Listrik membantu menciptakan lokomotif yang sangat kuat dan cepat tanpa knalpot kaustik. Pada paruh pertama abad ke-20, merekalah yang membantu meningkatkan transportasi kargo dan penumpang, yang tidak bisa ditangani oleh lokomotif uap kuno. Sekarang lokomotif listrik telah menempati relung mereka, berbagi tanggung jawab secara organik dan jalur kereta api dengan lokomotif diesel. Bagi mereka yang tahu sedikit tentang lokomotif daripada tidak sama sekali, kami menyiapkan pos ini. Di dalamnya kita akan berbicara tentang lokomotif listrik pertama abad XIX, asal jalan berlistrik di USSR dan Jepang.
Kereta listrik pertama
Pada abad XIX, para penemu mencoba menemukan area baru aplikasi listrik. Pada tahun 1837, orang Skotlandia Robert Davidson menciptakan model kendaraan kereta listrik, dan pada tahun 1842 memperkenalkan lokomotif listrik Galvani pertama dengan sel galvanik. Galvani diuji di Skotlandia pada bagian dari rute Glasgow-Edinburgh, di mana ia melakukan perjalanan lebih dari dua kilometer dengan beban 6 ton pada kecepatan 6 km / jam. Karena daya rendah dan biayanya yang tinggi (harganya empat kali lebih mahal untuk mempertahankan baterai daripada membakar batu bara), Davidson berhenti memperbaiki penemuannya.
Pada tahun 1851, Charles Page, profesor di Smithsonian Institution, meluncurkan kereta listriknya dengan kecepatan 30 km / jam di jalan antara American Washington dan Bladesburg.
Menggambar - itu saja yang terjadi pada zaman kita dari mobil listrik Charles Page. Sumber: Wikimedia
Selama beberapa dekade, para penemu telah mengajukan gagasan untuk meningkatkan kendaraan listrik. Michael Faraday telah mengembangkan generator listrik yang memungkinkan Anda untuk terus menghasilkan arus besar (tidak seperti sel galvanik berdaya rendah dan mahal). Akibatnya, pada tahun 1879, di pameran Berlin, Werner von Siemens membangun jalur kereta api setinggi tiga ratus meter, di mana kereta penumpang lokomotif listrik dan tiga troli dengan bangku menerima arus konstan 150 V dari rel ketiga. Listrik dihasilkan oleh dinamo uap yang dipasang di paviliun terdekat. Mesin lokomotif listrik mengembangkan daya 2,2 kW (3 hp) dan mencapai kecepatan 13 km / jam. Selama pameran, selama empat bulan, komposisi mengangkut 86 ribu penumpang, yang masing-masing membayar 20 pfennig untuk tiket pergi ke amal. Pameran Berlin dan kereta Siemens dapat dianggap sebagai contoh pertama transportasi komersial dengan kereta listrik.
Munculnya kereta listrik berkecepatan tinggi membuka rel kereta api ke tempat di mana pintu masuk ke mesin uap dengan asap dan uap mereka diperintahkan - di bawah tanah. Jalur kereta bawah tanah dengan panjang 5,6 km dibuka di London pada tahun 1890, dan 16 lokomotif listrik dengan kapasitas 36,7 kW dikirimkan oleh Mather & Platt dan Siemens Bros. Itu adalah London Underground.
Pada tahun 1895, bentangan listrik sepanjang 11 km muncul di rute kereta api Baltimore-Ohio Amerika, yang sebagiannya terletak di bawah tanah di kota. Namun, lebih jauh elektrifikasi kereta api di Amerika Serikat bergerak lambat.
Kereta listrik Rusia pertama mulai dibangun antara St. Petersburg dan Krasnaya Gorka pada tahun 1913, tetapi pecahnya Perang Dunia I menghentikan proyek - bagian yang dibangun ke St. Petersburg Strelna sekarang diberikan untuk lalu lintas trem (rute No. 36). Setelah revolusi, sesuai dengan rencana elektrifikasi negara itu, konstruksi kereta api aktif untuk lokomotif listrik dimulai, yang pertama diletakkan pada tahun 1926 dari Baku ke Sabunchi. Kemudian kereta listrik mulai muncul di jalan-jalan yang datang dari Moskow.
Produksi lokomotif listrik sendiri di USSR pada waktu itu belum ada, oleh karena itu, pada tahun 1932, 8 lokomotif untuk jalan baru dibeli dari General Electric, dan hanya dua di antaranya yang dipasok dengan motor listrik, dan enam sisanya seharusnya menggunakan mesin domestik.
SI adalah salah satu lokomotif listrik impor pertama di USSR. Sumber: Wikimedia
Dua model yang lengkap disebut C10, dan enam benda kerja dan kemudian lokomotif listrik yang diproduksi lokomotif, dimana pabrik Dynamo membangun mesin 340 kW, yang tidak biasa disebut SS - Suramsky Soviet, dinamai dengan pas Suramsky, yang awalnya dibeli. Lokomotif listrik keluarga C yang dimodifikasi akhirnya dinonaktifkan hanya pada tahun 1979.
Secara formal, SS bukan lokomotif listrik Soviet, karena model yang diimpor diambil sebagai basis. Jadi lokomotif listrik domestik pertama harus dianggap VL19 tahun 1932, yang benar-benar dirancang di USSR.
VL19, lokomotif listrik buatan Soviet pertama. Sumber: Wikimedia
Tidak ada tempat untuk lokomotif listrik
Anehnya, lokomotif yang kuat dan efisien untuk kereta api listrik tidak berakar di mana-mana. Karena kebutuhan untuk pembangunan infrastruktur yang mahal, traksi listrik telah menjadi populer di negara-negara kecil, jalur bagasi dan di tempat-tempat dengan medan yang sulit. Tetapi sejarah lokomotif listrik di Amerika Serikat agak dramatis.
Amerika Serikat adalah negara pertama yang memulai kereta api elektrifikasi. Pada awal abad ke-20, pantai timur negara itu beralih ke traksi listrik - menyetrum semua cabang utama dengan sekali-sekali sangat mahal, sehingga transportasi penumpang antara negara-negara tetangga diberikan ke lokomotif listrik. Tetapi dengan mempopulerkan mesin diesel dan penemuan lokomotif diesel, lokomotif listrik mulai secara bertahap mengambil alih. Lokomotif diesel beroperasi di jalur apa pun tanpa kabel dan gardu traksi, dan dengan perjalanan yang jarang, diesel keluar lebih murah daripada listrik. Jika elektrifikasi USSR menghasilkan kelebihan listrik karena pembangunan pembangkit listrik tenaga air, di Amerika, listrik dihasilkan terutama dengan membakar batubara.
Handsome A (GE-750) meninggalkan American Railways pada awal 1980-an. Omong-omong, lokomotif listrik awalnya dirancang untuk Uni Soviet, tetapi karena Perang Dingin, itu tidak pernah sampai ke kami. Sumber: Wikimedia / Drew Jacksich
Perang Dunia Kedua secara singkat mempengaruhi preferensi pekerja kereta api - bensin dan solar, yang menjadi bahan bakar untuk peralatan militer, dikirim ke kebutuhan tentara, sehingga lokomotif listrik kembali menjadi jenis lokomotif yang lebih menguntungkan. Elektrifikasi kereta api berlanjut hingga awal 1950-an, dan lebih tepatnya, sampai pemulihan ekonomi pasca-perang. Pesawat terbang, konstruksi aktif jalan aspal dan motorisasi negara melambat tidak hanya elektrifikasi, tetapi juga pengembangan transportasi kereta api pada prinsipnya. Pada abad ke-21, hanya 220.000 yang tersisa dari 409 ribu kilometer trek, dan 80% di antaranya tidak memiliki komunikasi penumpang. Kenyataannya keras: pesawat terbang dan truk berjalan lebih cepat dan lebih murah.
Sekarang di Amerika Serikat, kereta api listrik hanya ditemukan di jalur pinggiran kota dan beberapa cabang antara negara bagian timur, dan lokomotif diesel bergerak di sepanjang rel yang tersisa, yang belum dibongkar.
Cara Jepang khusus
Di Jepang, kereta api telah menjadi bentuk utama dari transportasi penumpang, secara harfiah meresap dalam DNA nasional. Tidak ada negara lain di dunia yang kereta api mengangkut penumpang sebanyak mereka di Jepang. Jika di Rusia kereta api membawa sekitar 1,15 miliar penumpang per tahun (tidak termasuk metro), maka di Jepang, dengan jaringan yang tiga kali lebih pendek, lebih dari 9 miliar, dan ini dengan populasi negara itu 122 juta! Dan di Cina yang sangat besar (1,386 miliar penduduk) dan India (1,399 miliar orang), kereta masing-masing mengangkut 3 miliar dan 8,26 miliar penumpang per tahun.
Kereta api Jepang memiliki keunikan karena negara tersebut menggunakan empat jenis pengukur sekaligus, yang paling populer di antaranya adalah pengukur Tanjung sempit selebar 1067 mm (22.300 km, 13.200 km beraliran listrik). Ukuran Eropa (1435 mm) memiliki 3978 km lintasan, ukuran Skotlandia yang langka (1372 mm) - 96 km dan akhirnya 48 km dari ukuran sempit (762 mm). Sebagai perbandingan, track gauge di Rusia adalah 1520 mm.
Bagian jalan menuju Sakhalin, tempat Tanjung mengalir ke Rusia. Sumber: Wikimedia
Jalur kereta api pertama dibuka di Jepang pada tahun 1872, mulai saat ini jalur Cape Gauge dibangun di negara tersebut. Sekarang tidak ada pendapat tegas mengapa Jepang mengambil ukuran sempit sebagai dasar jalannya. Dipercayai bahwa ini adalah kehendak pejabat yang teliti yang lebih menyukai kebiasaan Cape hanya karena murahnya konstruksinya dan efektivitas biaya kereta yang sesuai. Selanjutnya, fitur ini berubah menjadi masalah untuk pengembangan transportasi kereta api berkecepatan tinggi, yang memunculkan munculnya kebiasaan Eropa alternatif.
Pengalaman sukses pertama Jepang dengan ukuran Eropa terjadi pada tahun 1934, ketika kereta Asia-Express diluncurkan antara kota Dalian dan Changchun di Manchuria selatan, yang berkembang pada saat itu dengan kecepatan 130 km / jam, yang sangat besar pada waktu itu. Berkat ukuran lebar, Asia Express memiliki gerbong ber-AC yang luas dan nyaman dengan platform penglihatan.
Lokomotif dari Asia-Express yang sama sekarang dapat dilihat di Museum Kereta Api Shenyang. Sumber: Wikimedia / Arnie97
Sesaat sebelum perang, pihak berwenang Jepang, melihat prospek ekonomi ukuran Eropa, sedang mempersiapkan proyek terowongan kereta api ke Semenanjung Korea, tetapi pada tahun 1943 mereka harus meninggalkan ide itu, serta Asia Express.
Setelah perang, Jepang terus memperluas jaringan pengukur sempit yang ada, tetapi pengukur Eropa tidak dilupakan. Pertumbuhan ekonomi membutuhkan pembangunan jalur berkecepatan tinggi, tetapi jalur lintasan Cape yang ada tidak diadaptasi untuk bergerak dengan kecepatan lebih cepat dari 110 km / jam. Maka lahirlah proyek Shinkansen, yang intinya adalah pembangunan jalur baru untuk kereta penumpang berkecepatan tinggi yang menghubungkan kota-kota terbesar di seluruh negeri. Itu didasarkan pada trek Eropa.
Pembukaan Shinkansen memunculkan lalu lintas penumpang berkecepatan tinggi di Jepang. Dalam foto adalah komposisi Shinkansen Seri 0. Sumber: KYODO
Pada tahun 1964, Shinkansen secara resmi diluncurkan, leg pertama yang menghubungkan Osaka dan Tokyo. Kereta listrik Shinkansen Seri 0 bekerja pada arus bolak-balik 25 kV, 60 Hz, berkekuatan 15877 kW dan melaju hingga 210 km / jam. Sejak itu, jaringan rute Shinkansen telah membentang dari paling selatan negara itu ke pulau utara Hokkaido - 3989 km yang sama disebutkan sebelumnya. Kereta listrik modern Shinkansen melaju dengan kecepatan hingga 260 km / jam untuk alasan keamanan.
Yang mengejutkan, ke puncak rekor jumlah lalu lintas penumpang, perkeretaapian Jepang menyumbang bagian kargo yang sangat kecil - sekitar 1% dari lalu lintas di seluruh negeri. Namun, yang tidak mempengaruhi perkembangan industri lokomotif. Beberapa perusahaan besar Jepang, termasuk Toshiba, menghasilkan lokomotif listrik yang sangat menarik dan ekonomis, yang sebagian besar diekspor. Misalnya, kereta api industri di Afrika Selatan beroperasi pada lokomotif listrik Toshiba, dan mereka juga dikirim ke China, India, Turki, dan Selandia Baru.
Kontribusi Toshiba
Pada tahun 1926, lokomotif listrik Shibaura pertama melihat cahaya. Itu adalah model baterai AB10, ditugaskan oleh Arsenal Tentara Jepang. Shibaura dihadapkan pada tugas mengembangkan lokomotif yang tidak menghasilkan bunga api. Depot amunisi atau pabrik kimia bukanlah tempat terbaik untuk memicu dengan pantograf atau kotak api. Pada tahun 1931, AB10 dibangun kembali untuk penggunaan luas, mengganti baterai dengan pantograf untuk daya dari jaringan kontak, dan memberikan indeks EB10.
Ngomong-ngomong, kereta api Jepang kembali lagi ke gagasan tentang lokomotif baterai di abad ke-21. Toshiba telah menciptakan hibrida Jepang pertama dari lokomotif diesel dan lokomotif listrik yang ditenagai oleh baterai lithium-ion Type HD300. Hibrida memenuhi persyaratan ekonomi dan ramah lingkungan: selama operasi, Tipe HD300 beroperasi dengan mesin diesel yang juga mengisi ulang baterai. Tetapi di kota atau saat bermanuver, hibrida beralih ke tenaga listrik otonom, yang sepenuhnya tidak termasuk knalpot diesel. Benar, kekuatan Type HD300 sangat sederhana - hanya 500 kW.
Jenis HD300 - lokomotif listrik / diesel hibrida Jepang pertama. Torsi tidak terlalu tinggi, tetapi fleksibel dan ramah lingkungan. Sumber: Toshiba
Tetapi Class EH800, lokomotif listrik Jepang paling kuat, memiliki 4000 kW.
Toshiba Type EH800 adalah lokomotif listrik Jepang paling kuat hingga saat ini - 4.000 kW daya bersih. Sumber: Toshiba
Toshiba tidak hanya mengumpulkan lokomotif listrik, tetapi juga secara konstan mengerjakan inovasi. Sekarang lokomotif perusahaan menggunakan motor sinkron hermetis dengan magnet permanen, yang sunyi dan memiliki sumber daya yang tinggi karena perlindungan dari debu dan kotoran, yang mau tidak mau menetap di dalam mesin berpendingin udara tanpa tekanan. Menurut hasil penelitian Rusia, mesin seperti itu ekonomis dan efisien.
Motor sinkron magnet permanen Toshiba membuat kereta listrik tenang, tahan lama, dan ekonomis. Sumber: Toshiba
Yang paling ...
- Apa lokomotif paling kuat di dunia? Di antara model satu bagian, HXD3B Cina dianggap seperti itu, beratnya 150 ton dan mengeluarkan 9600 kW. Tetapi di antara lokomotif listrik multi-bagian, Rusia 4ES5K, yang terdiri dari empat bagian, sepatutnya menempati alas. Daya 3.120 kW-nya secara formal hanya melampaui 3ES10S (13.200 kW), yang, bagaimanapun, tidak dapat dianggap sebagai produk tunggal.
Rusia 4ES5K adalah lokomotif listrik paling kuat, yang merupakan produk tunggal. Sumber: Wikimedia / Xenotron
- Kereta tercepat hingga saat ini adalah bantal magnetik Seri L0 Jepang (MagLev), yang pada tahun 2015 dipercepat hingga 603 km / jam. Tetapi jika kita berbicara tentang kereta api tradisional, penumpang Perancis TGV V150 memegang rekor 574 km / jam.
Seri L0 Jepang adalah kereta tercepat di dunia. Sumber: Wikimedia / Maryland GovPics
- Di antara kereta dengan lokomotif listrik, kereta api terpanjang ternyata 1733 m setelah perjalanan amal di Belgia.Tapi kereta terpanjang pada prinsipnya berubah menjadi kapal kontainer Kanada dengan lokomotif diesel. Panjangnya adalah 4,2 km yang luar biasa.
Sebagai bagian dari kereta api terpanjang di dunia - dari lokomotif diesel pertama hingga mobil terakhir, kereta ini membentang sejauh 4.2 km