Осевая формула паровоза

Осева́я фо́рмула парово́за (тип паровоза) — условное описание основных параметров экипажной части локомотива, описывающее количество, размещение и назначение осей (колёсных пар). Одна из основных характеристик, используемых при классификации паровозов.

Осевая формула — краткое цифровое или буквенно-цифровое обозначение, определяющее тип паровоза по количеству, назначению и взаимному расположению осей колёсных пар, включённых в его экипажную часть.

В классической конструкции паровоза встречаются три основных вида осей.

• Спаренные (ведущие и сцепные) оси — расположены непосредственно под котлом, механически связаны друг с другом с помощью специальных тяг — спарников — и служат для реализации тягового усилия. Присутствие их на любом паровозе обязательно. Поскольку частота вращения механически связанных колёс одинакова, диаметр их тоже должен быть одинаков. Как правило, это самые большие по диаметру колёса на паровозе. В общем случае, чем больше мощность паровоза, тем большее количество спаренных осей на нём применяется.
• Направляющие (бегунковые) оси — расположены перед спаренными осями и служат для улучшения вписывания паровоза в кривые. Конструктивно выполняются в виде одно- или двухосной тележки (по имени изобретателя нередко называемой бисселем), свободно поворачивающейся относительно главной рамы паровоза. При прохождении паровозом кривых направляющие оси отклоняются в сторону поворота и тем самым снижают вероятность схода с рельсов и уменьшают нагрузку от основных колёс на рельсы в поперечном направлении. Колёса этих осей, как правило, имеют значительно меньший диаметр, чем на спаренных осях. Чаще всего встречаются на быстроходных, пассажирских паровозах.
• Поддерживающие оси — расположены позади спаренных осей. Служат главным образом для перераспределения нагрузки на рельсы, в том числе для снижения нагрузки на ведущие оси до допустимых значений. Колёса этих осей, как правило, имеют значительно меньший диаметр, чем спаренные оси. На паровозах встречаются не всегда. Чаще всего на танк-паровозах и мощных паровозах с развитой топкой, под которой размещение сцепных колёс большого диаметра затруднительно.

В разных странах, в разные годы способы записи осевых формул существенно отличались. Наибольшее распространение получило шесть способов. Все они более подробно описаны ниже. В качестве примеров в каждом случае используется осевая формула паровоза У127, имеющего две бегунковых оси, три спаренных и ни одной поддерживающей.

В виде дроби, в которой числитель равен количеству спаренных осей, а знаменатель — общему числу осей. Например:

Этот способ не прижился, поскольку не даёт представления отдельно о числе направляющих и поддерживающих осей.

Предложен в 1906 году Ф. М. Уитом (Frederick Methvan Whyte). Осевая формула состоит из трёх цифр, первая из которых указывает число направляющих колёс, вторая — спаренных, третья — поддерживающих колёс (именно колёс, а не осей, как во всех остальных способах). Цифры разделяются между собой дефисом. Например:

Предложен в 1907 году журналом «Organ». В целом повторяет американский способ, но отличается тем, что при нём ведётся счёт осей, а не колёс, и число спаренных осей обозначается заглавными буквами (A=1, B=2, C=3 и т. д.). Цифры разделяются между собой точкой (знаком умножения). Например:

Предложен в 1923 году Союзом германских железнодорожных управлений V.D.E.V. Отличается от предыдущего тем, что все знаки записываются слитно, а в случае отсутствия осей того или иного рода цифра ноль не пишется. Например:

Число спаренных осей обозначается цифрой, одноосный бегунок обозначается буквой P (от фр. porteur — бегунок), двухосная тележка — буквой B (от фр. bogie — тележка). Все знаки записываются слитно. Например:

Из трёх цифр, первая из которых указывает число направляющих осей, вторая — спаренных, третья — поддерживающих осей. Первоначально цифры разделялись между собой точкой (интерпунктом):

Впоследствии точка была заменена дефисом:

Ни в одном из приведённых выше способов оси тендера в расчёт не принимаются, если только одна из поддерживающих осей не находится под коротким полутендером, который входит в состав танк-паровоза и не может быть отцеплен от него.

Основой для единой европейской системы записи осевых формул UIC стала германская система V.D.E.V. Главным её отличием стало введение знака «апостроф» для обозначения осей, закреплённых на отдельных поворотных тележках. Так, например, осевая формула паровоза с двухосной поворотной направляющей тележкой, тремя ведущими осями и одной жестко закреплённой поддерживающей осью в этой системе имеет вид:

Кроме того, в этой системе использовались дополнительные суффиксы, отражающие некоторые конструктивные особенности самого паровоза, а не только его экипажной части. Например:

• h — паровые машины перегретого пара (нем. Heißdampf);
• n — паровые машины насыщенного пара (нем. Naßdampf);
• цифра после h или n - число цилиндров паровой машины
• v после числа цилиндров — с паровыми компаунд-машинами (нем. Verbund);
• Turb — оснащён турбиной;
• t после числа осей — танк-паровоз.

Дальнейшее развитие паровозостроения по пути увеличения мощности локомотивов требовало применения на них всё большего количества сцепных осей. При этом рост их числа приводил к существенному увеличению длины паровоза и, как следствие, к ухудшению вписывания в кривые. В связи с этим появилась необходимость отказаться от размещения всех сцепных осей в общей жёсткой раме. Появились различные проекты паровозов, экипажная часть которых была разделена на несколько шарнирно соединённых между собой тележек. Поэтому они именовались сочленёнными паровозами: паровозы систем Ферли, Мейера, Гаррата, Маллета. Сцепные оси каждой тележки приводились в движение от отдельной паровой машины.

В зависимости от числа тележек такие паровозы именовались дуплексами (две тележки), триплексами (три тележки) и квадруплексами (четыре тележки). Для описания их экипажей потребовалось усложнить систему записи осевых формул. Осевая формула такого паровоза состоит из нескольких групп, разделённых между собой знаком «плюс». Каждая группа описывает конструкцию экипажа отдельной тележки по тем же правилам, что использовались для обычных паровозов. Группы записываются по порядку от головы паровоза к тендеру.

Так, например, осевая формула паровоза П38 (экипажная часть которого состояла из двух тележек, в первой из которых была одна направляющая и четыре сцепных оси, а во второй — четыре сцепных и две поддерживающих оси) в русской нотации имела вид:

Условные обозначения. В графе «Схема — Тип» заглавной буквой «O» обозначены движущие оси, строчной «o» — бегунковые и поддерживающие. Передняя часть паровоза — на схеме слева.

Некоторые наиболее распространённые виды осевых формул имели даже собственные названия.

Внимание. Следует иметь в виду, что приведённые в таблицах комментарии сделаны профессором Н. И. Карташовым в конце 1920-х — начале 1930-х годов применительно к паровозам широкой колеи. Для паровозов узкой колеи не всё из сказанного верно.

Условные обозначения. В графе «схема» заглавной буквой «O» обозначены сцепные оси, строчной «o» — бегунковые и поддерживающие. Голова паровоза — на схеме слева.

• Осевая формула тепловоза и электровоза
• Паровоз
• История паровоза
• Устройство паровоза

• Карташёв Н. И. Курс паровозов. — Ч. 1: Общая теория тяги поездов. — М.: ОГИЗ «Гострансиздат», 1931. — 178 с.
• Железнодорожный транспорт: энциклопедия / гл. ред. Н. С. Конарев. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — С. 559. — ISBN 5-85270-115-7.

• Осевые формулы в американской системе Уайта  (англ.).
• Осевые формулы в европейской системе UIC  (англ.).