , 1 basado en TE8 ) |
| Detalles técnicos | |
| Tipo de servicio | carga |
| fórmula axial |
001: 2 × (2 0 -2 0 -2 0 ), 002: 2 × (2 0 +2 0 - 2 0 +2 0 ) |
| Dimensión | 1-T |
| Longitud de la locomotora |
2 × 22 530 mm (001) 2 × 21 500 mm (002) |
| Ancho |
3240 mm (001) 3150 mm (002) |
| Altura | 5250 mm (001) |
| distancia entre ejes completa |
16 430 mm (001) 17 200 mm (002) |
| Distancia entre pernos de bogie |
6765 + 6765 mm (001) 10900 mm (002) |
| Distancia entre ejes de bogies |
2900 mm (001) 6300 mm (002) |
| Diámetro de la rueda motriz |
1250 mm (001) 1050 mm (002) |
| Ancho de vía | 1520mm |
| Peso operativo |
300 toneladas (001) 368 toneladas (002) |
| Carga de ejes motrices sobre raíles |
245 kN (001) 226 kN tf (002) |
| tipo de turbina | NK-361 |
| Potencia de turbina |
8300 kW (001) 8500 kW (002) |
| Tipo de transmisión | eléctrica alterna - corriente continua |
| tipo TED |
colector: TL-3B (001), ED-133A (002) |
| Potencia de salida de TED |
12×560 kW (001) 16×415,6 kW (002) |
| Potencia tangencial |
6720 kW (001, servicio continuo ) 6650 kW (002, servicio continuo ) 7355 kW (002, servicio por horas ) |
| Fuerza de tracción del modo reloj | 775 kN (002) |
| Velocidad del modo reloj | 33 km/h (002) |
| Fuerza de tracción de servicio prolongado |
620 kN (001) 775 kN (002) |
| Velocidad en modo continuo |
38 km/h (001) 30 km/h (002) |
| Fuerza de tracción a máxima velocidad |
245 kN (001) 255 kN (002) |
| Velocidad de diseño | 100 km/h |
| Suministro de combustible | 17 toneladas (001), 20 toneladas (002) |
| Explotación | |
| País de operación | Rusia |
| Operador | Ferrocarriles Rusos |
| La carretera | Sverdlovsk |
| deposito | Yegorshino |
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GT1 (más tarde GT1h - locomotora de turbina de gas , tipo 1 , híbrida ) es una locomotora de turbina de gas de dos secciones de línea principal rusa ( una locomotora con motor de turbina de gas ), la locomotora de turbina de gas más poderosa del mundo. La locomotora utiliza transmisión eléctrica AC-DC: un motor de turbina de gas que funciona con gas natural licuado se conecta a un alternador, y la corriente generada por este último se rectifica en corriente continua y se alimenta a los motores eléctricos de tracción , que ponen en marcha la locomotora. Una característica de diseño de la locomotora es la colocación de una sola unidad de turbina de gas en solo una de sus secciones y el compartimento de combustible en la otra, mientras que ambas secciones son de tracción .
En total, se crearon dos versiones de diseño fundamentalmente diferentes de esta serie, cada una de las cuales produjo una locomotora. La primera locomotora se modernizó en 2007 en la planta de reparación de locomotoras diésel de Voronezh a partir de una locomotora eléctrica VL15 con secciones de seis ejes , y la segunda se construyó en la planta de locomotoras diésel de Lyudinovsky sobre la base de un chasis similar al TEM7 y TE8 ocho locomotoras diésel de dos ejes y carrocería parcialmente unificada en diseño con la locomotora diésel TE8 y la locomotora eléctrica 2ES6 . Después de pasar las pruebas, ambas locomotoras ingresaron al depósito de Yegorshino en el Ferrocarril de Sverdlovsk y condujeron trenes de carga en la sección Yegorshino - Serov .
En el período comprendido entre la década de 1940 y la de 1970, se trabajó activamente en varios países de todo el mundo para crear locomotoras de turbina de gas como alternativa a las locomotoras diésel . En la URSS, a fines de la década de 1950, se desarrollaron varios modelos de locomotoras de turbina de gas y se construyeron prototipos: una sección de carga de dos secciones G1 y GT101 y dos pasajeros de una sección GP1 . Sin embargo, la operación piloto de estas locomotoras mostró que eran más del doble de eficientes en combustible que las locomotoras diésel de potencia similar. La eficiencia de los motores de turbina de gas producidos en ese momento era baja (alrededor del 15%), por lo que el costo del combustible que consumían era comparable al de las locomotoras diésel, pero el suministro de combustible se consumía más rápido. Al mismo tiempo, las turbinas de gas eran mucho más caras de fabricar que los motores diésel y, debido al uso de combustible de baja calidad, se contaminaban rápidamente y requerían reparaciones frecuentes. En ese momento, ya se había dominado la producción de motores diesel suficientemente potentes, por lo tanto, en el futuro, las locomotoras de turbina de gas no se produjeron en la URSS y se detuvo el trabajo en su creación [1] .
En el siglo XXI, el costo de producción de motores de turbina de gas ha disminuido debido a su producción en serie a gran escala para aviones a reacción, unidades compresoras de gas y centrales eléctricas de turbinas de gas . Al mismo tiempo, se ha incrementado su eficiencia debido a la mejora del diseño y al uso de materiales más resistentes al calor, que permiten aumentar la temperatura de combustión de los gases y con ello aumentar la eficiencia del motor hasta en un 30%. Esto ha reavivado el interés en el uso de dichos motores en el transporte ferroviario debido a su mayor densidad de potencia en comparación con los motores alternativos de combustión interna , la posibilidad de utilizar combustibles de baja calidad más económicos, una mayor vida útil debido a la menor cantidad de piezas que se frotan y muchos menos depósitos de carbono . 2] [1] .
Uno de los motivos que reavivó el interés por la creación de locomotoras de turbina de gas en Rusia fue el aumento del volumen de transporte de carga en los ferrocarriles rusos, lo que llevó a la necesidad de aumentar la longitud y masa o número de trenes de mercancías, así como su velocidades La conducción de trenes de mayor masa requería el uso de un mayor número de secciones de locomotoras en el tren o la creación de locomotoras con centrales eléctricas de mayor potencia. Sin embargo, la posibilidad de crear potentes locomotoras diesel estaba severamente limitada en comparación con las locomotoras eléctricas debido a la necesidad de colocarles una planta de energía primaria con un sistema de enfriamiento y un tanque de combustible más grande. Esto llevó a la necesidad de reorganizar los trenes pesados de carga en el cruce de tramos de carretera electrificados y no electrificados, aumentando su tiempo de inactividad en las estaciones, o el uso de varias locomotoras diésel en un tren, lo que requirió un aumento en la flota de locomotoras y costos de operación. para su mantenimiento y reparación. El uso de una turbina de gas en lugar de un motor diésel hizo posible crear una locomotora autónoma, similar en masa a las locomotoras diésel en serie, pero al mismo tiempo superándolas significativamente en potencia, que era comparable a las locomotoras eléctricas de la línea principal [3] .
Otra razón fue el problema del agotamiento de las reservas mundiales de petróleo y el aumento de los precios del combustible diesel, lo que provocó un aumento en el costo del transporte de mercancías en tramos ferroviarios no electrificados, así como el problema de la contaminación del medio ambiente por la combustión. productos de hidrocarburos líquidos. En este sentido, JSC Russian Railways comenzó a considerar la cuestión de crear locomotoras diésel utilizando tipos de combustible más baratos y ecológicos. En la estrategia energética de Ferrocarriles Rusos, se decidió trasladar paulatinamente parte de la flota de locomotoras diésel a gas natural ( metano ), que se encuentra disponible en grandes cantidades en los campos de Rusia. La principal desventaja de este tipo de combustible es su baja densidad, y para almacenar una cantidad suficiente de gas a bordo de una locomotora, o bien debe ser comprimido a una presión muy alta (hasta 200 atmósferas), lo que requiere el uso de tanques pesados de paredes gruesas y, por lo tanto, no es adecuado para locomotoras de línea principal, ni para su licuefacción por enfriamiento a una temperatura inferior a -161 °C, lo que permite lograr una reducción del volumen de gas de unas 600 veces [3] . Al mismo tiempo, el costo de producir incluso gas natural licuado (GNL) es casi la mitad del combustible diésel, lo que reduce los costos operativos [4] .
Sin embargo, el gas natural licuado (GNL) ocupa el doble del volumen del gasóleo de la misma masa, y requiere un tanque criogénico especial aislado térmicamente para su almacenamiento, que debe ser más del doble del volumen de los tanques de combustible estándar para almacenar suficiente combustible. a bordo de la locomotora. . Debido al gran volumen, el tanque de combustible de GNL no se puede colocar en la misma sección de la locomotora principal que las unidades de potencia y requiere una sección auxiliar adicional [5] . Para poder acomodar los motores de tracción en esta sección con el fin de utilizar de manera más eficiente la masa adhesiva de la locomotora, la planta de energía primaria en la otra sección debe proporcionar alta potencia, lo que se puede lograr usando una turbina de gas en lugar de una de gas . motor de pistón o gas- diesel . Además, el uso de un motor de gas, especialmente una turbina de gas, permite lograr una reducción en la cantidad de emisiones nocivas a la atmósfera en comparación con un motor diésel [3] .
En relación con esto, la dirección de Ferrocarriles Rusos decidió que sería conveniente crear una locomotora de turbina de gas de línea principal capaz de impulsar trenes de la misma masa que las locomotoras eléctricas de línea principal en serie y funcionar con gas natural licuado [3] .
A principios de 2005, por orden de Ferrocarriles Rusos, el Instituto de Investigación, Diseño y Tecnología de toda Rusia (VNIKTI) en Kolomna comenzó el desarrollo de una locomotora de turbina de gas de carga principal de dos secciones GT1 con una transmisión eléctrica, con una potencia nominal de un motor de turbina de gas de 8300 kW y utilizando como combustible gas natural licuado (GNL) regasificado antes de ser alimentado a la turbina de gas. El tanque criogénico de GNL requería un volumen importante para albergar, por lo que se decidió colocarlo y la planta de energía en secciones separadas, lo que simplificó su mantenimiento. Tal disposición se usó anteriormente en las locomotoras diésel experimentales soviéticas 2TE10G y 2TE116G , entre cuyas secciones principales se adjuntaba una sección auxiliar con un tanque criogénico sin motores eléctricos de tracción, así como locomotoras de turbina de gas de carga de los EE . La sección en forma de un tanque con aceite combustible se adjuntó a la parte posterior. La diferencia entre la nueva locomotora de turbina de gas y estas locomotoras era que los motores de tracción en ella también se colocaron en la sección de ténder con un tanque de combustible, por lo que se convirtió en una sección de refuerzo . Además, esta sección debía albergar un generador diesel auxiliar utilizado para arrancar la turbina de gas y hacer funcionar la locomotora sin carga con el fin de ahorrar combustible [3] [5] .
Para acelerar el proceso de creación de una nueva locomotora de turbina de gas, se decidió utilizar la carrocería y el tren de rodaje de la locomotora existente. En el papel de esta última se eligió una locomotora eléctrica de carga de dos tramos y doce ejes de la serie VL15 , que poseía una sección suficientemente larga para albergar una central de turbinas de gas y una adecuada potencia total de motores de tracción [3] . Estas locomotoras eléctricas fueron producidas en la segunda mitad de la década de 1980 por la Planta de Locomotoras Eléctricas de Tbilisi , mientras que su cuerpo y bogies fueron producidos por la Planta de Locomotoras Eléctricas de Novocherkassk [6] . En enero de 2005, la Planta de Reparación de Locomotoras Eléctricas de Chelyabinsk comenzó los preparativos para la modernización de la locomotora eléctrica VL15-008, producida en 1987 y operada anteriormente en el Ferrocarril Oktyabrskaya [7] , después de haber desmantelado todo el equipo eléctrico principal de la carrocería y del techo. En junio del mismo año, la locomotora eléctrica con poco personal fue enviada para su posterior conversión en una locomotora de turbina de gas a la planta de reparación de locomotoras diésel de Voronezh [8] .
Al mismo tiempo, desde marzo de 2005, se comenzó a trabajar en la selección de componentes para la futura locomotora de turbina de gas [3] . 54 empresas industriales participaron en la creación de una locomotora de turbina de gas y su equipo, el 90% de las cuales eran empresas de Rusia. VNIKTI se convirtió en el desarrollador principal del diseño y la documentación técnica de la locomotora y coordinó el trabajo de ensamblaje y fabricación de componentes, y también creó un sistema y software de control por microprocesador. La modernización de la locomotora, la instalación de equipos y la fabricación de una serie de nuevas unidades de la parte mecánica fueron realizadas por la Planta de Reparación de Locomotoras Diesel de Voronezh . El motor de turbina de gas fue fabricado por N. D. Kuznetsov Samara Scientific and Technical Complex , los generadores de tracción y auxiliares fueron fabricados por Elektrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), el tanque criogénico fue fabricado por Uralkriomash OJSC (Nizhny Tagil), una nueva cabina de control - CN "Vuelo" (Obninsk) [9] . En el proceso de creación de una locomotora de turbina de gas, las empresas llevaron a cabo un complejo de trabajos de investigación y desarrollo complejos para crear una turbina de gas que funciona con metano y un generador de tracción de alta velocidad impulsado por él sin caja de cambios, un sistema de suministro y gasificación de combustible con un tiempo mínimo de preparación, un sistema de control y diagnóstico por microprocesador, así como la disposición de los equipos [1] .
Dado que la potencia de salida calculada de los motores de tracción de la locomotora de turbina de gas era menor que la de la locomotora eléctrica original, se intentó reemplazar los motores de tracción originales de la locomotora TL-3B con motores eléctricos NB-420B más ligeros y menos potentes. de locomotoras eléctricas VL82 . Pero no se encontraron motores de repuesto y se decidió desmantelarlos de dos locomotoras eléctricas VL82, que se encontraban en relativamente buenas condiciones técnicas. En el proceso de reequipamiento, resultó que estos motores no eran adecuados y, como resultado, los motores del tipo original se quedaron en la locomotora de turbina de gas. Al mismo tiempo, se decidió enviar las locomotoras eléctricas VL82 utilizadas como donantes temporales de motores por una razón desconocida para ser cortadas [5] .
Al elegir una turbina de gas, los expertos de VNIKTI estudiaron varios modelos de motores de turbina de gas fabricados por empresas rusas, incluidos FSUE Salyut, JSC Aviamotor Scientific and Technical Complex Soyuz (Moscú), JSC Aviadvigatel (Perm) y JSC " Samara Scientific and Technical Complex que lleva el nombre N. D. Kuznetsov "(Samara). La elección se hizo a favor de la empresa Samara, que tenía experiencia en la creación a fines de la década de 1980 y principios de la de 1990, un motor turborreactor de avión que funcionaba con hidrógeno licuado y metano licuado. La característica de diseño del motor fue la implementación de la gasificación del combustible líquido enfriado debido al calentamiento por gases de escape calientes en el tubo de escape de la turbina sin el uso de portadores de calor intermedios, lo que aumentó la eficiencia del proceso de tratamiento de gases. Los motores experimentales se utilizaron en un avión de pasajeros experimental Tu-155 (un análogo del Tu-154 en serie con motores de queroseno), pero resultaron no ser reclamados en la aviación. Sin embargo, la experiencia adquirida resultó útil para crear un motor de turbina de gas para una locomotora [3] .
El trabajo principal sobre la creación del motor de turbina de gas NK-361 para una locomotora basada en motores de aviones disponibles comercialmente fue realizado por especialistas de Kuznetsov SNTK en 2005 [10] . A principios de 2006, comenzaron las pruebas del generador de gas y, pronto, de todo el motor de turbina de gas [11] . Durante la fabricación de la turbina, se probaron sus componentes individuales, incluida la cámara de combustión al arrancar con gas frío. Pronto, Electrotyazhmash-Privod fabricó un generador de tracción de alta velocidad para esta turbina que, después de las pruebas de fábrica, se entregó a la planta de Samara en el verano del mismo año. Las pruebas finales del reóstato en banco de la turbina de gas y el generador se llevaron a cabo en diciembre de 2006 [12] [3] . Durante las pruebas se realizaron 73 arranques de motor, durante los cuales se verificó el funcionamiento del sistema de combustible desde el tanque criogénico hasta la turbina de gas, y el funcionamiento de los sistemas de aceite de la turbina de gas y generadores, depurando el arranque en frío de los motor de turbina de gas con acceso a la velocidad nominal, determinación de los principales parámetros del motor, tracción y generadores auxiliares en diferentes modos de carga desde ralentí hasta el máximo, evaluación de vibraciones del motor. Las pruebas confirmaron el rendimiento esperado del motor, pero el sistema para regular los modos de funcionamiento requería mejoras [13] .
En el proceso de conversión de una locomotora eléctrica en una locomotora de turbina de gas en la planta de Voronezh, los bogies y la caja de la locomotora se sometieron a una revisión importante, mientras que las cabinas metálicas originales se cortaron y se instalaron nuevas cabinas de fibra de vidrio semicarenadas, similares a las cabinas de las locomotoras eléctricas ES4K y ES5K [9] . También se recortó el techo de la carrocería para sustituirlo por uno nuevo modular de mayor altura, y en las paredes laterales se cortaron rejillas de entrada de aire y puertas abatibles para el acceso a los equipos desde el exterior, al tiempo que se eliminaron algunas de las lunas [ 14] . A fines de 2006, la locomotora de turbina de gas estaba prácticamente ensamblada y la instalación de equipos en ella finalmente se completó en la primavera de 2007 [13] . La locomotora estaba pintada de rojo con una franja gris y blanca en el costado, techo gris y frente azul con una franja naranja. El costo de producción de una locomotora de turbina de gas ascendió a 200 millones de rublos rusos [15] .
En el futuro, la locomotora de turbina de gas GT1-001 se actualizó repetidamente en el territorio de VNIKTI en Kolomna, donde su sistema de combustible y el equipo del sistema de control se sometieron a cambios importantes [13] [16] . En 2012, la locomotora de turbina de gas se actualizó con el reemplazo de una planta de energía auxiliar de generador diesel con un tanque de combustible por una batería de tracción para movimientos de maniobra con un motor de turbina de gas apagado, recibiendo el índice "h" (híbrido - híbrido). Al mismo tiempo, el color también cambió ligeramente: una franja verde claro con inscripciones amarillas "LNG-Hybrid" y "LNG-Hybrid" apareció en las paredes laterales debajo [7] [17] .
Después de ajustar el sistema de combustible y completar con éxito las pruebas de la locomotora de turbina de gas GT1-001, Russian Railways comenzó a considerar el tema de la producción en serie de tales locomotoras. La planta de Voronezh solo modernizó la locomotora existente, y para las nuevas locomotoras de turbina de gas se requería ensamblar nuevas carrocerías y trenes de rodaje, se suponía que organizaría su producción en la Planta de Locomotoras Eléctricas de Novocherkassk , que en un momento produjo en masa las carrocerías y los bogies. de locomotoras eléctricas VL15 [5] , así como locomotoras eléctricas VL85 , VL65 , EP1 y EP1M con un diseño similar de la parte mecánica, lo que podría asegurar el desarrollo de la producción de locomotoras de turbina de gas GT1 a un costo mínimo. Sin embargo, Transmashholding , que incluía esta planta, no tomó la iniciativa de desarrollar el proyecto de locomotora de turbina de gas y exigió que Ferrocarriles Rusos resuelva de forma independiente una serie de problemas al finalizar el diseño de la locomotora, y también presentó una condición para crear una red. de estaciones de servicio de gas en la ruta propuesta de su operación antes del inicio de su producción. Debido al hecho de que las negociaciones no condujeron a los acuerdos esperados, Russian Railways decidió considerar la producción adicional de locomotoras de turbina de gas por parte de otras empresas [18] .
A principios de 2012, la dirección de Russian Railways llegó a un acuerdo preliminar con el Grupo Sinara para organizar la producción de locomotoras de turbina de gas de línea principal en la planta de locomotoras diésel Lyudinovsky , que forma parte del grupo [18] . Anteriormente, esta planta producía una locomotora de turbina de gas de maniobras TGEM10 con una sección de refuerzo que contenía cilindros de gas natural comprimido . En junio del mismo año, las empresas firmaron un acuerdo que preveía la producción de una locomotora prototipo en 2013 y, si superaba con éxito las pruebas, la organización de la producción en masa de otras 39 locomotoras de este tipo [19] .
Se decidió crear una nueva locomotora de turbina de gas basada en el elemento base de las locomotoras producidas por el Grupo Sinara, para lo cual se rediseñó completamente el proyecto. Como en el caso de la primera locomotora, VNIKTI se convirtió en el principal desarrollador del diseño y la documentación técnica de la nueva máquina y coordinó la producción de componentes y el montaje de la locomotora. Al crear una turbina de gas, se tuvieron en cuenta los defectos de diseño de la primera máquina basada en VL15 [17] [20] [21] . Se decidió aumentar el volumen del tanque de combustible en la sección de refuerzo y dejarlo abierto a la posibilidad de reemplazarlo por otro en lugar de repostar y para mejorar la seguridad [17] .
En el proyecto inicial, la nueva locomotora de turbina de gas tenía un chasis de tres bogies biaxiales, como la primera locomotora, pero utilizando cabinas y partes de carrocería unificadas con locomotoras eléctricas 2ES6 fabricadas por la planta Ural Locomotives en Ekaterimburgo , que forma parte del Grupo Sinara. [22] . Sin embargo, la planta de Lyudinovsky, a la que se le encomendó la fabricación de la máquina, no produjo locomotoras con un tren de aterrizaje de tal diseño, y para acelerar la producción, se decidió fabricar una locomotora de ocho ejes basada en el tren de aterrizaje. de las locomotoras diesel TEM7 A, TEM14 y TE8 producidas en serie por la planta con dos bogies articulados de cuatro ejes y una longitud entre ejes de enganches automáticos de 21.500 mm. Esto llevó a un aumento en la masa de cada sección en comparación con la primera locomotora de turbina de gas a 184 toneladas en lugar de 150, sin embargo, debido a la mayor cantidad de ejes de motor, se suponía que las propiedades de tracción de la locomotora mejorarían, y el eje la carga disminuyó a 23 toneladas por eje. A pesar de tales diferencias significativas en el diseño en comparación con la primera locomotora de turbina de gas, a la locomotora todavía se le asignó la misma designación de serie: GT1h [17] [20] [21] .
El motor de turbina de gas, como para la primera locomotora, fue fabricado por Kuznetsov SNTK, un nuevo generador de tracción mejorado fue fabricado por Electrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), los motores de tracción fueron fabricados por Elektrotyazhmash State Enterprise (Kharkov), un tanque de combustible criogénico fue fabricado fabricado por OAO Uralkriomash" (Nizhny Tagil), bomba criogénica - Fives Cryomec (Suiza), receptor de gas y una serie de elementos del sistema de combustible - OJSC "Cryomash-BZKM" (Balashikha) [20] , cabina y panel de control, como así como un convertidor de necesidades propias: NPP "Gorizont" [23] y NPO "Avtomatika" (Ekaterimburgo), y el sistema de control de microprocesador fue desarrollado por VNIKTI [20] [24] [21] .
En enero de 2013, la planta Lyudinovsky fabricó la sección de refuerzo [25] y comenzó la construcción de la sección de tracción y potencia, que se ensambló en junio del mismo año. La locomotora recibió un color corporativo tricolor rojo-gris de Russian Railways según un esquema similar a las locomotoras eléctricas 2ES6 : la mitad superior del cuerpo en el área de la cabina y la franja superior estrecha en el área de la sala de máquinas están pintadas de rojo; techo, una franja central angosta en el área de la cabina al nivel de las luces de parachoques, que luego se dobla hacia arriba y continúa como una ancha en el área de la sala de máquinas - en gris claro, y el marco, la mitad inferior de la parte trasera del cuerpo , limpiador de vías y bogies - en gris oscuro. El tanque criogénico se pintó de color gris claro y en ambos lados recibió un patrón con mariposas volando sobre un prado verde [26] .
Inicialmente, Russian Railways planeó concluir antes de principios de 2015 un contrato para el suministro de otras 39 locomotoras de turbina de gas GT1h para fines de 2020 [19] , pero debido a la crisis económica en Rusia y la falta de infraestructura para la licuefacción de gas natural plantas y puntos de repostaje de locomotoras, los planes de producción de estas locomotoras de turbina de gas se retrasaban constantemente y se reducían en volumen. En octubre de 2016, en base a los resultados de las pruebas del GT1h-002, el Grupo Sinara recibió permiso para producir una serie de instalación de 24 máquinas similares [27] . En 2017, se planeó comenzar a ensamblar la tercera locomotora, pero estos planes nunca se implementaron. En 2019, Russian Railways firmó un acuerdo de intención con Sinara Group para la producción de 23 locomotoras de turbina de gas para 2025 [28] , pero su producción no ha comenzado hasta mediados de 2020.
En el futuro, Lyudinovsky Zavod está considerando la posibilidad de crear una sección de ténder intermedio remolcado con un tanque de combustible criogénico más para su ejecución de una locomotora de turbina de gas. Está previsto enganchar este tramo entre la tracción y el refuerzo para permitir el funcionamiento de locomotoras de turbina de gas sin repostar en tramos de hasta 1400 km de longitud. Según el proyecto, el tramo tendrá una longitud menor que los de tracción y estará soportado por dos bogies no motorizados de dos ejes. A lo largo de los bordes de la sección auxiliar, está previsto equipar los compartimentos con bombas criogénicas que bombearán combustible a la sección de potencia, tanto desde esta como desde la sección de refuerzo, mientras que los compartimentos estarán equipados con entradas laterales y transiciones de intersección [29] .
Las locomotoras de turbina de gas de línea principal GT1 (GT1h) están diseñadas para impulsar trenes de mercancías de mayor longitud y peso o en terrenos montañosos con un perfil complejo en secciones no electrificadas de vías férreas de 1520 mm . Pueden operar en un clima templado a una temperatura ambiente de -50 a +40 °C, mientras que, en comparación con las locomotoras diésel, no requieren precalentamiento del motor en invierno y son mucho más respetuosas con el medio ambiente en términos de emisiones. de sustancias nocivas. La vida útil nominal de la locomotora es de 40 años [30] .
En términos de potencia, las locomotoras de turbina de gas de dos secciones GT1h son comparables a las locomotoras diésel de la familia 3TE25K / 3TE25A en un diseño de tres secciones o un sistema de dos locomotoras diésel principales de dos secciones de la familia 2TE10 o 2TE116 (en un cuatro -trazado), lo que permite su uso al cambiar el tipo de tracción de eléctrica a autónoma sin reformar los trenes de mercancías a uno de menor peso o el uso de dos locomotoras para impulsarlos. Dado que la potencia de las locomotoras diésel es generalmente menor que la de las locomotoras eléctricas, cuando se recorren secciones no electrificadas, los trenes de mercancías a menudo tienen que desconectarse y transportarse por partes, mientras que una locomotora de turbina de gas puede remolcar trenes completos. Al mismo tiempo, las locomotoras de turbina de gas tienen menor longitud y masa que los trenes gemelos de tres o cuatro secciones diésel de capacidad total similar, y son más económicas de mantener [1] .
Desde un punto de vista económico, el uso de locomotoras de turbina de gas es más beneficioso en las regiones de producción de gas natural o el paso de gasoductos principales, donde el transporte y la licuefacción de gas y equipos a bajo costo a lo largo de las vías férreas de una red de estaciones de servicio es posible. Sin embargo, debido al mayor consumo de combustible de un motor de turbina de gas en ralentí o con carga baja en comparación con un motor diésel, la operación de las locomotoras de turbina de gas se vuelve rentable solo si conducen constantemente trenes grandes durante la mayor parte del tiempo de operación [31]. .
Las locomotoras de turbina de gas GT1h-001 (basada en VL15) [16] [32] [6] y GT1h-002 (estructuralmente similar a TE8 y 2ES6) [20] [33] [34] [35] tienen las siguientes características principales:
| Parámetro | Valor por tipo de locomotora de turbina de gas | ||
| GT1h-001 (basado en VL15) |
GT1h-002 (similar a TE8 y 2ES6) | ||
| fórmula axial | 2 × (2 0 -2 0 -2 0 ) | 2 × (2 0 +2 0 -2 0 +2 0 ) | |
|---|---|---|---|
| Dimensiones | |||
| Longitud, mm | a lo largo de los ejes de los acopladores automáticos | 2x22530 = 45060 | 2 x 21 500 = 43 000 |
| por cuadro | 21 310 | 20 366 | |
| Ancho, mm | por cuerpo | 3180 | 3150 |
| por cuadro | 3240 | 3150 | |
| Altura desde el nivel de la cabeza del riel, mm |
techos por antenas | 5250 [14] | ? |
| ejes acopladores | 1060 | ||
| Dimensiones del tren de rodaje , mm |
distancia entre ejes completa | 16 430 | 17 200 |
| Base en centros de bogie | 6765 + 6765 | 10 900 | |
| Distancia entre ejes del carro | 2900 | 3×2100 | |
| Diámetro de ruedas nuevas | 1250 | 1050 | |
| Ancho de vía | 1520 | ||
| Radio mínimo de curvas transitables |
125 000 | ||
| Indicadores de peso | |||
| Peso operativo, t | 2x150 = 300 | 2x184 = 368 | |
| Carga por eje sobre raíles, kN (tf) | 245 (25) | 226 (23) | |
| Reserva de combustible, t | gas licuado (para GTE) | 17 | veinte |
| diésel (para diésel auxiliar) | 0.4 (antes de la modernización) |
— | |
| Características de tracción y energía | |||
| Potencia de turbina de gas, kW (hp) | 8300 (11 284) | 8500 (11 557) | |
| Potencia del generador diésel auxiliar, kW | 400 (antes de la modernización) |
— | |
| Potencia de los motores de tracción , kW |
cada hora | n / A. | 16x459,7 = 7355 |
| en modo continuo | 12x560 = 6720 | 16 × 415,6 = 6650 | |
| Fuerza de tracción, kn (ts) | al alejarse | 883 (90) | 981 (100) |
| cada hora | — | 775 (79) | |
| en modo continuo | 620 (63) | 775 (79) | |
| a máxima velocidad | 245 (25) | 255 (26) | |
| Velocidad, km/h | cada hora | — | 33 |
| en modo continuo | 38 | treinta | |
| estructural | 100 | ||
Las locomotoras de turbina de gas de la familia GT1 constan de dos secciones de motor principales: secciones de tracción y potencia, en las que se encuentra una planta de energía de turbogenerador, y una sección de refuerzo, en la que se encuentra un tanque de combustible criogénico. Las secciones están unificadas en cuanto al diseño del tren de rodaje, la cabina del conductor y parcialmente la carrocería y tienen la misma longitud, dimensiones y peso en servicio. Sin embargo, debido a la división del tanque de combustible y la planta de energía en diferentes secciones, no pueden funcionar solos y no son intercambiables, a diferencia de las locomotoras diésel con motores y tanques de combustible individuales. La parte mecánica de las locomotoras de turbina de gas del primer y segundo tipo es muy diferente entre sí, las máquinas y dispositivos eléctricos también difieren, mientras que el diseño general del equipo, el sistema de combustible y el motor de turbina de gas tienen un diseño similar [17] [ 36] [37] .
Las locomotoras de turbina de gas GT1 de ambas versiones tienen carrocerías tipo carro de acero con una cabina de control en cada sección y un cruce de intersección desde el lado opuesto a la cabina. Consisten en un marco principal de carga, marcos para asegurar paredes y equipos y particiones internas, paredes laterales y de fondo, una cabina de conductor modular y un techo modular. Los cuerpos de las secciones de energía de tracción y de refuerzo se diferencian entre sí por una serie de elementos en las paredes laterales y de fondo y en el techo y por la ubicación de los tabiques internos [3] [5] , así como por la ausencia de paredes . y un techo en el área del tanque de combustible de la locomotora de turbina de gas del segundo tipo [38] . Entre la tracción y potencia y la parte trasera de la sección de refuerzo, es posible un paso a través de las transiciones de intersección, sin embargo, la transición a la parte delantera de la sección de refuerzo no se proporciona debido al tanque de combustible criogénico [5] [20 ] . En los extremos del bastidor hay enganches automáticos SA-3, que sirven para acoplar los tramos entre sí por los extremos y para acoplar la locomotora con el resto del material rodante por los cabezales. El tamaño del cuerpo en ambas versiones es 1T [17] .
El cuerpo de la primera locomotora de turbina de gasLa carrocería de la primera locomotora de turbina de gas GT1 se modificó a partir de la carrocería de la locomotora eléctrica VL15. La modificación consiste en instalar una nueva cabina de conducción y un techo modular más alto, cortar escotillas y rejillas de entrada de aire en las paredes laterales y realizar una serie de cambios en su diseño, debido a la colocación de una planta de energía de turbina de gas, equipo criogénico y tanque de combustible en la locomotora [3] . La carrocería VL15 original, fabricada en la planta de locomotoras eléctricas de Novocherkassk, tiene un diseño similar a la carrocería de la locomotora eléctrica VL85 AC, producida por la misma planta [6] . La longitud del cuerpo de cada sección es de 22.530 mm, a lo largo de las barras de tope - 21.310 mm ; el ancho del cuerpo en la parte inferior en el área del marco es de 3240 mm, y en la parte principal a lo largo de las paredes laterales - 3180 m [39] .
La base del cuerpo de cada sección es un marco de soporte rectangular, que tiene una estructura soldada y percibe todo tipo de cargas longitudinales y transversales. El marco consta de dos vigas longitudinales hechas de canales e interconectadas por láminas de metal de 12 mm de espesor, barras de tope transversales que sujetan las vigas longitudinales en los extremos y vigas transversales tipo celosía que tienen una sección en forma de caja y sujetan las vigas longitudinales en el accesorio puntos de la carrocería elementos de suspensión en carros. Todos los elementos de carga y las unidades del bastidor están soldados con costuras sólidas y forman una estructura de carga diseñada para una fuerza de compresión longitudinal de 2940 kN (300 tf) [39] . En los extremos del marco, las cajas de un aparato amortiguador con un acoplador automático SA-3 están soldadas en las barras de protección, y los limpiadores de vías también se fijan desde el costado de las cabinas. Los soportes de tracción de los bogies exteriores están soldados a la parte inferior de las barras de protección, y el soporte de bogie medio está montado en el centro del plano inferior de la viga intermedia del armazón. Los centros de los carros se colocan a una distancia de 6765 mm entre sí [6] . Desde la parte inferior hasta el bastidor entre los bogies delantero y medio, los tanques principales del sistema neumático están suspendidos, y entre los bogies medio y trasero hay cajas de baterías (la sección de refuerzo de la primera locomotora tenía un tanque de combustible en lugar de baterías externas). antes de la modernización en GT1h) [36] .
En la locomotora de turbina de gas GT1h del primer tipo, en lugar de las cabinas rectas originales de VL15 con parabrisas inclinado, se instalaron cabinas convexas semicarenadas modulares fabricadas por NPP Polyot con piel de fibra de vidrio. Por diseño, las cabinas de la locomotora de turbina de gas son casi similares a las cabinas de las locomotoras eléctricas de las familias ES4K y ES5K , que también fueron producidas por esta empresa, pero en GT1 tienen una mayor altura sobre el reflector. La cabina es un marco hecho de perfiles metálicos rígidos horizontales y verticales, en el exterior de los cuales se instalan carenados de plástico y en el interior - revestimiento interior [9] . La parte delantera de la cabina tiene una forma curva convexa, que sobresale más hacia adelante al nivel del marco y las luces del tope, y tiene una curva arqueada desde arriba, girando suavemente hacia el techo [7] . Debajo del parabrisas, está equipado con un cinturón de refuerzo para reducir el daño a la locomotora y lesionar a la tripulación de la locomotora de lesiones graves en caso de colisión. Soporta una carga de 290 kN (30 tf), distribuida uniformemente a lo ancho de la parte frontal [40] . Se colocan paneles de esquina estrechos a lo largo de los bordes de la parte frontal en un ligero ángulo, que se expanden gradualmente hacia arriba y se doblan hacia las pendientes laterales del techo de la locomotora [7] .
La cabina tiene un solo parabrisas trapezoidal con un estrechamiento en la parte superior, equipado con dos limpiaparabrisas debajo. En el lado exterior del parabrisas, los escalones están soldados a los lados del acoplador, hay un escalón empotrado sobre el acoplador y los pasamanos a los lados del parachoques se iluminan desde el medio y justo debajo del parabrisas en el centro. Encima del parabrisas en la zona de curvas, se instala un reflector de cabeza trapezoidal con un estrechamiento en la parte superior, que está empotrado en el cuerpo de la cabina e inclinado hacia atrás, y en los lados del reflector hay rejillas de entrada de aire que están ausentes en ES4K / Locomotoras eléctricas ES5K. En el medio, entre el acoplador automático y la parte inferior del parabrisas, las luces LED amortiguadoras horizontales de forma redonda están ubicadas en pares, integradas en una caja de plástico común y similar a las luces amortiguadoras de las locomotoras eléctricas ES4K y ES5K de producción temprana [9 ] . Las luces traseras rojas están ubicadas en los bordes y las luces traseras blancas están más cerca del centro de la cabina [7] .
Debajo de los carenados inferiores, se fija un limpiador de orugas inclinado con seis ranuras a la barra de protección delantera del bastidor. El despejador de vías se utiliza para dejar caer objetos extraños desde la vía y está diseñado para una fuerza longitudinal de 120-140 kN aplicada a lo largo de su borde inferior. Desde abajo, se atornilla una visera al limpiador de vías, que tiene cinco filas de orificios para pernos, lo que le permite ajustar su altura por encima del nivel de las cabezas de los rieles, según el desgaste de los neumáticos de las ruedas [39] [7] .
A los lados de la cabina del conductor de una locomotora de turbina de gas hay dos ventanas laterales, como en las locomotoras eléctricas ES4K / ES5K de producción temprana: una triangular fija y otra rectangular con un vidrio que cae, frente a las cuales hay vista trasera espejos En el área de la sala de máquinas, de tres ventanas redondas a cada lado de la sección que tenía VL15, la locomotora de turbina de gas GT1 tiene solo una delantera a cada lado en la sección de tracción y potencia y la central y trasera en el lado de estribor del sección de refuerzo de combustible, mientras que el resto de las ventanas están soldadas con láminas de acero. Para ingresar a la locomotora detrás de la cabina del conductor en la parte principal de la carrocería a cada lado hay puertas de una sola hoja que se abren girando hacia adentro, mientras que las hojas de las puertas están equipadas con una ventana rectangular en comparación con VL15. Para garantizar la posibilidad de levantar desde un terraplén o una plataforma baja, hay pasamanos verticales en los lados de las puertas, en el medio de la pared lateral del marco hay un rebaje y debajo del cuerpo debajo de la puerta hay dos -escalera de tijera [7] .
Las paredes laterales detrás de la cabina del conductor son un marco de perfiles laminados y doblados revestidos con chapas de acero de 2 mm de espesor [41] . En la parte principal de la carrocería, para aumentar la rigidez, las paredes están provistas de ondulaciones longitudinales, y al nivel del marco tienen una superficie lisa y sobresalen 30 mm a cada lado con respecto a las paredes principales. La altura de las paredes laterales de la cabina del conductor es mayor que la de la parte principal de la carrocería, en la que la parte vertical de las pendientes del techo está unida por encima de las paredes laterales En comparación con la locomotora eléctrica original, las rejillas de entrada de aire y las puertas con bisagras son recortadas en los flancos de la locomotora de turbina de gas, que sirven para acceder al equipo desde el exterior y repostar el depósito de combustible criogénico. En la parte delantera de cada sección de la locomotora de turbina de gas, al nivel de las ventanas de ambos lados, se encuentran dos rejillas de ventilación de la cámara de herrajes, mientras que en la sección de refuerzo están ubicadas directamente detrás de la puerta delantera, y en la sección de tracción y potencia - a cierta distancia. Además, la sección de tracción y potencia frente a la sala de máquinas principal con un motor de turbina de gas en la unión de la pared lateral con el techo tiene una larga fila de diez rejillas de aire, y la sección de refuerzo en el área del tanque criogénico tiene pequeñas rejillas a una altura media en cada lado. En la parte trasera de la sección de tracción en el lado izquierdo cerca del receptor criogénico hay dos rejillas con persianas anchas inclinadas, y en la parte trasera de la sección de refuerzo en el lado de estribor cerca del generador diesel o batería de tracción hay una [7 ] .
Las paredes de intersección de los extremos de la locomotora de turbina de gas están revestidas con láminas de acero lisas, mientras que los depósitos principales del sistema neumático disponibles en VL15 fueron desmantelados [39] , transferidos bajo el marco de la locomotora de turbina de gas [36] . En el medio de las paredes de los extremos por encima de los acopladores automáticos hay intersecciones equipadas con puertas de los extremos, plataformas de transición metálicas y soufflés de globos de goma no herméticos en los lados y en la parte superior. En el lado izquierdo del espacio de intersección, si se considera el frente como la sección de tracción y fuerza, en las paredes de los extremos al nivel del piso de la locomotora hay tomas para tuberías de líquidos criogénicos y líneas de combustible gaseoso, conectadas por dos mangueras flexibles. mangueras con aislamiento térmico [42] . Un poco más abajo en ambos lados hay enchufes a través de los cuales las secciones están conectadas por cables eléctricos [7] .
El techo de la locomotora de turbina de gas GT1h del primer tipo tiene un perfil angular con una parte central horizontal y pendientes laterales inclinadas y consta de paneles modulares separados con juntas transversales sobresalientes. Parte de los paneles del techo son removibles para la posibilidad de montar y desmontar el equipamiento interno de la locomotora durante las reparaciones. En la parte delantera, el techo tiene una suave pendiente redondeada con un foco integrado y rejillas de ventilación en los laterales. Las antenas de radio están ubicadas en los techos sobre las cabinas de los conductores, las tomas de aire del sistema de aire acondicionado y ventilación de la cabina están ubicadas en las pendientes laterales. También hay rejillas de ventilación en las pendientes laterales sobre la parte trasera de la sala de equipos de la sección. En la parte horizontal del techo de la sección de fuerza de tracción hay un bloque de filtros de aire multiciclón y una rejilla del sistema de escape para los gases de escape [7] .
El cuerpo de la segunda locomotora de turbina de gasEl cuerpo de la locomotora de turbina de gas GT1h del segundo tipo es similar en el diseño del bastidor a la locomotora diesel TE8 , y en el diseño de la cabina y las paredes laterales, a la locomotora eléctrica 2ES6 [17] , pero en comparación con este último, tiene una mayor longitud, así como la forma y altura del techo. La longitud del cuerpo de cada sección es de 21 500 mm, a lo largo de las barras de protección: 20 366 mm; ancho - 3150 mm [43] [33] .
La base del cuerpo de cada sección es un marco de soporte rectangular, que tiene una estructura soldada y percibe todo tipo de cargas longitudinales y transversales. Estructuralmente, el bastidor de las secciones de la locomotora de turbina de gas se basa en el bastidor de las locomotoras diésel TEM7 y TE8 con una serie de cambios debido a la colocación de otros equipos y la instalación de un cuerpo tipo vagón en lugar de un capó. El marco consta de vigas longitudinales centrales de sección en I, desplazadas desde los bordes de la locomotora hacia las profundidades y conectadas por una plataforma de láminas de acero de 10-12 mm de espesor, barras de canal a lo largo de los bordes de la locomotora, cajas de amarre, pivote conjuntos y tabiques transversales que forman una estructura portante. Las vigas longitudinales están reforzadas en la parte superior e inferior con correas y están interconectadas en los extremos por cajas de unión soldadas a los elementos portantes del marco, en los espacios entre las cajas por particiones transversales hechas de láminas de acero con espesor, con cortes para Conductos de aire de refrigeración de motores de tracción. Las canaletas laterales se sujetan a las vigas centrales con ménsulas transversales, situadas en la parte superior del marco y, en comparación con las vigas, tienen un espesor pequeño, formando un espacio libre en el lateral de las vigas, que es parcialmente ocupado por el muelles del sistema de suspensión de carrocerías sobre los bogies. En los extremos del bastidor, se instalan acopladores automáticos SA-3 con un engranaje de tracción y un limpiador de orugas se conecta al bastidor desde el costado de la cabina. A una distancia de 10.900 mm entre sí en el centro del bastidor, se realizaron refuerzos para la instalación de bogie pins y se soldaron soportes de fundición para el sistema de suspensión al costado de los mismos. Debajo del marco de la sección de tracción y potencia, en lugar del tanque de combustible diesel utilizado en las locomotoras diesel, se suspende una caja con baterías de tracción en el centro entre los bogies, y debajo del marco de la sección de refuerzo hay una caja con ventiladores de refrigeración. para motores de tracción. Desde abajo, cuatro depósitos principales del sistema neumático están suspendidos longitudinalmente al bastidor entre los bogies y la caja central, y en el lado derecho debajo de la cabina del conductor hay un depósito del sistema neumático de freno [44] .
En la locomotora de turbina de gas GT1h del segundo tipo, se instalan cabinas modulares angulares fabricadas por NPO Gorizont (Ekaterimburgo), de diseño similar a las cabinas de las locomotoras eléctricas 2ES6 y las locomotoras diésel TE8 . El frente de la cabina tiene un perfil curvo de dos paneles planos inclinados con una curva que sobresale hacia adelante, debajo del cual hay un panel de marco frontal vertical. La parte delantera de la cabina en el área del panel inclinado inferior está equipada con un cinturón de refuerzo para reducir el grado de daño a la locomotora y lesionar a la tripulación de la locomotora con lesiones graves en caso de colisión. Soporta una carga de 290 kN (30 tf), distribuida uniformemente a lo ancho de la parte frontal [45] [23] .
La mayor parte del área del panel superior está ocupada por un parabrisas rectangular de la cabina del conductor, equipado con dos limpiaparabrisas debajo. Sobre el parabrisas, un foco LED de forma cuadrada con borde trapezoidal está integrado en el techo. En el nivel entre el enganche automático y la parte inferior del parabrisas, en la parte inferior del panel inclinado, hay un par de luces LED de parachoques horizontales de forma redonda, integradas en una carcasa rectangular ligeramente sobresaliente. Las luces traseras blancas están ubicadas en los bordes y las luces traseras rojas están más cerca del centro de la cabina, es decir, en el lado opuesto de la ubicación de las luces en el GT1h-001. Inicialmente, las luces de tope estaban cubiertas con vidrio esmerilado rectangular, como las de las locomotoras diésel TE8, pero luego fueron desmanteladas. Una placa con la designación de la serie y el número de la locomotora de turbina de gas está fijada entre las luces del tope. La cabina está equipada con pasamanos-peldaños horizontales ubicados en el centro directamente encima y debajo del parabrisas, en el medio entre la placa y la curva del parabrisas y debajo de la placa [26] [23] [45] .
Debajo del nivel del piso de la cabina hay un panel frontal de marco vertical que se estrecha suavemente y se estrecha gradualmente hacia la parte inferior. Se le adjunta un despejador de pistas desde abajo, que sirve como su continuación y también se estrecha hacia la parte inferior. El despejador de vía se utiliza para dejar caer objetos extraños desde la vía y está diseñado para una fuerza longitudinal de al menos 137 kN (14 tf) aplicada a su borde inferior. Ligeramente por encima del despejador de vías, un acoplamiento automático sobresale de debajo del panel frontal del marco, y se colocan manguitos de líneas neumáticas a los lados, en el lado izquierdo hay una palanca de liberación, y los pasos están soldados y el pista más clara a la derecha. Desde abajo, el limpiador de huellas tiene tres bordes inclinados, en cuya parte inferior se atornilla una visera vertical. La visera tiene tres filas de orificios para pernos, lo que le permite ajustar su altura por encima del nivel de las cabezas de los rieles, según el desgaste de las llantas. Es posible instalar cepillos metálicos en el limpiahuellas para limpiar la huella en la zona de paso de las cajas de engranajes de las unidades rueda-motor [44] .
A los lados de la cabina del conductor de la locomotora de turbina de gas hay dos ventanas laterales, estructuralmente similares a la locomotora eléctrica 2ES6: trapezoidales fijas y rectangulares con vidrio que avanza, frente a las cuales hay espejos retrovisores. Para ingresar a la locomotora detrás de la cabina del conductor en la parte principal del cuerpo a cada lado hay puertas de una sola hoja con una ventana de forma ovalada, que se abren girando hacia adentro, similar a las puertas de las locomotoras eléctricas de serie 2ES6. Para garantizar la posibilidad de levantar desde un terraplén o una plataforma baja, se fijan pasamanos verticales a los lados de las puertas, se atornilla un escalón al canal del marco y se fija una escalera vertical al cuerpo del carro [ 26] .
Las paredes laterales de la parte principal del cuerpo detrás de la cabina son un marco hecho de perfiles de acero laminados y doblados revestidos con chapas de acero de 3 mm de espesor. En comparación con la primera locomotora, las paredes tienen una superficie lisa, mientras que la sección de refuerzo en el área del tanque criogénico no las tiene. Las paredes de la parte principal del cuerpo de ambas secciones están equipadas con trampillas de apertura para el acceso a los equipos desde el exterior, así como rejillas de ventilación. En las paredes laterales de la sección de tracción y potencia, junto a la puerta principal, a cada lado bajo el techo, se construyen cuatro rejillas de ventilación de la sala de control. Además, al mismo nivel, las paredes de la sección se doblan con una inclinación hasta el final de la sección, formando un espacio de aire debajo de las tomas de aire del techo. En la mayor parte de la longitud de esta curva, se colocan barras colectoras eléctricas triples sobre aisladores a lo largo de ambos lados para alimentar la sección de refuerzo. En la sección de refuerzo, los lados de la parte delantera y trasera están rectos hasta el techo. No hay ventanas en todas las salas de máquinas [43] [26] .
Las paredes de intersección de los extremos de ambas secciones de la locomotora de turbina de gas y las paredes intermedias de la sección de refuerzo a lo largo de los bordes del tanque de combustible están revestidas con láminas de acero lisas. En el medio de las paredes de los extremos por encima de los acopladores automáticos hay intersecciones equipadas con puertas de los extremos, plataformas de transición metálicas y soufflés de globos de goma no herméticos en los lados y en la parte superior. Los areneros traseros están ubicados a los lados de la intersección en las paredes exteriores. En el lado izquierdo de la pared del extremo de cada sección, a un nivel ligeramente por encima del marco de la locomotora, hay nidos externos de tuberías de la línea de combustible criogénico, dirigidos hacia arriba en ángulo y conectados por una tubería especial con aislamiento térmico de una U perfil en forma de tubos inclinados flexibles, cuyo tubo central horizontal se encuentra transversalmente por encima de la intersección. En el lado derecho de los areneros hay enchufes para conexiones eléctricas interseccionales, a través de los cuales las secciones se conectan mediante cables eléctricos suspendidos bajo la transición interseccional sobre los acopladores automáticos [43] [26] .
El techo de la locomotora de turbina de gas GT1h del segundo tipo tiene un perfil angular con una parte central horizontal y pendientes laterales inclinadas y consta de paneles modulares separados con juntas transversales sobresalientes. Parte de los paneles del techo son removibles para la posibilidad de montar y desmontar el equipamiento interno de la locomotora durante las reparaciones. La parte delantera del techo sobre la cabina del conductor y el vestíbulo en ambas secciones tienen un diseño similar. Las antenas de radio están ubicadas en los techos sobre las cabinas de los conductores, las tomas de aire del sistema de aire acondicionado y ventilación de la cabina están ubicadas en las pendientes laterales y las escotillas de los areneros delanteros están ubicadas sobre los vestíbulos en la parte horizontal del techo. En la parte horizontal del techo de la sección de tracción y potencia hay un bloque de filtros de aire multiciclón y una rejilla del sistema de escape para los gases de escape, y debajo de los taludes en el área de la sala de máquinas principal en la curva del costado. paredes hay tomas de aire para la planta de energía de turbina de gas. La parte trasera del techo de ambas secciones también tiene un diseño similar y se utiliza para alojar barras de intersección de alta tensión que vienen a los lados de la sección de tracción y potencia y van debajo del techo del amplificador [43] [46] .
Cada sección de la locomotora de turbina de gas GT1h-001 se basa en tres bogies sin pivote sin mordaza de motor biaxial con suspensión de resorte de cuna de dos etapas, heredados de la locomotora eléctrica VL15 [16] [39] . Por diseño, estos bogies también están unificados con los bogies de las locomotoras eléctricas VL85 [6] . Los bogies consisten en un bastidor, un sistema de suspensión de la caja de grasa y la caja de grasa, varillas, bloques de rueda-motor y equipo de freno. El diseño del bogie medio es algo diferente del sistema de suspensión extrema de la carrocería y elementos relacionados para permitir el desplazamiento lateral del bogie al pasar curvas, y el bogie trasero de la sección difiere del bogie delantero en la presencia de un freno de mano [47 ] .
El bastidor del carro es su principal elemento portante y consta de dos vigas laterales longitudinales y tres vigas transversales de sección en cajón, una central y dos vigas de extremo, soldadas en una sola estructura de chapa de acero. Las paredes laterales del bastidor tienen una ligera subestimación en la parte central del bogie. Los soportes están soldados al bastidor para fijar las cajas de grasa, el sistema de suspensión de la carrocería, los bogies y los motores de tracción, los amortiguadores de vibraciones y el sistema de frenos, que sobresalen hacia abajo y a los lados de la carrocería del bastidor del bogie desde el exterior y el interior [47] [39] .
En la segunda etapa de suspensión, la caja se apoya sobre el bastidor de cada bogie a través de cuatro elementos elásticos, dos a cada lado, que sirven tanto para transferir la carga vertical de la caja al bogie como para permitir que la caja se desplace o se incline ligeramente. lateralmente con la creación de una fuerza contraria elástica. En los bogies exteriores sirven como soportes suspensiones de cuna, ligeramente inclinadas con respecto a la vertical hacia el centro del cuerpo. La suspensión de la cuna es una varilla con una base de cuna en la parte inferior y una arandela con resorte de apoyo en la parte superior. El cuerpo se apoya sobre la base inferior a través de los equilibradores y el mecanismo de bisagra, transfiriendo fuerza a la varilla, la cual, con la ayuda de la arandela superior, se apoya sobre el bastidor del bogie a través de un resorte situado alrededor de la parte superior de la varilla coaxialmente con ella. . Las fuerzas horizontales al mover el cuerpo lateralmente a una distancia de hasta 30 mm desde la posición central se perciben solo mediante suspensiones de cuna, de 30 a 45 mm, suspensiones junto con un resorte, después de lo cual el tope limita rígidamente el desplazamiento [39] [ 48] . Los bogies extremos también están equipados con amortiguadores de vibraciones hidráulicos de pistones telescópicos de doble efecto instalados entre ellos y el bastidor de la caja en un ángulo de 45° para reducir el efecto de la locomotora de turbina de gas en la vía en dirección vertical. En los bogies medianos, en lugar de suspensiones de cunas inclinadas, se utilizan largos soportes verticales basculantes en forma de varillas con muelles, que se apoyan sobre los bogies desde abajo y sirven de apoyo desde arriba para la caja y permiten que el carro se desplace más hacia los lados cuando curvas de paso que con suspensiones de cuna. La deflexión del resorte de la suspensión de la cuna bajo una carga estática de 68,7 kN es de 77 mm, la rigidez del resorte de la suspensión de la cuna es de 0,893 kN/mm, la rigidez del tope horizontal es de 1,8 kN/mm. La flecha del soporte del bogie medio bajo una carga estática de 63,7 kN es de 114 mm, la rigidez es de 0,559 kN/mm [39] [48] .
En la primera etapa de suspensión, el bastidor del bogie descansa a través de ocho resortes helicoidales sobre cuatro ballestas (dos resortes cada una), que están suspendidas individualmente en el centro a través de una bisagra en la parte inferior de cada una de las cuatro cajas de grasa. El resorte de hoja y los resortes amortiguan los golpes y las oscilaciones verticales de las ruedas durante el movimiento de la locomotora de turbina de gas. Cada resorte consta de diez hojas de 120 mm de ancho y 16 mm de espesor, dispuestas horizontalmente una encima de la otra en forma de alas estilizadas: las tres hojas superiores tienen la misma longitud y las siguientes se acortan en sucesión. Cada resorte tiene 2,5 espiras de trabajo y está hecho de una barra de acero con un diámetro de 42 mm. El diámetro del resorte es de 204 mm, la tasa de resorte es de 2747 N/mm, la tasa equivalente por rueda es de 1015 N/mm, la tasa de resorte de hoja es de 1246 N/mm, la deflexión estática del resorte es de 17 mm, la deflexión estática del resorte es de 68,5 mm [ 39] . Para transferir fuerzas de la caja de grasa al bastidor del bogie y mantenerlo en posición vertical, se utilizan dos correas: superior e inferior. Las correas están unidas a los soportes del bastidor a través de una bisagra, mientras que desde el lado del borde del bogie, la correa está ubicada por encima del nivel de la caja de grasa y está conectada a un soporte corto, y desde el centro del bogie está debajo del eje de la caja de grasa y está conectado a un soporte largo [47] [39] .
Las fuerzas de tracción y frenado de los bogies a la carrocería se transmiten mediante un mecanismo de tres varillas inclinadas que discurren longitudinalmente bajo la parte media de la locomotora. El mecanismo de tracción del bogie está formado por dos varillas y sirve para acercar el punto de unión del enlace inclinado con la carrocería desde debajo del centro del bogie a su borde. Una de las varillas del bogie tiene una forma compleja en forma de un triángulo afilado de lámina gruesa, al que se une una curva inclinada al final de la parte aguda. La base del triángulo se une a las ménsulas de la viga central del bogie en dos puntos de sus bordes y luego se va estrechando, descendiendo con una ligera inclinación hasta el punto de flexión situado bajo el eje del eje montado, tras lo cual se La continuación del empuje sube formando un ángulo de 45° con la horizontal, donde se conecta a otra varilla cilíndrica corta del bogie adosada a la ménsula de la viga final. En la curva del eslabón de bogie grande debajo del eje, se adjunta un eslabón cilíndrico inclinado para la conexión con el bastidor de la carrocería. Para garantizar la movilidad, las varillas están unidas entre sí y al bastidor del bogie mediante rodillos y bisagras. Desde el costado del cuerpo, la barra inclinada está unida a un dispositivo amortiguador que suaviza las sacudidas [48] .
El carro tiene dos unidades de motor de rueda. El conjunto rueda-motor está formado por un eje, dos cajas de grasa, dos ruedas, dos reductores, un motor de tracción y su sistema de suspensión. Los motores eléctricos de tracción están ubicados en el centro en el espacio entre la viga central del bogie y el eje del par de ruedas y tienen suspensión axial de apoyo, descansando rígidamente sobre el eje a través de las protuberancias de apoyo y los cojinetes axiales del motor y elásticamente - en la viga central a través de arandelas de goma y una correa de metal. Los motores se impulsan individualmente a cada eje a través de dos engranajes montados en el eje del motor a cada lado del mismo, que impulsan grandes engranajes montados en el eje del juego de ruedas al lado de las ruedas de rodadura. La relación de transmisión del tren de engranajes es 88:23 = 3,826, la distancia entre los extremos interiores de las ruedas dentadas es 1090 mm [6] . Las ruedas de rodadura tienen orificios en forma de lágrima y están equipadas con vendajes que se presionan sobre ellas cuando están calientes. El diámetro de las ruedas con neumáticos nuevos en el círculo de rodadura es de 1250 mm, la distancia entre los extremos interiores de los neumáticos es de 1440 mm, el ancho del neumático es de 140 mm, el grosor del neumático nuevo es de 90 mm [39] [47] .
El sistema de frenado del carro consta de dos cilindros de freno neumáticos fijados lateralmente en su centro a cada lado, una transmisión de palanca y las zapatas de freno accionadas por ella. El varillaje del bogie trasero, además del cilindro de freno neumático, también está equipado con un accionamiento de freno de mano. Cada rueda está equipada con dos pastillas de freno que la comprimen desde ambos lados durante el frenado. La transmisión de palanca consiste en balanceadores giratorios, barras y varillas horizontales que transfieren la fuerza del cilindro a las pastillas internas y luego a las externas. El diámetro del cilindro de freno es de 356 mm, la presión máxima en el cilindro es de 372 kPa, la potencia de instalación de la varilla es de 70 a 85 mm, el límite es de 150 mm, la fuerza de presión de las pastillas de freno de un par de ruedas es 164 kN, la presión de las pastillas de freno en el neumático es 975 kPa, relación de transmisión - 1.43 [39] [47] .
Bogies de la segunda locomotora de turbina de gasCada sección de la locomotora de turbina de gas GT1h-002 del tipo en serie se basa en dos bogies de pivote de motor sin mandíbula de cuatro ejes con suspensión de resorte de dos etapas, unificados en diseño con los bogies de locomotoras diesel de ocho ejes de la planta Lyudinovsky del TEM7 , series TEM14 y TE8 [17] . Los bogies articulados de cuatro ejes están formados por un bastidor intermedio, un sistema de suspensión de muelles de carrocería, un pivote central y dos bogies de dos ejes capaces de girar con respecto al bastidor intermedio de cuatro ejes, así como un sistema de suspensión pendular del bastidor intermedio sobre ellos. y varillas inclinadas que conectan los bogies de dos ejes con un bastidor común de cuatro ejes [49] . Cada uno de los bogies de dos ejes tiene una estructura de fundición soldada y, a su vez, consta de su propio bastidor, suspensión de muelles de caja de grasa, bloques de rueda-motor y equipo de freno. La distancia desde el centro del bogie de cuatro ejes hasta el centro de los bogies de dos ejes, así como la distancia entre ejes entre los centros de dos ejes adyacentes del bogie, es de 2100 mm [50] [51] .
El marco intermedio tiene forma de H y consta de dos vigas laterales longitudinales, horizontales en el centro e inclinadas con una disminución en la parte superior hacia abajo en los extremos, y una viga central transversal, en el centro de la cual hay un pivote central de ajuste bajo para transferir fuerzas horizontales al cuerpo. El bastidor de cada bogie de dos ejes es su principal elemento portante y se compone de dos vigas longitudinales, también con pendientes de la parte superior hacia abajo en los extremos, y tres vigas transversales de sección en cajón, una central y dos de los extremos inferiores. , soldado en una sola estructura de chapa de acero. Desde abajo, hasta las vigas de los extremos de los bogies biaxiales, se fijan barras de seguridad que sobresalen ligeramente hacia adelante. Al bastidor intermedio y a los bastidores de los bogies se sueldan ménsulas y se perforan orificios para la fijación de suspensiones pendulares, suspensión de muelles de las etapas de carrocería y caja de grasa, varillas, motores de tracción y sistema de frenos. Además, al bastidor intermedio de los bogies de locomotoras de turbinas de gas se sueldan escaleras verticales en su parte inclinada: en el bogie delantero de ambas secciones debajo de la entrada a la cabina del conductor en ambos lados y en el bogie trasero de la sección de refuerzo para grúas de servicio. durante el repostaje de GNL, hay dos escaleras a la izquierda y una a la derecha [52] [52] [ 51] .
El bastidor intermedio se apoya sobre los bastidores de los bogies de dos ejes mediante cuatro suspensiones pendulares (dos a cada lado) situadas en sus bordes y que lo atraviesan. La suspensión pendular es una barra vertical oscilante transversalmente con cabezales de apoyo superior e inferior. El bastidor intermedio común descansa sobre el cabezal inferior, y los bordes del cabezal superior descansan sobre el bastidor del bogie de dos ejes. La suspensión permite que el marco intermedio se desvíe con respecto al marco de un bogie de dos ejes con una amplitud de 40 mm en la dirección transversal en cada dirección, de la cual en la primera mitad de la amplitud la suspensión oscila libremente, y en la siguiente está cargado por resorte con un tope lateral, creando una fuerza de restauración [53] [51] .
En la segunda etapa de suspensión, la carrocería se apoya sobre el bastidor intermedio de cada uno de los bogies a través de cuatro mecanismos de apoyo de rodillos de resorte. Cada soporte incluye dos juegos de resortes, entre los cuales y el bastidor de la caja hay una placa con cojinetes de rodillos, que permite que el bogie de cuatro ejes gire con respecto a la caja en curvas. Los juegos de resortes de cada soporte se instalan en diagonal a la dirección longitudinal en la forma /\. Uno de ellos está ubicado en la profundidad cerca de la base central del marco del cuerpo cerca de un conjunto similar de otro par, y el otro está ubicado cerca del borde del marco a cierta distancia del centro. Cada juego de resortes consta de tres resortes helicoidales helicoidales con un centro común, que tienen una deflexión estática de 120 mm. Delante y detrás de cada juego de resortes externos en ángulo, se instalan amortiguadores hidráulicos de vibraciones de pistón telescópico de doble efecto, dos por juego de resortes, que sirven para reducir el efecto de la locomotora de turbina de gas en la vía en dirección vertical y conectar el rodillo placa de apoyo al bastidor del bogie [54] [55] . Para amortiguar las vibraciones horizontales entre los bogies de dos ejes y la carrocería, se instala un amortiguador de placas, formado por embragues de fricción y cuatro placas de acero situadas una encima de otra, dos de ellas anchas y de forma triangular, y una más encima. y debajo de ellos es estrecho rectangular [56] . Además, sobre los bogies de dos ejes se instalan dos cargadores adicionales neumáticos entre éstos y la carrocería, que por medio de aire comprimido aumentan la carga en la parte delantera del bogie en el sentido de la marcha, lo que mejora la adherencia de las ruedas a los rieles al arrancar la locomotora de turbina de gas, después de lo cual, cuando la velocidad alcanza los 10 km / h, el aire se bombea automáticamente [57] [51] .
En la primera etapa de suspensión, el bastidor de cada bogie de dos ejes descansa sobre los soportes de cuatro cajas de grasa a través de ocho juegos de resortes, dos para cada caja de grasa, y tiene suspensión individual para cada caja de grasa del par de ruedas. Cada una de las cuatro cajas de grasa del bogie tiene dos soportes, uno de los cuales sobresale lateralmente desde el exterior, y hacia abajo y lateralmente desde el interior. Cada soporte está soportado por un juego de resortes que consta de dos resortes cilíndricos coaxiales torcidos con un centro común. Los juegos de resortes tienen la misma longitud, pero están ubicados a diferentes alturas, mientras que los resortes en el lado del medio del bogie de dos ejes están ubicados debajo del resorte en el lado de su borde. La flecha estática de los resortes es de 56 mm y la flecha equivalente, teniendo en cuenta la rigidez de los portaejes, es de 44 mm. Para transferir las fuerzas de tracción y frenado de la caja de grasa al bastidor del bogie y mantenerlo en una posición estable, se utilizan dos correas: superior e inferior. Las correas están unidas a través de una bisagra a los soportes del bastidor del bogie que sobresalen hacia abajo, mientras que desde el lado del borde del bogie la correa se encuentra debajo del resorte colocado al mismo nivel que el soporte de soporte de este último debajo del eje del eje. y desde el centro del bogie - por encima del juego de resortes sobre el eje de la caja de grasa [58] [55 ] .
Las fuerzas de tracción y frenado de los bogies de dos ejes al bastidor de cuatro ejes se transmiten mediante un mecanismo de palanca para transferir la fuerza de tracción, ubicado entre los bogies de dos ejes debajo de la viga transversal central del bastidor intermedio del bogie de cuatro ejes. El mecanismo de tracción de cada bogie de dos ejes consta de dos brazos giratorios de dos brazos montados en las ménsulas de las vigas extremas de los bogies de dos ejes cerca de su borde, varillas inclinadas longitudinales cortas que los conectan con las ménsulas inferiores de fundición de la viga central del bastidor intermedio, y una barra elástica telescópica transversal que une los brazos giratorios por dos lados para asegurar su rotación sincrónica al pasar por curvas y reducir la carga en los bastidores del bogie. Para garantizar la movilidad, las varillas están conectadas al bastidor del bogie intermedio y las palancas mediante rodamientos de bolas, y las palancas giratorias a los bastidores de los bogies de dos ejes están conectadas con la ayuda de rodillos. Las barras cortas están ubicadas tanto en una ligera pendiente hacia arriba desde el bogie biaxial hasta el marco intermedio, como en un ligero ángulo diagonal a la dirección longitudinal: en el lado de uno de los bogies, la distancia entre las barras converge, y en el otro lado, diverge del bogie biaxial al bastidor intermedio. El eslabón transversal elástico está equipado con un resorte con una rigidez de 200 kg/mm, precargado con una fuerza de 30 kN (3 tf) y con una carrera de 16 mm en tensión y compresión [59] [51] .
El bogie de dos ejes tiene dos bloques de motor de rueda. El conjunto rueda-motor consta de un eje, dos cajas de grasa, dos ruedas, un conjunto de engranajes, un motor de tracción y su sistema de suspensión. Los motores eléctricos de tracción están ubicados en el espacio entre la viga central del bogie y están ligeramente desplazados hacia el lado derecho del juego de ruedas en relación con el borde cercano del bogie. Los motores tienen suspensión axial de apoyo, soportados rígidamente en el eje a través de orejetas de soporte y cojinetes axiales del motor, y elásticamente en la viga central de un bogie de dos ejes a través de un juego de resortes. El accionamiento de los motores se realiza individualmente en cada eje a través de las ruedas dentadas de la caja de cambios montada en el eje del motor y el eje del par de ruedas a la derecha del motor entre éste y la rueda de rodadura. Las ruedas de rodadura son sólidas y están equipadas con vendajes que se presionan sobre ellas cuando están calientes. El diámetro de las ruedas con nuevas bandas de rodadura en el rango de la banda de rodadura es de 1050 mm, la distancia entre los extremos interiores de los neumáticos es de 1440 mm [60] [61] .
El sistema de frenado de cada bogie de dos ejes consta de dos cilindros de freno neumáticos, una transmisión de palanca y las zapatas de freno accionadas por ella. En el bogie delantero de dos ejes debajo de la cabina del conductor, además del cilindro de freno neumático, la transmisión de palanca también está equipada con un freno de mano, que consta de un equilibrador y su propio sistema de conexión más cerca del centro del bogie. Cada rueda está equipada con dos pastillas de freno que la comprimen desde ambos lados durante el frenado. Los cilindros de freno están fijados al costado del bastidor del bogie de dos ejes en ambos lados en un ángulo más cercano al borde del bogie de cuatro ejes común. El varillaje consta de palancas giratorias y suspensiones y varillas en forma de varillas y arcos. Al frenar, el aire comprimido en el cilindro del freno mueve el pistón de la barra basculante, mientras comprime el resorte dentro del cilindro, lo que devuelve el pistón al estado desacoplado en ausencia de aire en el cilindro. Durante el frenado, la varilla gira la palanca extrema, que transfiere fuerza a las palancas asociadas, y estas desplazan dos varillas longitudinales arqueadas conectadas en el centro por una varilla directa, y las palancas giradas por estas varillas comprimen las pastillas de freno [62] .
La cabina del conductor está ubicada en la parte delantera de cada sección de la locomotora de turbina de gas y está diseñada para controlar una tripulación de locomotora de dos personas. El lugar de trabajo del conductor está ubicado en el lado derecho de la cabina, el asiento del asistente del conductor está en el lado izquierdo. La cabina de la primera locomotora de turbina de gas en su disposición, decoración y dispositivo de mando se unifica con la cabina de las locomotoras diésel de las familias 2TE25K y 2TE25A [9] , y la cabina de la segunda locomotora de turbina de gas se unifica con la cabina de la 2ES6 locomotoras eléctricas , a excepción de parte de los dispositivos del panel de control [23] .
Frente a la cabina hay un panel de control en tres pedestales, frente a los cuales hay sillas para el conductor y el asistente, y frente a ellos, debajo de la consola, hay paneles inclinados para sus piernas. Las sillas tienen tapicería de cuero negro suave, altura del asiento y respaldo ajustables, así como reposabrazos. En una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, los asientos están equipados con reposacabezas separados del respaldo. En la pared trasera de la cabina, en el centro, hay una puerta de entrada, a la que se adjunta un asiento plegable adicional para el conductor instructor. A los lados del mismo se encuentran armarios para ropa, almacenamiento de accesorios de señal y equipos de protección personal y colocación de algunos dispositivos [37] . En una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, en la pared trasera izquierda de la cabina, detrás del asiento del asistente del conductor [37] [63] , se construye un refrigerador para almacenar alimentos y un horno de microondas para calentarlos , en una locomotora de turbina de gas de el primer tipo, el refrigerador está integrado en el gabinete central del panel de control [63] [15] .
Las paredes y el techo de la cabina están hechos de paneles de plástico. En la primera locomotora de turbina de gas, las paredes y el techo son de color blanco lechoso, el piso es gris oscuro, el panel de control es gris [15] [63] . En la segunda locomotora de turbina de gas, la pared frontal y el techo son blancos, mientras que las otras paredes y el panel de control son una combinación de beige claro y ocre, y el piso es gris con puntos claros en una mota, como las cabinas de 2ES6 eléctrico locomotoras [63] . Los parabrisas de la cabina están equipados con limpiaparabrisas con lavaparabrisas y calefacción eléctrica incorporada. Para evitar el deslumbramiento de la tripulación de la locomotora bajo el sol, se instalan persianas parasol que descienden sobre las ventanas delanteras y laterales. El par de ventanas laterales traseras está equipado con ventilaciones deslizantes: para la primera locomotora de turbina de gas se mueven hacia abajo y para la segunda, hacia adelante. Las ventanas laterales de apertura inferior están equipadas con antepechos [63] [15] .
La cabina está equipada con un sistema de calefacción eléctrica y un sistema de calefacción, aire acondicionado y ventilación por aire con distribución del aire suministrado al parabrisas y lunas laterales ya las piernas de los tripulantes de la locomotora [64] [37] . La locomotora de turbina de gas del segundo tipo tiene adicionalmente calentadores eléctricos debajo de las ventanas laterales [37] .
La cabina está equipada con un sistema de seguridad, que incluye un dispositivo de seguridad de locomotora complejo KLUB-U en la primera o BLOCK en la segunda locomotora de turbina de gas, un sistema de control de vigilancia telemecánico para el conductor TSKBM , un sistema de videovigilancia y un sistema de alarma contra incendios [ 3] [37] .
El panel de control de una locomotora de turbina de gas del primer tipoEl panel de control de una locomotora de turbina de gas del primer tipo tiene un diseño unificado con los paneles de control de las locomotoras diésel de la familia TE25 y es una mesa colocada sobre tres pedestales: izquierdo, medio y derecho. Los gabinetes izquierdo y derecho son angostos, mientras que el del medio es ancho y sobresale más cerca de las sillas. El equipo eléctrico se coloca en los pedestales izquierdo y medio, y los elementos del sistema neumático se colocan en el derecho. En la parte frontal del pedestal central, hay un panel con máquinas eléctricas en la parte superior, y debajo de él hay un espacio para colocar un refrigerador [15] .
La parte superior de la mesa de la consola tiene un marco de metal y está revestida con paneles de plástico en el exterior, en los que se encuentran los dispositivos de monitoreo y controles. Consta de dos zonas: horizontal plana e inclinada, formada por varios paneles ubicados en ángulo entre sí. La zona horizontal contiene los principales instrumentos y botones para el control de la locomotora de turbina de gas, y la zona inclinada contiene dispositivos para monitorear el estado de sus sistemas y algunos interruptores. La parte horizontal tiene recortes de forma trapezoidal frente a los lugares de trabajo del conductor y el asistente para la posibilidad de disponer los controles en los lados muy cerca de ellos. Los paneles de la consola son lisos y no tienen rebajes, costuras ni roturas, lo que los hace más fáciles de limpiar y aumenta la comodidad de la tripulación de la locomotora [64] [15] .
En el área de trabajo del conductor, en el lado derecho, se encuentran todos los controles principales y dispositivos de monitoreo de información. En la mesa horizontal frente al conductor, a la izquierda, hay una manija del controlador para configurar la velocidad de movimiento, dos botones de retroceso "Adelante" y "Atrás" y una máscara para la tecla a la izquierda y dos botones para arrancar y parar el motor de turbina de gas delante de él. A la derecha en la mesa frente al conductor hay botones para soltar los frenos, encender el tifón y el silbato, alimentar arena y un botón rojo de frenado de emergencia. En el centro hay un área vacía con un soporte para ruta y hojas de ruta. A la derecha, sobre el pedestal derecho, en pequeños huecos, hay dos válvulas de freno neumáticas con manijas giratorias: la válvula de freno de tren principal No. 395 y la válvula de freno de locomotora auxiliar No. 215, girando en un plano horizontal. En el extremo inferior de la mesa, debajo del controlador, hay un botón de control de vigilancia del conductor y, a la derecha, debajo de la mesa, hay dos enchufes eléctricos [65] [64] .
La parte superior inclinada del panel de control frente al conductor se divide en tres paneles: dos paneles de esquina a los lados y un panel central. En el panel izquierdo hay interruptores de palanca e interruptores para los sistemas de calefacción, ventilación, lavaparabrisas e iluminación. En el panel central, a la izquierda, hay una pantalla del sistema de seguridad KLUB-U con un velocímetro incorporado, una unidad de visualización de señales de señalización de locomotoras y botones de control, y a la derecha hay una pantalla multifuncional de a bordo computadora del sistema de control y diagnóstico de la locomotora de turbina de gas. Tres manómetros del sistema neumático están ubicados horizontalmente en el panel derecho para controlar la presión de aire en los cilindros de freno, el tanque de compensación y en las líneas neumáticas de freno y presión. A la izquierda, en un panel inclinado entre los lugares de trabajo del conductor y el asistente, se instala una estación de radio [65] [64] .
En el área de trabajo del asistente del conductor en una mesa horizontal frente a él hay un monitor auxiliar del sistema de videovigilancia y una estación de radio a la izquierda, y a la derecha en el panel inclinado del control remoto hay botones para encender el tifón y un silbato, el velocímetro del sistema KLUB-U, el enchufe del casete de registro, los interruptores de palanca para encender la iluminación y la unidad de visualización de la señal de señalización de la locomotora y el lavaparabrisas. Al final de la mesa a la izquierda, como el conductor, hay un botón de control de vigilancia [65] [64] .
El panel de control de una locomotora de turbina de gas del segundo tipoEl panel de control de una locomotora de turbina de gas del segundo tipo se creó sobre la base del panel de control de las locomotoras eléctricas 2ES6, pero con un número menor de monitores y parcialmente con otros dispositivos de control, y es una mesa colocada sobre tres pedestales: izquierda , medio y derecho. En comparación con la locomotora de turbina de gas del primer tipo, los tres bolardos son estrechos y sobresalen aproximadamente la misma distancia [66] .
La parte superior de la mesa de la consola tiene un marco de metal y está revestida con paneles de plástico en el exterior, en los que se encuentran los dispositivos de monitoreo y controles. El panel de control, como el de una locomotora del primer tipo, consta de dos zonas: horizontal plana e inclinada, formada por varios paneles ubicados en ángulo entre sí. La zona horizontal contiene los principales instrumentos y botones para el control de la locomotora de turbina de gas, y la zona inclinada contiene dispositivos para monitorear el estado de los sistemas de la locomotora y algunos interruptores. Los recortes frente a los lugares de trabajo del conductor y el asistente tienen una forma arqueada suave y están equipados con bordes en los extremos, y se instalan pasamanos arqueados en sus esquinas. En comparación con el panel de control de una locomotora de turbina de gas del primer tipo, en una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, las partes del panel de control para el conductor y el asistente tienen el mismo tamaño y forma, y los paneles inclinados tienen una menor doblarse, no tener esquinas afiladas y estar cerca del arco en la forma de la estructura general. A lo largo de los bordes de los puestos de trabajo y entre ellos, en la parte inclinada de la consola, se instala un panel triangular que se expande hacia abajo, y en el medio horizontal de la consola, un panel trapezoidal que la continúa [66] .
En el área de trabajo del conductor, en el lado derecho, se encuentran todos los controles principales y dispositivos de monitoreo de información. En la parte horizontal del panel de control frente al conductor, a la izquierda está el mango del controlador para configurar la velocidad, a la izquierda está el interruptor de marcha atrás y la máscara para la llave, y a la derecha está el interruptor de recarga. . A la derecha, en la mesa frente al conductor, hay un mango compacto de una válvula de freno remota negra No. 130, girada hacia adelante y hacia atrás en un plano vertical, en cuyos lados hay botones para liberar los frenos, encender el tifón y el silbato, suministro de arena, un botón para controlar la vigilancia del conductor y un botón de frenado de emergencia. A la derecha, sobre el pedestal derecho, en una pequeña elevación, se encuentra una grúa neumática del freno de locomotora auxiliar N° 215, que gira en un plano horizontal. En el centro hay un teclado y una mesa con un soporte para cartas de porte y otros documentos [67] [66] .
En la parte superior inclinada de la consola del conductor, a la izquierda, hay un panel de control para la planta de energía, en el que se encuentran los botones de enfriamiento y desplazamiento y el interruptor de palanca de arranque / parada del motor de turbina de gas en la parte superior, y el generador El interruptor de excitación, el interruptor de palanca de encendido y apagado de los sistemas auxiliares y el interruptor de carga de la batería de tracción en ralentí están ubicados en la parte inferior. En la parte central a la izquierda se encuentra el display de la computadora de a bordo del sistema de control y diagnóstico de la locomotora de turbina de gas, a la derecha se encuentra el display del sistema de seguridad y alarma BLOCK, y entre ambos se encuentra un bloque para indicar señales de alarma de la locomotora. A la derecha hay un panel con tres manómetros neumáticos, dos de los cuales están ubicados en la parte superior y uno en el centro en la parte inferior, que sirven para controlar la presión de aire en los cilindros de freno, tanque de compensación y en la línea de freno y presión [ 66] .
En el área de trabajo del asistente del conductor en una mesa horizontal frente a él a la izquierda hay un panel de botones con interruptores de palanca e interruptores para el sistema de calefacción y ventilación de la cabina y calefacción de los espejos retrovisores, tifón y botones de silbato y un botón de control de vigilancia. En el centro hay un área vacía con un soporte para ruta y hojas de ruta. A la derecha hay una estación de radio con un auricular y varios interruptores. En el panel inclinado de la izquierda hay un panel de control de alarma contra incendios, en el centro hay una unidad de indicación de alarma de locomotora y una pantalla de computadora de a bordo multifuncional, a la derecha hay un enchufe de casete de registro [66] .
En un panel estrecho horizontal entre los lugares de trabajo del conductor y el asistente, se instala una estación de radio para el conductor, así como interruptores de palanca e interruptores para los sistemas de calefacción, lavaparabrisas e iluminación [66] .
Salas de máquinasLa mayor parte del espacio interno de las locomotoras de turbina de gas está ocupado por salas de máquinas ubicadas en la parte principal del cuerpo detrás de la cabina del conductor y divididas por tabiques en varias zonas. Las paredes interiores de las salas de máquinas de la primera locomotora de turbina de gas están pintadas de gris [68] , y las de la segunda locomotora de turbina de gas están pintadas de verde claro [37] . Los locales están equipados con lámparas de luz, sistemas de videovigilancia, sensores automáticos de extinción de incendios y control de fugas de gas y sistemas automáticos de ventilación cerca de los equipos de gas [3] [37] .
En la sección de tracción y potencia, directamente detrás de la cabina del conductor, hay un vestíbulo con puertas de entrada, detrás del cual hay una sala de hardware combinada con él. Varios dispositivos están ubicados en la pared exterior trasera de la cabina de control en el vestíbulo, incluido un dispositivo de procesamiento de información, un módulo de equipo de freno y bloques del sistema de control distribuido remoto para frenos de trenes, bloques de un complejo integrado de locomotoras seguras (BLOC) para una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, bloques de estaciones de radio, elementos de un sistema de alarma contra incendios y extinción automática de incendios. En el centro de la pared está la puerta de entrada a la cabaña. En la locomotora de turbina de gas del segundo tipo, frente a la pared de la cabina del conductor, a la izquierda, hay un cuarto de baño con un armario seco portátil, equipado con un enchufe y un calentador eléctrico [37] .
Detrás del vestíbulo en la sala de equipos hay convertidores de tracción con un sistema de enfriamiento externo, reguladores de corriente, convertidores auxiliares, un gabinete de hardware y otros equipos eléctricos, parte de los cuales se encuentran en una cámara especial de alto voltaje [15] [37] . El paso en la sala de control en locomotoras de turbina de gas de ambos tipos se organiza a lo largo del lado de estribor [4] [33] .
En la locomotora de turbina de gas del primer tipo, frente a la sala de ferretería, directamente detrás del vestíbulo en el medio y cerca del lado izquierdo, hay una cámara de alto voltaje [4] , separada por paredes translúcidas de rieles verticales y horizontales. [15] . La cámara de alta tensión tiene contactos eléctricos desnudos, por lo tanto, durante el funcionamiento de la locomotora, no se permite el ingreso de personas, por lo que la puerta de entrada a la misma está equipada con un dispositivo de bloqueo y un seccionador que desenergiza la circuitos eléctricos cuando se abre la puerta [15] . Detrás de él, en el centro cerca de la partición trasera, se encuentra el motor-ventilador principal del suministro de aire centralizado [36] en forma de bastidor cilíndrico vertical [69] .
En una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, directamente detrás del vestíbulo en el centro hay un gabinete de hardware, detrás hay una columna de freno de mano a la derecha y el motor-ventilador principal en el centro, y la cámara de alto voltaje es ubicado en la parte trasera [33] y es un gran gabinete tipo marco modular con paredes macizas [70] . Parte del equipo eléctrico también se coloca fuera de la cámara de alto voltaje en gabinetes a lo largo de las paredes [4] [33] . Debajo del techo hay dos bunkers de los areneros delanteros, cargados a través de las escotillas del techo [41] [37] (en la locomotora de turbina de gas del segundo tipo están ubicados sobre las puertas del vestíbulo [37] ) y un ventilador de extracción de polvo de los filtros multiciclón del ventilador CVS [16] [37] .
Detrás de la sala de control, detrás de un tabique con una puerta cerca del lado de estribor, se encuentra la sala de máquinas principal. En él se instalan generadores, y detrás de ellos hay una central eléctrica de turbina de gas con cámaras de aire de entrada y salida e intercambiadores de calor. En la parte trasera de la sala de máquinas, en el lado derecho, se encuentra un módulo compresor, que consta de dos compresores de tornillo colocados uno encima del otro, y en el lado izquierdo se encuentra un receptor de gas y otros equipos de tratamiento de gas [36] [ 37] . También en la parte trasera de la sala de máquinas se encuentra el equipo eléctrico del sistema de control de equipos de gas, que incluye la fuente de alimentación, el convertidor y el controlador del surtidor de gas. Bajo la parte trasera del techo se fijan desde el interior los elementos del sistema de extinción de incendios y la cremallera del sistema neumático [37] . Una locomotora de turbina de gas del primer tipo también tiene un freno de mano en la parte trasera de la sección [39] .
En la sección de refuerzo, directamente detrás de la cabina de control, hay un vestíbulo y una sala de equipos auxiliares combinados con ella [37] [4] . En la parte delantera del vestíbulo, así como en la sección de tracción y fuerza, en el medio del tabique se encuentra una puerta de entrada a la cabina de control, a la izquierda de la misma también se encuentra la locomotora de turbina de gas del segundo tipo. equipado con un aseo [37] . La sala de hardware contiene un gabinete de hardware y convertidores estáticos. Además, en la parte trasera de la sala cerca de la locomotora de turbina de gas del primer tipo, se instala en el centro el motor-ventilador principal de suministro de aire central, similar al ventilador de la sección de tracción y utilizado para enfriar los motores de tracción y equipos auxiliares [ 16] [36] . En una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, este ventilador está ausente en la sala de herrajes de la sección de refuerzo, en cambio, dos ventiladores están ubicados en una caja entre los bogies [37] . También en esta sala tiene una columna de freno de mano [37] . Debajo del techo hay dos bunkers de los areneros delanteros [41] [37] .
En la parte media de la sección de refuerzo para locomotoras de turbina de gas, en casi todo su ancho, se encuentra un tanque de combustible criogénico, basado en un dispositivo de medición de masas y separado de las partes delantera y trasera de la sección por tabiques macizos sin pasaje [ 5] [37] . Para una locomotora de turbina de gas del primer tipo, está ubicado dentro del cuerpo [5] , y para una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, está ubicado en un marco abierto [37] . A lo largo de los bordes del bastidor de una locomotora de turbina de gas del segundo tipo, en el costado del tanque de combustible, hay cajas de baterías de a bordo, bloques de filtros para el sistema de ventilación y enfriamiento de los motores de tracción, junto con conductos de aire que conducen a una caja con ventiladores [37] .
En la parte trasera de la sección de refuerzo hay una habitación final, en cuya pared final trasera en el centro hay una puerta para la transición de intersección a la sección de potencia de tracción [68] [33] . En la locomotora de turbina de gas del primer tipo, se ubican gabinetes con equipo eléctrico en el lado izquierdo de la sección, y en el lado de estribor hay una bomba criogénica en el lado del tanque y una batería de tracción en el lado del extremo. pared (antes de la conversión, en su lugar había un generador diesel con un sistema de enfriamiento, que ocupaba la mitad del ancho de la sección [ 68] [4] . El pasaje con piso de metal a lo largo de la habitación trasera de la primera locomotora de turbina de gas está desplazado hacia el lado de babor [68]. En la locomotora de turbina de gas del segundo tipo, el compartimiento trasero está dividido en dos partes: el compartimiento de la bomba criogénica y el equipo de tratamiento de gas a lo largo del lado de babor y el compartimiento del equipo eléctrico a lo largo del lado de estribor. , en el que también se aloja el sistema de extinción de incendios y el rack del sistema neumático del tramo [37] .
El sistema de combustible de las locomotoras de turbina de gas GT1 en la sección de refuerzo consta de un tanque criogénico para gas natural licuado (GNL), una bomba criogénica de pistón de alta presión y tuberías, y en la sección de potencia de tracción consta de tuberías, intercambiadores de calor, un mezclador, un receptor y un dispensador de gas. Desde la sección de refuerzo, el GNL es bombeado por una bomba a través de tuberías interseccionales flexibles especiales a la tracción y la energía [4] , donde pasa a través de intercambiadores de calor de fuel-oil y fuel-gas, calentándose y gasificándose, después de lo cual ingresa al receptor en forma de tanque con un volumen de 2 m³, que sirve para compensar la expansión del volumen del gas como resultado del calentamiento, y luego, a través de un dispensador de gas y una válvula de cierre, ingresa a las boquillas de la cámara de combustión de un motor de turbina de gas [71] [72] .
El tanque de combustible en forma de tanque criogénico está ubicado en el medio de la sección de refuerzo de la locomotora de turbina de gas y está diseñado para llenar 17 toneladas de GNL [73] en una locomotora de turbina de gas del primer tipo y 20 toneladas en una locomotora de turbina de gas . locomotora de turbina de gas del segundo tipo [20] . El gas licuado se almacena a una temperatura inferior a -161 °C con una presión de trabajo de 4,5 atmósferas, y la presión máxima admisible es de hasta 6 atmósferas [74] . Para repostar el tanque de combustible, se montan válvulas especiales y adaptadores para mangueras de llenado en el costado del mismo, que se cierran con una tapa de pared lateral removible para la locomotora de turbina de gas del primer tipo y se ubican en el lado de estribor de la sección [74] [73] , y para la locomotora de turbina de gas del segundo tipo están ubicados en el lado izquierdo de la sección en el espacio abierto hacia la parte trasera [75] .
Inicialmente, el sistema de combustible de la primera locomotora de turbina de gas tenía dos bombas centrífugas secuenciales en las secciones de refuerzo y energía de tracción y control líquido del suministro de combustible, por analogía con el sistema de combustible del avión experimental Tu-155 . En este esquema, el dispensador de combustible se instaló en la línea de líquido inmediatamente después de la bomba y el receptor de gas estaba ausente. Sin embargo, poco después del inicio de la operación de prueba en un esquema de suministro de combustible de este tipo, se reveló un retraso en el proceso de gasificación en los intercambiadores de calor, debido a que el motor funcionaba de manera inestable y, en ocasiones, se desfasaba con la tasa de suministro de combustible en términos de velocidad y potencia de giro, lo que provocaba una falta o un exceso de potencia por parte de la misma en relación con la requerida y comportaba un consumo excesivo de combustible. Este problema no se manifestó previamente en los aviones Tu-155 que operaban con plantas de energía de turbinas de gas o GNL, ya que el motor en ellos funcionaba la mayor parte del tiempo en el modo de potencia nominal y la tasa de consumo de combustible era aproximadamente la misma, mientras que en el locomotora debido a la constante aceleración y desaceleración, el motor de turbina de gas operaba en modos variables, y requería un control mucho más preciso y rápido del suministro de combustible [72] [42] .
Otras desventajas del sistema original eran la necesidad de un enfriamiento prolongado del sistema antes del lanzamiento y la aparición de una fracción sólida de dióxido de carbono y otras impurezas debido a la gran longitud de las tuberías y la necesidad de descargar parte del metano gasificado a la atmósfera. Durante el movimiento de GNL en tuberías y accesorios, se observó una disminución de la presión estática por debajo de la presión de los vapores saturados de metano, el metano se gasificó y la concentración de dióxido de carbono superó el límite de solubilidad a la temperatura actual. Como resultado, el dióxido de carbono, que tiene una temperatura de transición al estado sólido más alta que el metano al estado líquido, precipitó en forma de hielo seco tanto en los accesorios como durante el retorno del gas natural al colchón del tanque en las tuberías "frías", que condujo a múltiples fallas: cavitación de las bombas y/o formación de tapones, seguidas de calentamiento y reinicio del sistema durante una hora y media o dos [42] .
En 2010, el sistema de combustible de la primera locomotora de turbina de gas se modernizó radicalmente: en lugar de una bomba centrífuga, se instaló una bomba de pistón de alta presión ; en lugar de un dispensador de combustible líquido, se instaló un dispensador de gas directamente en frente de la turbina de gas motor; se utilizaron intersecciones para el suministro de la fracción gaseosa desde el tanque de combustible hasta el receptor de la sección de tracción, también se redujo la longitud de las tuberías y se minimizó la cantidad de equipos a enfriar. Al mismo tiempo, aparecieron dos bucles de control de suministro de combustible: en el primario, el suministro de GNL al receptor se regulaba mediante presión cambiando la velocidad de la bomba, y en el dispensador de gas secundario, el suministro de gas del receptor era regulado directamente al motor. Tal sistema hizo posible acumular metano gasificado en el receptor de un motor de turbina de gas en lugar de descargarlo a la atmósfera y excluir un aumento en la concentración de impurezas, y quitar los intercambiadores de calor del circuito de control de suministro de combustible para el motor, eliminando problemas con la velocidad del regulador y la estabilidad del sistema de suministro de gas con el modo de funcionamiento de la turbina de gas. Durante el desarrollo del nuevo sistema de combustible, se instalaron válvulas adicionales y se desarrollaron nuevos algoritmos de control para el funcionamiento automático [71] [72] [42] .
En la segunda locomotora de turbina de gas, teniendo en cuenta los resultados de la operación de la primera, se utilizó una versión similar del sistema de combustible, que tenía una serie de diferencias. Además de la ubicación abierta del tanque criogénico común y parte del equipo de gas, se introdujo un tanque criogénico intermedio entre el tanque principal y la bomba de combustible. En lugar de dos mangueras interseccionales flexibles para las fracciones de gas y líquido, se utilizó una tubería común de tres tubos flexibles, con un perfil en forma de U en el frente y en forma de /\ en el costado. La nueva tubería está equipada con varillas elásticas axiales, lo que aseguró la flexibilidad de la tubería solo debido a la flexión de cada elemento, ya que prácticamente no afecta la vida útil de las tuberías corrugadas. En este sistema, la fracción gaseosa del GNL ingresa a presión a través de la válvula y se mezcla con el líquido suministrado por la bomba, luego de lo cual, luego de pasar por la tubería de intersección, se separa ya en la sección de tracción y potencia y ingresa al receptor a través de la válvula [42] .
Ambos tipos de locomotoras de turbina de gas comenzaron a utilizar la bomba de pistón criogénica Delta N80 fabricada por la empresa suiza Fives Cryomec [20] , que tiene una capacidad máxima de 80 litros de GNL por minuto. En comparación con la bomba centrífuga, que se usó originalmente en la primera locomotora de turbina de gas, la bomba de pistón requería mucho menos tiempo para enfriarse y podía dosificar más fácilmente el suministro de combustible, pero al mismo tiempo era menos productiva. Durante el funcionamiento de las locomotoras de turbina de gas, resultó que para garantizar el funcionamiento de una turbina de gas en el modo de máxima potencia, la bomba debe funcionar en el modo de limitación, lo que conduce a su rápido desgaste. Además, se encontró que las constantes aceleraciones y vibraciones durante el funcionamiento de la locomotora afectan negativamente el funcionamiento de la bomba, que originalmente estaba destinada a funcionar en locales estacionarios y se eligió para su instalación en una locomotora de turbina de gas como una de las pocas adecuadas. opciones [76] . En este sentido, en 2016, la empresa rusa PskovTehGaz desarrolló una bomba criogénica de tres pistones ANM-XA-100.5 más eficiente y sin pretensiones, que pronto se instaló en la primera locomotora de turbina de gas para reemplazar a la suiza [77] . En funcionamiento, esta bomba resultó ser más exitosa, por lo que se comenzó a considerar su instalación en lugar de la suiza en la segunda locomotora de turbina de gas [76] .
Los intercambiadores de calor sirven para calentar y gasificar GNL y enfriar máquinas eléctricas. Durante el funcionamiento de un motor de turbina de gas, el GNL pasa primero a través de intercambiadores de calor de fuel-oil, enfriando así el aceite utilizado para enfriar la turbina de gas y el generador, y luego a través de un intercambiador de calor de fuel-gas en el tubo de escape, donde es principalmente calentado y gasificado por los gases de escape. Sin embargo, antes de arrancar el motor de turbina de gas, esta fuente de calor está ausente y no se requiere enfriamiento de aceite, por lo tanto, antes de arrancar el motor, el combustible se suministra a través de la válvula de mariposa directamente al mezclador, sin pasar por los intercambiadores de calor. Para el calentamiento primario del combustible en la mezcladora y evitando el ingreso de la fracción líquida al recibidor, se utiliza un cable flexible calefactor con una potencia de 2,7 kW, alimentado por una batería. El calentamiento del mezclador se enciende durante la preparación para el lanzamiento y se apaga después de que se enciende el motor de turbina de gas. Cuando se suministra gas a la cámara de combustión del motor, la válvula de mariposa del mezclador se cierra y todo el GNL pasa a través de los intercambiadores de calor de combustible y aceite. Hasta el final de la puesta en marcha de la turbina de gas, el metano gasificado procedente del intercambiador de calor de gas-combustible principal hacia el receptor se calienta adicionalmente en el mezclador. Entre la salida de los intercambiadores de calor de fuel-oil y la entrada al intercambiador de calor de fuel-gas, se instala una válvula K13, que evita que el aceite se congele durante el prellenado del depósito y se abre en el arranque antes de que se cargue el combustible. suministrado al motor. Inicialmente, los arranques con un intercambiador de calor de aceite de motor "congelado" hicieron que la temperatura del aceite de motor aumentara a niveles peligrosos. Este fenómeno no se observó en el intercambiador de calor de aceite del generador, ya que se bombeó aceite a través de él incluso antes del arranque [71] [72] .
La preparación para el lanzamiento comienza con la apertura de la válvula de mariposa frente al mezclador y el suministro de gas desde el cojín del tanque criogénico al receptor a través de las válvulas K8 y KCD. Simultáneamente con la apertura de la válvula K3, la bomba criogénica comienza a enfriarse. Después de igualar la presión en el tanque criogénico y el receptor (0,35 - 0,45 MPa ), K14 se abre y la bomba criogénica se lleva a la velocidad mínima. Después de alcanzar la presión en el receptor de 1,2 MPa, la bomba se detiene, K14 se cierra y se enciende el motor de arranque. Cuando el motor de arranque gira los rotores del motor, la presión en el receptor continúa aumentando debido a la gasificación del metano en el mezclador. Cinco segundos antes de que se suministre combustible a la cámara de combustión del motor, la bomba se enciende nuevamente a la velocidad mínima. Para llenar rápidamente el depósito durante un aumento en el consumo de combustible al arrancar el motor, la válvula K14 permanece cerrada. Al mismo tiempo que se enciende la bomba, K13 y K15 se abren, y la válvula de mariposa se cierra cinco segundos más tarde, cuando se suministra combustible al motor. Una vez que la presión en el receptor alcanza 1,6 MPa, K14 se abre y el regulador de presión del receptor entra en funcionamiento. El proceso de puesta en marcha desde el enfriamiento de la bomba, el llenado del receptor hasta el ingreso al modo inactivo no excede los 8 minutos [71] [72] .
Para limitar la temperatura máxima del gas de acuerdo con las condiciones de funcionamiento del dispensador de gas, se instala una válvula K15 con un estrangulador en paralelo con el intercambiador de calor de gas combustible y la válvula K13. La válvula K15 está abierta en los modos bajos, cuando la temperatura del gas detrás del intercambiador de calor de gas combustible sin derivación puede exceder los 120ºС, el máximo permitido para el dispensador de gas. Para evitar la congelación del aceite en el intercambiador de calor de fuel-oil, al arrancar, K15 se abre simultáneamente con K13. Debido a que el caudal mínimo permisible de la bomba es mayor que el caudal requerido del motor en ralentí, se realizó un bypass desde la salida de la bomba al tanque criogénico a través de la válvula K14 y un estrangulador. En los modos inactivo y bajo, K14 está abierto. Cuando el generador alcanza una potencia de 2500 kW, las válvulas K14 y K15 se cierran [71] [72] .
La presión en el receptor se mantiene cambiando la velocidad de rotación de la bomba criogénica. Para una apertura óptima del surtidor de gas, el ajuste del regulador se aumenta suavemente de 1,6 MPa en ralentí a 3 MPa en la potencia máxima. Debido a que el control de flujo tiene en cuenta el cambio de presión y temperatura del gas antes del dispensador, no existen requisitos estrictos para el regulador de presión en el receptor, como en el sistema original. Las fluctuaciones de presión en el receptor no afectan el funcionamiento del sistema de control del motor. Antes de detenerse, mientras el motor se enfría al ralentí, la bomba criogénica se lleva a su velocidad mínima. En este caso, la presión en el receptor se reduce a 0,5 - 0,8 MPa. Dicho algoritmo de apagado minimiza la cantidad de gas en el receptor cuando el motor no está funcionando. La reserva de gas en el receptor, la inercia térmica de los intercambiadores de calor y los sistemas de aceite permiten operar el motor y enfriar el aceite por un tiempo en caso de falla de la bomba criogénica. En tal situación de emergencia, la transferencia del motor al modo inactivo, su enfriamiento y apagado no van acompañados de un aumento peligroso de la temperatura del aceite en el motor de turbina de gas y el generador [71] [72] .
El motor de turbina de gas de dos ejes NK-361 con una turbina de potencia libre se utiliza como central eléctrica en la unidad de potencia del turbogenerador GTE-8.3/NK en una locomotora de turbina de gas. El motor fue creado por el Complejo Científico y Técnico de Samara que lleva el nombre de N. D. Kuznetsov sobre la base de motores turborreactores de tres ejes NK-25 y NK-32 , utilizados en aviones a reacción supersónicos Tu-22M y Tu-160 , respectivamente, pero tiene menor dimensiones y potencia [78] [ 31] .
El motor de turbina de gas se coloca en un marco especial detrás de los generadores accionados por él, ubicados en el mismo marco que él [3] [37] . Durante el funcionamiento, gira en el sentido de las agujas del reloj con respecto a la dirección desde la parte trasera de la cabina [16] . Está formado por turbocompresores de aire de baja y alta presión , una cámara de combustión y turbinas de potencia de alta y baja presión conectadas por ejes situados en el mismo eje que los turbocompresores. Los turbocompresores están ubicados en la parte delantera de la sección y las turbinas de potencia en la parte trasera. Una cámara de aire de entrada está ubicada frente al motor, desde la cual el aire atmosférico es aspirado hacia el motor a través de la voluta de entrada y forzado por las palas giratorias de los turbocompresores, que aumentan su presión a la de trabajo. En la cámara de combustión, el aire se mezcla con gas natural suministrado por boquillas, y la mezcla resultante se enciende, por lo que se calienta y expande. El gas encendido, bajo la presión generada por la expansión, hace girar las palas de las turbinas eléctricas de alta y baja presión y luego ingresa a la cámara de escape detrás del motor, donde se usa para calentar el metano líquido, luego de lo cual es expulsado a través del eje hacia el exterior a través de la rejilla del techo de la locomotora. Las turbinas de potencia transmiten torque a través de los ejes a los álabes de los turbocompresores, y la turbina de baja presión también al eje motor de los generadores eléctricos pasando por la cámara de entrada de aire [79] [80] .
El motor NK-361 tiene los siguientes parámetros principales: [2] [81] [16]
| Parámetro | Sentido |
| Potencia total (máxima), kW | 8300 - 8500 |
|---|---|
| Velocidad del eje de salida de la turbina de potencia, rpm |
3000 - 6000 |
| Eficiencia, % | 27,3 - 31,5 |
| Pérdidas de volutas de entrada y escape, mm agua. Arte. | 100 / 300 |
| Consumo total de aire, kg/s | 46,9 - 56,5 |
| Consumo total de combustible al máximo / inactivo, kg / h |
2202 / 535 |
| Consumo total de aceite, kg/h | 0.3 |
| Relación de compresión del turbocompresor | 11.58 |
| Temperatura del gas detrás de la turbina, C (K) | 593 - 884 (866 - 1127) |
| Temperatura del gas detrás de la turbina, C (K) | 394 (667) |
| Peso del motor con bastidor y volutas, kg | 11 880 |
Para convertir la energía mecánica de rotación de una turbina de gas en energía eléctrica, se utilizan generadores de alta velocidad fabricados por Elektrotyazhmash-Privod LLC (Lysva), instalados frente a la turbina y accionados por ella a través de un eje sin usar una caja de cambios. La locomotora de turbina de gas GT1h-001 utiliza el grupo electrógeno ATG-7370/600-6000 U2, que consta de dos generadores ubicados en una placa base común: una tracción GST 7370-6000-2U2 para alimentar los motores de tracción y una GSV auxiliar 600-6000-2U2 para alimentar las máquinas auxiliares y los sistemas de excitación del generador de tracción [82] [83] . En la locomotora de turbina de gas GT1h-002, se utiliza un generador de alta potencia GST-7500 / 8150-5400-2U2, que genera electricidad para alimentar tanto los equipos de tracción como los auxiliares [84] [85] [86] .
Los generadores son máquinas eléctricas trifásicas con excitación independiente a través de anillos rozantes y devanados estatóricos conectados en estrella con salida cero. Los generadores de tracción tienen dos devanados de estator desplazados entre sí 30 grados, cada uno de los cuales recibe corriente a través de su propio canal. Los devanados del estator y del anillo tienen un aislamiento de Clase F, mientras que el devanado del rotor tiene un aislamiento de Clase H. Los generadores están obligados a ventilar [83] .
Los generadores tienen los siguientes parámetros básicos: [82] [84] [83]
| Parámetro | Sentido | |||||
| GST 7370-6000-2U2 (tracción GT1h-001) |
GSV 600-6000-2U2 (auxiliar GT1h-001) |
GST 7500/8150-5400-2U2 (GT1h-002) | ||||
| cada hora | largo | largo | largo | cada hora | ||
| potencia, kWt | 7370 | 600 | 7500 | 8150 | 8150 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Tensión lineal máxima, V | 1200 | 400 | 623 | |||
| corriente, un | 2×2560 | 2×2390 | 2×720 | 2×5550 | 2×4100 | 2×5550 |
| a voltaje lineal, V | 925 | 990 | 400 | 416 | 623 | 459 |
| Factor de potencia, cos φ, p.u. | 0.9 | 0.6 | 0,92 | |||
| Velocidad nominal, rpm (Hz) | 6000 (100) | 5400 (90) | ||||
| Eficiencia, % | 96.5 | 91 | 97.0 | |||
| Corriente de excitación en modo continuo (máxima), A | 300 | 250 | 290 | |||
| Consumo de aire de refrigeración, m³ | 5.5 | 2 | ? | |||
| Carga total de aire de refrigeración, no más de, Pa | 2000 | ? | ||||
| Peso, kg | 11 050 | 3170 | 13 120 | |||
| La masa total de la unidad, kg | 17950 | |||||
Inicialmente, en la sección de refuerzo de la primera locomotora de turbina de gas GT1, antes de su conversión en GT1h, se instaló un generador diésel auxiliar SDMO V440K de fabricación francesa [87] , diseñado para maniobrar los movimientos de la locomotora y alimentar los circuitos eléctricos cuando la turbina de gas el motor está apagado, así como para accionar el motor de arranque al arrancar el motor de turbina de gas [3] . Se compone de un motor diésel de cuatro tiempos y seis cilindros en línea Volvo Penta TAD 1344 GE de producción sueca con una potencia nominal de 400 kVA (543 hp) y un generador eléctrico síncrono trifásico SDMO con una potencia de salida de 320 kW y una tensión nominal de línea de 400 V [88] . El motor está equipado con un sistema de control electrónico, un sistema de inyección directa de combustible, un turbocargador, un enfriador de aire de carga tipo aire, un sistema de enfriamiento líquido controlado termostáticamente e inyectores unitarios electrónicos individuales. El motor se pone en marcha mediante un accionamiento eléctrico [89] .
El generador diesel tiene los siguientes parámetros principales: [88] [90] [89]
| motor diesel | |
| Parámetro | Sentido |
| Potencia nominal / máxima, kVA | 400 / 440 |
|---|---|
| Velocidad nominal, rpm | 1500 |
| Diámetro del cilindro, mm | 131 |
| Carrera del pistón, mm | 158 |
| Volumen, l | 12.78 |
| Índice de compresión | 18,1:1 |
| Consumo de combustible al 75 % de carga, l/h | 63.3 |
| Volumen del depósito de combustible, l (kg) | 470 (400) |
| El volumen de aceite en el motor con filtros, l. | 36 |
| El volumen del sistema de enfriamiento con un radiador, l | 44 |
| Nivel de ruido, dB | 70 |
| Peso cargado, kg | 1325 |
| Diésel dimensiones, mm | 2279×1105×1631 |
| Generador | |
| Parámetro | Sentido |
| Potencia nominal / máxima, kW | 320 / 352 |
| Tensión fase/lineal, V | 230 / 400 |
| Frecuencia actual, Hz | cincuenta |
| Peso del motor diesel con generador, kg | 3238kg |
| Dimensiones del motor diesel con generador, mm | 3160×1340×1805 |
Después de la conversión de la primera locomotora de turbina de gas en GT1h, en lugar de un generador diesel, se le instaló una batería de tracción con un voltaje nominal de 480 V [91] .
Motor de arranque de turbinaPara arrancar el motor de turbina de gas en las locomotoras de turbina de gas GT1, se utiliza un arrancador eléctrico STE-18ST fabricado por JSC Everest-turboservice (Kazan) y JSC Elektroprivod (Kirov). Este arrancador con una potencia nominal de 65 kW fue desarrollado originalmente para motores de turbina de gas NK-16ST utilizados en unidades compresoras de gas con el fin de reemplazar los arrancadores neumáticos que utilizan gas natural comprimido para arrancar una turbina de gas y posteriormente emitirlo a la atmósfera, lo que lleva al consumo excesivo de gas y contamina el medio ambiente y en una serie de condiciones de funcionamiento (por ejemplo, en áreas peligrosas) no cumple con los requisitos de seguridad. A fines de 2006, el arrancador fue probado con éxito y posteriormente se utilizó para el motor NK-361, donde, de acuerdo con las condiciones de operación en el cuerpo de la locomotora, también se requería un arranque eléctrico [92] [93] .
La carcasa del arrancador incluye un motor eléctrico asíncrono , una caja de cambios y un embrague de levas. El arrancador funciona en modo intermitente. Para la alimentación y control del arrancador se utiliza una unidad de control BUS-18ST, que convierte la corriente alterna trifásica de tensión nominal 380V y frecuencia 50Hz en corriente de tensión regulable de 0 a 380V y frecuencia regulable de 0 a 400 Hz. La unidad de control determina la disponibilidad del arrancador para funcionar y realiza su diagnóstico durante el funcionamiento, establece los modos de funcionamiento del arrancador con la posibilidad de configurar parámetros, regula su par y envía una señal de apagado [92] [93] .
Los parámetros principales del arrancador se dan en la tabla: [92] [93]
| Parámetro | Sentido | |
| Tensión nominal, V | aporte | 380 |
|---|---|---|
| día libre | 380 | |
| señales de control | 27 | |
| Frecuencia actual, Hz | aporte | 0-380 |
| día libre | 0-400 | |
| Potencia nominal, kW | 60-65 | |
| Momento desarrollado por arranque eléctrico, N*m (kgf*m) |
nominal | 245 (25) |
| máximo | 539 (55) | |
| Corriente a par nominal, A | 120 | |
| Velocidad del eje de salida , rpm |
en modo de desplazamiento en frío | 1380 |
| en modo de arranque en caliente | 2600 | |
| Dimensiones totales, mm | inicio | 230x440 |
| unidad de control | 1500x1000x400 | |
| Peso, kg | inicio | 57 |
| unidad de control | 250 | |
Para convertir la corriente alterna trifásica del generador de tracción en corriente continua para alimentar los motores de tracción en las locomotoras de turbina de gas GT1h, se utilizan rectificadores de tracción especiales, desarrollados según proyectos individuales para cada una de las locomotoras de turbina de gas. Los motores eléctricos de tracción son alimentados por rectificadores en circuito paralelo con un voltaje regulado en magnitud, fijado por el sistema de control por microprocesador de la locomotora. Los rectificadores están ubicados en gabinetes y son puentes de diodos trifásicos [94] [95] [96] .
La locomotora de turbina de gas GT1h-001 basada en VL15 utiliza dos rectificadores de tracción fabricados por la corporación RIF, cada uno de los cuales es alimentado por uno de los dos canales del generador de tracción y convierte la corriente para seis motores eléctricos de uno de los tramos con voltaje de hasta 1200 V a través de canales individuales, proporcionando así fuerza de empuje de regulación eje por eje [16] . El rectificador se encuentra en un armario compuesto por tres compartimentos [94] . Asimismo, en la locomotora de turbina de gas GT1, antes del reemplazo del generador diesel auxiliar por una batería de tracción, se utilizó un rectificador auxiliar V-TPP-500-460M-U2 [97] para alimentar uno de los motores de tracción con un voltaje de hasta 460 V durante los movimientos de maniobra de la locomotora. Los rectificadores de este modelo también se utilizan en locomotoras diésel de maniobras y máquinas de vía y, según su diseño, son un contenedor con ventiladores incorporados [95] .
La locomotora de turbina de gas GT1h-002 está equipada con un rectificador de dos canales V-TPPD-14.5k-900-U2, que convierte la corriente para los motores de ambos tramos de la locomotora a través de un canal generador por tramo y les suministra un voltaje de hasta 900 V. Además, además de alimentar los motores de tracción, el rectificador se utiliza para la conversión preliminar de la corriente suministrada al convertidor estático auxiliar de la locomotora. Este rectificador está realizado en forma de armario y dispone de ventilación exterior forzada [96] [98] .
Principales parámetros de los rectificadores de tracción de una locomotora de turbina de gas: [94] [95] [96]
| Parámetro | Sentido | |||
| Tracción en GT1(h)-001 | Derivación en GT1-001 (V-TPP-500-460-U2) |
Tracción en GT1h-002 (V-TPPD-14.5k-900-U2) | ||
| Tensión de alimentación lineal , V (real) |
valor nominal | 1200 | 380 | 623 |
|---|---|---|---|---|
| rango de cambio | 925 - 1320 | 323 - 418 | 416 - 700 | |
| Frecuencia de alimentación, Hz | valor nominal | 100 | cincuenta | 90 |
| rango de cambio | 30-100 | 45-55 | 30-100 | |
| Voltaje de salida, V | 50-1200 | hasta 460 | hasta 900 | |
| Número de canales de salida | 6 | una | 2 | |
| Corriente rectificada de un canal, A |
valor nominal | 600 | 500 | 7250 |
| máximo con sobrecarga de 2 minutos |
1000 | 700 | 11000 | |
| Eficiencia, % | ? | 98 | 99.1 | |
| Dimensiones totales, mm | 1350×780×1350 | 815×370×532 | 1300×850×1370 | |
| Peso, kg | 835 | 110 | 1000 | |
En los bogies de la locomotora de turbina de gas GT1h-001, se instalan motores de tracción de colector CC TL-3B con excitación en serie, dos por bogie, similares a los utilizados en la locomotora eléctrica original VL15 [5] . Son un tipo más potente de motores eléctricos TL-2K que se utilizan en las locomotoras eléctricas VL10 y VL11 [6] y son intercambiables con ellos en tamaño. La potencia nominal en los ejes de estos motores en la locomotora eléctrica VL15 original a una tensión de colector de 1500 V era de 700 kW en modo continuo y de 750 kW en modo horario [6] [99] . Sin embargo, en la locomotora de turbina de gas GT1, debido a la menor potencia de la planta motriz, teniendo en cuenta las pérdidas de energía, estos motores desarrollan en un modo a largo plazo una potencia de solo 560 kW [100] [16] a un voltaje de entrada de hasta 1200 V [94] , que es el 80% del valor nominal según potencia y tensión de la locomotora eléctrica. Los motores eléctricos TL-3B tienen seis polos principales y seis adicionales y un devanado de compensación. Los devanados del motor tienen aislamiento de clase F y están clasificados para voltajes de hasta 3000 V. Los motores están obligados a ventilar [6] .
En los bogies de la locomotora de turbina de gas GT1h-002, se instalan motores eléctricos de CC de tracción colectora ED-133A con excitación secuencial en la versión climática UHL1, cuatro por bogie [101] . Estos motores son fabricados por la planta de Kharkov SE "Electrotyazhmash" [102] y sus análogos estructurales EDU-133P fabricados por "Electrotyazhmash-Privod" (Lysva) y PTFK "Planta de equipos eléctricos de transporte" (Naberezhnye Chelny) [103] , con que son intercambiables, utilizados en locomotoras diésel de línea principal de las familias 2TE116U y 2TE25K y maniobras TEM7 , TEM9 y TEM18 , donde por regla general, debido a restricciones de potencia diésel, desarrollan potencias inferiores a la nominal, a excepción de las modificaciones 2TE116UD y 3TE25K2M con motor diésel de 3100 kW de potencia. Los motores eléctricos ED-133/EDU-133 tienen cuatro polos principales y cuatro adicionales. En la versión ED-133A, utilizados en una locomotora de turbina de gas, están equipados con cojinetes lisos motor-axiales con sistema de lubricación polster. La ventilación de los motores eléctricos se realiza a la fuerza [104] .
Los motores de tracción TL-3B [105] [99] y ED-133A (y sus análogos EDU-133P) [104] [102] [103] tienen los siguientes parámetros principales:
| Parámetro | Sentido | |||
| VL15 | GT1h-001 | GT1h-002 | ||
| Tipo de motores de tracción | TL-3B | ED-133A UHL1 | ||
|---|---|---|---|---|
| Número de motores de tracción | 12 | dieciséis | ||
| Potencia de eje, kW | en modo continuo | 700 | 560 | 415.6 |
| cada hora | 750 | ? | 460 | |
| Voltaje, V | en modo continuo | 1500 | 1200 | 508 |
| a máxima velocidad | 780 | |||
| Corriente de armadura, A | en modo continuo | 500 | 890 | |
| a máxima velocidad | ? | 577 | ||
| Frecuencia de rotación, rpm | cada hora | 790 | ? | 710 |
| en modo continuo | 810 | 617 | 645 | |
| máximo | 1690 | 2320 | ||
| Eficiencia, % | en modo continuo | 93.3 | ? | 92 |
| cada hora | 93 | ? | 91.4 | |
| Dimensiones (largo × ancho × alto), mm | ? | 1268x1403,6x800 | ||
| Peso, kg | 5000 | 3100 | ||
En mayo de 2007, una locomotora de turbina de gas experimental GT1-001 fue enviada a Kolomna al territorio de VNIKTI para el ajuste inicial [63] , y luego a la planta de reparación de material rodante Smyshlyaevsky en la región de Samara para pruebas de banco bajo la supervisión de especialistas de el fabricante de motores de turbinas de gas [106] . Durante las pruebas, se encontró un funcionamiento incorrecto del sistema de control del suministro de combustible, el calentamiento de gas y los modos de funcionamiento de la turbina de gas y el generador, que en ese momento estaba muy "en bruto", como resultado de lo cual la locomotora de turbina de gas se declaró no apta para conducir. trenes [13] . En julio, se envió a Moscú al depósito de locomotoras de Likhobory, y a fines de julio y principios de agosto se demostró en la estación de tren de Rizhsky [63] , después de lo cual regresó a VNIKTI para su revisión. Los especialistas de VNIKTI crearon un nuevo complejo de hardware y reescribieron los algoritmos del sistema de control, y las nuevas pruebas de reóstato confirmaron su capacidad de servicio [13] .
En el verano de 2008, la locomotora de turbina de gas fue transportada al ferrocarril Kuibyshev , donde el 4 de julio de 2008, por primera vez, transportó un tren de carga de 3.000 toneladas en el tramo Kinel - Zhigulevskoe Sea [107] . A fines de julio, regresó a Moscú, donde nuevamente se demostró en la estación de tren Rizhsky en la exposición "La idea de los ferrocarriles rusos - 2008" [7] [108] . En agosto, fue enviado para una operación de prueba en el ferrocarril de Sverdlovsk al depósito Sverdlovsk-Sortirovochny , donde hasta octubre del mismo año condujo trenes de carga de hasta 6 mil toneladas a lo largo de la ruta Ekaterimburgo - Verkhny Ufaley [109] [110] [63] .
En noviembre de 2008, la locomotora de turbina de gas fue transportada al ferrocarril de Moscú al depósito Bekasovo-Sortirovochnoye . En diciembre, realizó viajes experimentales con trenes de carga a lo largo de la ruta Bekasovo - Vekovka y viceversa, conduciendo trenes con un peso de hasta 8.300 toneladas, y el 20 de diciembre condujo un tren con un peso de 10.000 toneladas de 116 vagones en el tramo Rybnoe - Perovo [5] [13] . A finales de año, la locomotora de turbina de gas se demostró en la estación de tren Moskovsky en San Petersburgo [7] , y a principios de 2009 se envió para probar al anillo Shcherbinsky de VNIIZhT , a través del cual el 23 de enero para la primera vez que llevó un tren de carga de 15 mil toneladas (159 vagones), que se convirtió en un récord mundial tanto para locomotoras de turbina de gas como para locomotoras autónomas con una planta de energía [4] Después de eso, a principios de 2009, realizó una serie de viajes a lo largo de la ruta Bekasovo - Vekovka [13] , y en julio del mismo año, en la sección Rybnoye - Perovo , condujo un tren de 10 mil toneladas de masa. Con base en los resultados de los viajes experimentales, se identificó la necesidad de refinar el sistema de combustible para reducir el tiempo de preparación de una locomotora de turbina de gas para la operación [4] , mejorar la confiabilidad de las bombas y garantizar el agotamiento total de las reservas de combustible, ya que luego de reducir las reservas de combustible a 3.5 - 4 toneladas, comenzaron los problemas con el suministro de combustible en la cantidad adecuada. Durante la segunda mitad de 2009 y en 2010, la locomotora de turbina de gas experimentó la modernización del sistema de combustible en VNIKTI [13] .
Desde diciembre de 2010 hasta febrero de 2011, se reanudó la operación de prueba de una locomotora de turbina de gas con trenes de carga de hasta 12 mil toneladas en la ruta Bekasovo - Vekovka , durante la cual la locomotora recorrió 5 mil kilómetros [111] . En septiembre de 2011, la locomotora de turbina de gas participó en el desfile de trenes en el anillo VNIIZhT como parte de la exposición ferroviaria internacional Expo 1520 , donde el 7 de septiembre de 2011 llevó por primera vez un tren de carga con un peso de 16 mil toneladas (170 coches), estableciendo un nuevo récord mundial entre las locomotoras autónomas con una planta de energía [112] . Posteriormente, la locomotora de turbina de gas participó en un desfile de trenes similar en el mismo anillo en septiembre de 2013, pero sin tren de mercancías. Más tarde, hasta finales de 2012, la locomotora de turbina de gas estuvo en VNIKTI y se probó en el depósito de Bekasovo-Sortirovochnoye [113] .
En diciembre de 2012, la locomotora de turbina de gas GT1h-001 mejorada llegó a Ekaterimburgo para operar permanentemente en el ferrocarril de Sverdlovsk [7] , que tiene secciones no electrificadas bastante largas con pendientes significativas. La locomotora entró en el depósito de locomotoras operativas de Egorshino y su mantenimiento se organizó en el depósito de reparación de locomotoras de Artyomovsky [113] . Se construyó una estación de distribución de gas con equipo criogénico para licuar gas natural y una estación de servicio específicamente para repostar locomotoras de turbina de gas y locomotoras diésel de gas cerca de la CHPP Novosverdlovskaya cerca de Ekaterimburgo, ubicada junto a la estación de tren Energeticheskaya [7] . Además, si es necesario, el reabastecimiento de combustible de las locomotoras de turbina de gas, como antes, podría llevarse a cabo desde camiones cisterna importados en el territorio del depósito y las estaciones [63] .
Desde principios de 2013, comenzó la operación de la locomotora de turbina de gas bajo la supervisión de especialistas de VNIKTI, quienes acompañaron todos los vuelos de la locomotora. En enero, realizó viajes de prueba con una reserva y condujo trenes de carga de peso ligero de 2,3 y 4,5 mil toneladas en la sección electrificada de Yegorshino - Alapaevsk (60 km), y en febrero, por primera vez, condujo un tren de 6,1 mil toneladas. en el Aparato - Berezit - Egorshino - Alapaevsk - Serov-Clasificación (407 km) [114] . En mayo del mismo año, la locomotora del mismo tramo llevó a cabo un tren con un aumento de masa de 9 mil toneladas [115] . En el curso de la operación controlada en 2013, GT1h-001 impulsó 28 trenes pesados con un peso de hasta 9 mil toneladas en esta sección [116] . En el futuro, la locomotora continuó impulsando trenes de forma regular en un tramo más corto de Serov-Egorshino con una longitud de 302 km [7] , y luego la locomotora de turbina de gas se cambió a una locomotora eléctrica.
Durante el funcionamiento de la locomotora, la mayor crítica fue causada por la bomba de combustible criogénica suiza, que funcionó al límite de su capacidad en términos de volumen de suministro de combustible y no cumplió con la vida útil prescrita. En mayo de 2017, la locomotora de turbina de gas se transportó temporalmente a Kolomna a VNIKTI para reemplazar la bomba suiza por una rusa mejorada y más eficiente y realizar pruebas reostáticas [63] . A principios de 2018, la locomotora volvió a funcionar con una bomba nueva [76] .
La segunda locomotora de turbina de gas construida por la planta Lyudinovsky se demostró por primera vez en septiembre de 2013 en la exposición Expo 1520 en Shcherbinka en el territorio del depósito del anillo VNIIZhT [26] , a lo largo del cual condujo la primera locomotora de turbina de gas como parte del desfile de trenes [26] . Después del ajuste en VNIKTI y las pruebas iniciales, la locomotora se envió al Ferrocarril de Sverdlovsk en mayo de 2014, junto con la locomotora de gas y diésel TEM19 [63] , y en junio llegó al depósito de Yegorshino, donde se operó la primera locomotora, y casi hasta fin de año fue probado por la reserva [117 ] .
En diciembre de 2014, la locomotora fue transportada al Ferrocarril de Moscú para pruebas de funcionamiento, y el 13 de diciembre, bajo el control de especialistas y la dirección de Russian Railways, llevó un tren de carga de 9 mil toneladas a lo largo de la ruta Rybnoe - Orekhovo-Zuyevo. [118] . Luego, la locomotora se transfirió a VNIKTI en Kolomna y en el verano de 2015 se probó en la línea Golutvin-Ozyory [63] , y en septiembre de 2015 participó en el desfile de trenes en el anillo VNIIZhT en Shcherbinka durante la próxima Expo 1520 exposición [26] .
En octubre de 2015, la locomotora de turbina de gas regresó a la carretera de Sverdlovsk en el depósito de Yegorshino para comenzar a conducir trenes de carga [119] . El 12 de noviembre, condujo un tren pesado de prueba que pesaba 9 mil toneladas en una sección corta electrificada de Yegorshino - Alapaevsk [120] , y pronto comenzó a conducir trenes de una masa similar en la ruta Yegorshino - Serov-Sortirovochny junto con el primer gas. locomotora de turbina [121] . Durante la operación de prueba, la locomotora recibió una evaluación positiva de los conductores, incluso debido a la posibilidad de comenzar cuesta arriba con un tren pesado [122] .
En marzo de 2016, la locomotora de turbina de gas se transfirió temporalmente de Sverdlovsk a la región de Tyumen [123] para pruebas preliminares en la sección más larga Surgut - Voynovka con una longitud de 699 km, y después de algún tiempo el 23 de mayo hizo una única vez viaje con un tren de mercancías de 100 vagones de 8.500 toneladas de peso para probar la posibilidad de circular en este tramo de trenes pesados sin repostar [124] . En el verano de 2016, la locomotora de turbina de gas se transportó nuevamente a VNIKTI para las pruebas de certificación [125] . A principios de 2017, recibió un certificado de cumplimiento de los requisitos de los reglamentos técnicos de la Unión Aduanera [126] y desde febrero continuó operando en el tramo Yegorshino-Serov, de 302 km de longitud, ya en forma continua [ 127] .
En el período de agosto a septiembre de 2017, la locomotora de turbina de gas GT1h-002 se suspendió temporalmente de operación para participar en la exposición Expo 1520 en Shcherbinka como exhibición estática [26] . Además, en noviembre de 2017 realizó dos viajes experimentales con trenes en la ruta Voinovka-Surgut con una longitud de 699 km [128] , y a finales de julio de 2018 se iniciaron los viajes en la continuación de esta línea por el Surgut- Ruta de Korotchaevo con una longitud de 636 km, durante los cuales una locomotora de turbina de gas impulsó un tren de 7.000 toneladas sin repostar en todo el recorrido, y luego 9.000 toneladas en un tramo más corto de Limbey-Surgut (532 km) [129] . En 2019, ambas locomotoras de turbina de gas realizaron un viaje experimental con un tren de carga a lo largo de la ruta Yegorshino-Gubakha [63] [130] .
La operación de la locomotora de turbina de gas GT1h-002 en su conjunto mostró una confiabilidad bastante alta de esta locomotora y la rentabilidad de su uso al conducir trenes pesados con regularidad, aunque ocurrieron fallas periódicas en la operación de componentes individuales de la locomotora. El mayor número de defectos y fallas en el funcionamiento se encontró en el sistema de suministro de combustible y bomba criogénica de combustible (31,2%), unidades individuales de equipos mecánicos (23%), motores de tracción (18,1%) y equipos de freno automático (8,4%). , al mismo tiempo, el funcionamiento del motor de turbina de gas no causó ninguna queja [131] . La bomba de combustible de fabricación suiza, al igual que la de la primera locomotora, trabajaba al límite y no resistía la vida útil establecida [132] , y los motores de tracción ED133 de fabricación ucraniana tenían un cortocircuito entre vueltas en los devanados [101] . Además, había fallas periódicas en el funcionamiento de los dispositivos de seguridad, las estaciones de radio, la iluminación y el sistema de control de locomotoras [133] [131] . A partir de la primavera de 2020, ambas locomotoras de turbina de gas estaban en mantenimiento: la primera estaba en mantenimiento y la segunda necesitaba reemplazar la bomba criogénica [75] .
También surgieron dificultades en la operación al repostar locomotoras de turbina de gas con gas licuado. La única planta de licuefacción de gas con un punto de repostaje de locomotoras en Novosverdlovskaya CHPP cerca de Ekaterimburgo estaba ubicada lejos de la estación Apparatnaya en vías no públicas, en las que se peaje RZD . Después de un tiempo, se eliminó por completo del sitio operativo, ya que todos los trenes de carga pesados al sur de Yegorshino comenzaron a seguir Kamensk-Uralsky con tracción eléctrica, y la línea Yegorshino-Apparatnaya, de 106 km de largo, ya no contaba con locomotoras de turbina de gas. [133] . Esto llevó al hecho de que el reabastecimiento de combustible de las locomotoras requería su transporte, lo cual era costoso en términos de tiempo y dinero. Además, debido a una disminución en el consumo de GNL de los principales consumidores en el verano, el proveedor redujo sus volúmenes de producción y no hubo suficiente para repostar las locomotoras de turbina de gas. Por estas razones, el depósito de Yegorshino tuvo que organizar el reabastecimiento de combustible de las locomotoras en el lugar desde camiones cisterna transportables entregados desde Perm, lo que también requirió la compra de equipos de reabastecimiento de combustible y la capacitación de los trabajadores del depósito [134] .
Otra dificultad fue la imposibilidad de almacenamiento a largo plazo de GNL a bordo de las locomotoras, debido a un aumento gradual de su temperatura y gasificación, y en consecuencia, un aumento de la presión. Antes de someterse a mantenimiento a largo plazo, las locomotoras de turbina de gas deben bombear completamente el combustible a otro tanque criogénico; de lo contrario, la presión del gas aumenta por encima de la norma y su exceso debe ventilarse a la atmósfera, lo que representa un peligro para el medio ambiente y conduce a pérdidas económicas. Como solución a este problema, en el depósito de Egorshino se inició el reabastecimiento de GNL entre las locomotoras de turbina de gas y la locomotora de maniobras de gas y diésel TEM19 [ 74] .
En el futuro, está previsto organizar la operación de locomotoras de turbina de gas similares en la línea Voinovka-Surgut-Korotchaevo, y en el futuro en las rutas del Ferrocarril Latitudinal del Norte Obskaya - Korotchaevo en construcción. Esto requiere la construcción de plantas de licuefacción de gas natural y estaciones de servicio para locomotoras de gas natural en las estaciones principales de esta ruta. A fines de la década de 2010, la dirección de Russian Railways no pudo llegar a un acuerdo con Gazprom sobre la construcción de estas instalaciones, lo que provocó un estancamiento en el desarrollo posterior del proyecto de locomotoras de turbina de gas [133] [131] [35 ] .
| Locomotoras de turbina de gas de la URSS y el espacio postsoviético | |
|---|---|
| * - Proyectos no realizados de locomotoras de turbina de gas | |
