Паровой автомобиль Loco Hauk на шасси Jeep Wrangler Unlimited

Не совсем паровоз, а Сам себе водовоз

На тепловозах, даже виртуальных дорожных, используемых в компьютерных игровых симуляторах, применяются тепловые дизельные двигатели. А вот американские инженеры и умельцы, любители паровой автомобильной техники скрестили шестиколёсный внедорожник с автоцистерной и поставили на получившийся гибрид тепловой паровой поршневой двигатель – паровую машину. Дорожный паровоз (рутьер – устар.) XXI столетия назвали «ЛокоХоук» (Loco Hauk).

Уникальный в своём роде и получивший уже мировую известность среди знатоков парового транспорта колёсный гибрид Loco Hauk, который перевозит по бездорожью воду исключительно для собственных нужд, построил Кенни Хоук с единомышленниками из штата Пенсильвания. Этот паровой шедевр почти грузовой колёсной техники, без сомнений, займёт достойное место в истории автомобилестроения, как известные по сей день классические паровые грузовики: отечественный НАМИ-012 конца 1940-х, английские «Сентинел» (Sentinel) и «Фоден» (Foden) 1930-х.

Для чего понадобился создателям странный грузовоз Loco Hauk? Просто для души! А может, у столь экзотического автопаровоза есть реально практические перспективы? Попробуем в этом разобраться.

Особенности конструкции

Само собой разумеется, что особого внимания в конструкции самоходного паровика (парового котла) Loco Hauk на колёсном шасси Jeep Wrangler Unlimited 2008 г. заслуживает паровая силовая установка и всё, что с ней связано. Здесь уместно заметить, что транспортные паровые котлы, которые генерируют водяной пар для питания главным образом тягового двигателя, могут быть двух принципиально разных конструкций, если при их рассмотрении ограничиться упомянутыми классическими паровыми грузовиками.

Котёл классического паровозного (локомобильного) типа жаротрубный горизонтальный низкого давления (около 16 бар, если говорить о котле Foden) делает автомобильное транспортное средство похожим на самый настоящий паровоз. В этом легко убедиться по внешнему виду парового грузовика Foden.

Водотрубный вертикальный паровой котёл повышенного давления (19–25 бар, если говорить о котлах Sentinel и НАМИ-012 соответственно) – это совсем другое. Его скрывают, например, под капотом, поэтому такой котёл может быть не виден. Выдаст лишь дымовая труба. Котлы данного типа являются более компактными и имеют лучшие показатели по удельной тепловой мощности на единицу массы, чем их паровозные предшественники.

Паровой котельный агрегат и бак с водой у Loco Hauk располагаются в кузове базового для переделки внедорожника. Импровизированная цистерна служит кожухом, скрывающим всё это хозяйство. Запас воды составляет около 200 л. Здесь же, под цистерноподобным кожухом, находится и топливный бак объёмом 60 л, заполненный керосином. Кстати, принципиально ничего не мешает использовать более экологически безопасное жидкое биотопливо (например, перспективнейшее биодизельное топливо из быстрорастущих водорослей), повысив тем самым чистоту процесса сгорания и дымовых газов от горелки парового котла.

Внушительная дополнительная нагрузка из котельного агрегата и бака с водой наложила отпечаток на конструкцию базового шасси: появилась третья ось и длина всего автомобиля увеличилась на 1,3 м. Однако сохранились исходные тормоза, приводные валы, дифференциал, оси и шестиступенчатая механическая коробка передач. Последняя, стоит заметить, работает теперь с одной высшей, одной низшей и одной задней передачами. На любой из них колёсное паровое чудо трогается хорошо. Пружины и амортизаторы обеспечили подъём кузова на чуть более 10 см, что потребовалось из-за установки колёс увеличенного диаметра по сравнению с базовыми.

Сам паровой котёл изготовлен с использованием двухдюймовых стальных труб (диаметр около 5 см) и оснащён керосиновой горелкой. Его произвели специально для этого автомобиля на известной уже более 150 лет своими паровыми водотрубными котлами фирме «Бабкок и Вилькокс» (Babcock & Wilcox), основанной двумя американскими изобретателями, по фамилиям которых она и получила своё название. Насосы для снабжения котельного агрегата водой и, по всей вероятности, подачи топлива в горелку запитаны от шести аккумуляторов, что послужило ещё одной причиной для установки третьей оси и удлинения кузова автомобиля. От этих же аккумуляторов подаётся питание в систему зажигания горелки.

Тяговая прямоточная паровая машина Keen Steamliner No. 2В V4 (от легкового автомобиля) с V-образным расположением четырёх цилиндров имеет мощность около 140 л.с., расположена под капотом. Её разработал и изготовил приблизительно в 1960 г. Чарльз Кин (Charles Keen) из Мэдисона, столицы штата Висконсин (США). Рабочий объём двигателя составляет всего 100 куб. дюймов (около 1,6 л). Он оснащён впускными тарельчатыми клапанами (poppet valves – англ.), работает с односторонним давлением (паровая машина простого действия) и прямоточным выпуском пара.

Паровая машина является высокооборотной или, как говорили раньше, быстроходной, и имеет картерную конструкцию, чем похожа на обычные автомобильные поршневые двигатели внутреннего сгорания, поэтому является фактически паровым мотором (паромотором). Паровая машина Кина внешне похожа на германский «двигатель с почти нулевым выхлопом» начала 2000-х для легковых автомобилей, известный как паромотор ZEE (Zero Emission Engine – англ.). Для справки: классические паровые машины, устанавливаемые на пароходах и подавляющем большинстве паровозов, были тихоходными. Частота вращения их выходного вала не превышала 300 об/мин.

Паросиловая установка позволяет автомобилю Loco Hauk развивать очень большой крутящий момент – на уровне 3390 Н∙м. Максимальная скорость движения получившегося шеститонного дорожного паровоза по асфальтовой дороге достигает аж 100 км/ч!

Кабина машиниста

Теперь несколько слов об интерьере кабины Loco Hauk. В ней водитель ощущает себя полноправным машинистом, частично погружаясь в паровозную эпоху манометров, водо- и паропроводов, вентилей и задвижек. Интересно заметить, что водительский руль в кабине Loco Hauk расположен слева. В настоящей же паровозной будке место машиниста – справа.

С одной стороны, может показаться, что бросающийся в глаза большой стрелочный манометр на торпедо внутри кабины Loco Hauk взят один в один от какого-нибудь паровоза XIX столетия (по некоторым сведениям, так оно и есть). С другой стороны, вычищенная до блеска и окрашенная оправа, чёткие надписи на «циферблате» наводят на мысль о реплике (копии), искусно выполненной по мотивам паровозного манометра.

Трубопроводы и арматура являются современными, но в паровозном стиле. Понятно, что это сделано для безопасности, ведь пар-то настоящий, обладает немалым давлением и температурой. Однако есть и сохранившиеся оригинальные паровозные детали!

У парового автомобиля Loco Hauk стильный матовый окрас чёрного цвета, а отдельные его фрагменты расписаны сусальным золотом. Это создаёт определённое внешнее сходство с американскими паровозами XIX столетия, т. е. времён Дикого Запада. Внутри кабины тоже присутствует аналогичное сочетание паровозных цветов этой эпохи.

Отдельно интересно отметить, что звуковой сигнал у парового грузовичка Loco Hauk такой, как у настоящего паровоза. Если это автомобильное транспортное средство услышать где-то в гуще городских автомобильных дорог, то можно абсолютно точно решить, что сейчас из-за поворота появится паровоз.

Пыхтит, свистит, воду возит и…

Разобравшись в некоторых конструктивных особенностях парового колёсного грузовоза Loco Hauk с ностальгическим паровозным свистком, можно заключить, что этот автомобиль имеет, в принципе, намного больший практический потенциал для применения, чем просто действующий экспонат, как его позиционируют создатели. Правда, на это можно рассчитывать при налаживании серийного производства подобной техники и предшествующей этому серьёзной проектно-конструкторской проработке.

Шасси рассмотренного автомобиля современное, а паросиловую установку сегодня реально можно спроектировать на современный манер: с использованием компьютерных технологий трёхмерного моделирования, разработки конструкторской и технологической документации, проведения расчётов и инженерного анализа с точек зрения теплотехники, гидравлики, прочности, экономической эффективности. Высококачественные стали и сплавы, термостойкие композиционные материалы, автоматика и биотопливные технологии позволят воплотить в транспортной паросиловой установке сочетание лёгкости, надёжности, простоты в повседневной эксплуатации и ремонте, экологической чистоты. Целесообразно предусмотреть и конденсатор пара (данных о его установке на Loco Hauk нет) для повышения экономичности работы паросиловой установки, как это неоднократно делалось на множестве паровых автомобилей прошлого.

Так для чего же можно на практике использовать паровой грузовоз типа Loco Hauk? Во-первых, непосредственно в качестве автоцистерны для перевозки жидкостей либо в варианте пожарной автоцистерны. Повышенная проходимость, неплохая скорость движения и высочайший крутящий момент на валу тяговой паровой машины, работающей по принципу «вращать колёса, пока дают пар», позволят быстро добраться до самых труднодоступных мест. Котельный агрегат необходимо будет, разумеется, перебазировать под капот (змеевиковый котёл, кстати, туда как раз влезет) или компактно пристроить, как это было у парового грузовика НАМИ-012, прямо за кабиной.

Во-вторых, отмеченные тягово-скоростные достоинства наводят на мысль об использовании подобного Loco Hauk колёсного транспортного средства в качестве магистрального тягача. Здесь можно проявить ещё большую фантазию, хотя для знатоков специальной автомобильной техники это является сегодня объективной реальностью, и поставить такой тягач на комбинированное автомобильно-железнодорожное шасси (в наши дни известно как локомобильное). Получится дорожно-рельсовый локомобиль с паровой тягой (не путайте с классическим паровым локомобилем XIX–XX столетий – единым силовым агрегатом в виде котла и смонтированной на нём паровой машины, установленным на прицепном колёсном шасси). К нему можно пристыковывать колёсный прицеп либо железнодорожный состав с грузовыми вагонами.

Пригодится паровой локомобильный тягач и для маневровых работ. У паровой машины в противоположность дизелю тепловоза КПД слабо изменяется при частой работе с частичной нагрузкой. Поэтому при использовании паросиловой установки в варианте с прямоточным (змеевиковым) котлом высокого давления (60–200 бар) и обязательно дающим сильно перегретый пар (порядка 450–500 °С), КПД при маневровых нагрузках может оказаться не ниже, чем у тепловоза с дизель-электрической передачей. Такой паровой тягач, как видится, будет определённо лучше, чем маневровый промышленный тепловоз с гидромеханической передачей. При необходимости, после маневровых работ на станции, нужный груз можно транспортировать на автоприцепе с помощью того же парового локомобильного тягача по автомобильным дорогам прямо к заказчику.

В-третьих, как известно, в первой половине прошлого века паровые грузовики кое-где по ночам использовались для отопления домов, а днём на них развозили товары. Сегодня паровой и весьма быстроходный грузовик в качестве передвижной самоходной котельной установки повышенной проходимости может пригодиться в районах, удалённых от сетей централизованного теплоснабжения, на строительных площадках и складах. Для водяного отопления помещений (раньше было паровое) необходимо отключить котельный агрегат от паровой машины и присоединить его к локальной тепловой сети либо к радиаторам отопления через редукционное устройство и пароводяной теплообменник. Для нагрева воды требуется пар с абсолютным давлением порядка 1,2–2 бар, поэтому вместо редукционного устройства лучше включить тяговую паровую машину и дросселировать пар с пользой, нагрузив её генератором электрического тока. Это будет похоже на микроТЭЦ – теплоэлектроцентраль электрической мощностью до 100 кВт.

Вывод и факт

Реальность будущего паровых грузовиков может показаться читателю фантастикой или даже утопией. Что-то выглядит при поверхностном рассмотрении очень теоретичным, а что-то просматривается вполне объективно. Однако жизнеспособность паровых котельных и поршневых технологий на транспорте в наши дни – это факт.