Ж/д цистерны вчера и сегодня: порожняк гонят до сих пор

Идея перевозить жидкости по железной дороге впервые (середина ХIХ века) была реализована в Америке, штате Пенсильвания, когда там возник бум, связанный с разработкой нефтяных месторождений. В России изначально причина была такой же. На первом этапе ж/д резервуары покупали за рубежом: сначала везли из Америки, потом – Германии.


Возникновение необходимости в использовании цистерн в России связано с развитием добычи нефти в Баку, а также широко развернувшимся строительством перерабатывающих предприятий в городах на Волге. Получаемый керосин нужно было как-то доставлять в глубь территории: по рекам не всегда удобно, да и перевозка по ним оказывалась дорогой.

Первые цистерны в России и их конструкции

Они стали использоваться в 1863 году: сначала это были немецкие изделия. Менее, чем через десять лет, в 1872-м, отобрав наилучшие образцы, в мастерских Московской и Грязе-Царицынской ж/д стали изготавливать свои собственные цистерны.


Первые емкости на колесах выглядели примитивно, хотя и напоминали внешне современные. Раму делали из стали. Поперечины с полукруглыми вырезами, удерживающие котел от опрокидывания, изготавливали из древесины (дуба).


Емкость была клепаной, на ее «макушке» монтировался т. н. колпак – дополнительный резервуар, готовый принять в себя расширяющуюся от высокой температуры жидкость. Цистерна устанавливалась на две оси, ее длина составляла не менее пяти метров. Другие (обобщенные) характеристики:

✅ диаметр резервуара – от 1,36 до 1,5 м
✅ вместимость основной емкости – 8-11 т (позже – до 16 т)
✅ колпака – 0,3-0,4 кубометра

Жидкость наливалась через верх и, по прибытии в пункт назначения, точно так же извлекалась обратно. Казалось бы: проще обустроить внизу сливные патрубки. Но их не делали по простой причине: тогда отсутствовала надежная запорная арматура. А груз – огнеопасный, что чревато возникновением пожара.

Варианты от базовой конструкции

Для транспортировки спирта использовали особый тип цистерны в виде грузового вагона, внутрь которого помещалась емкость с жидкостью (видимо, на то были веские причины!) объемом в 13,5 кубометров. Ее налив и извлечение осуществлялись через верхнюю надстройку с люком.


Выпускали и другие типы цистерн, отличавшиеся верхом: ходовая часть оставалась неизменной. Однако, среди них выделялась конструкция, созданная, как бы сейчас сказали, для решения логистической проблемы.

Экономическая целесообразность

Всем были хороши цистерны, но у них имелся серьезный недостаток: причем, не в конструкции, а способе использования. Этот вид транспорта никогда не имел (и не имеет сегодня) обратного хода. Представьте себе, что от нефтяного месторождения в один из центральных районов России доставлена нефть. А что везти обратно? Если это сельхозпродукция (например, масло), емкость нужно идеально отмыть, а это невозможно. Вот и переправляли цистерны обратно пустыми (именно отсюда пошло выражение «гнать порожняк»).


Чтобы как-то «прикрыть» проблему, изобретатели Кубасов и Брандт предложили свое решение. Это цистерны «двойного назначения». Конструкция представляла собой «сплющенную» почти до параллелепипеда цистерну, наверху которой находилась платформа с низкими бортами. Хоть что-то в таких «вагонах» можно было привезти и обратно. Чаще всего они встречались на Ташкентской и Средне-Азиатской ж/д.


Полностью проблему, конечно, решить не удалось. Логистика стала нормальной только после строительства нефтепроводов. Например, магистраль, законченная в 1981 году, соединила Белоруссию с Западной Сибирью. Но тут же появился «минус»: железные дороги на этом направлении быстро угасли. И инфраструктура тоже.

Увеличение вместимости цистерн и иные новшества

Сначала особо долго не думали: расширяли объем колпаков над резервуарами. С появлением концу ХIХ века мощных паровозов стали строить четырехосные цистерны (в России такие используются с 1895 года). Их объем достигал 29 куб. м, что почти равнялось вместимости пары «нормальных» конструкций. В 1898-м стали строить еще более вместительные емкости, рассчитанные на 33 тонны (38 куб. м). Была и «экзотика». Во время Первой мировой войны в распоряжении России оказались трофейные цистерны от компании Ringhoffer.


Трофейная конструкция на трех осях была не особо удачной: на поворотах образовывался дисбаланс – попросту говоря, риск опрокидывания. Но существовал нюанс: изнутри резервуары лудили, т. е. покрывали оловом, что увеличивало эксплуатационный ресурс. Известно: одна из таких цистерн «дожила» до 2000-х и сегодня находится в музее.

Нобель, цистерны и логистика

Речь идет о брате знаменитого изобретателя динамита и учредителя известной премии. В то время оба родственника были еще и деловыми партнерами. Братьям принадлежал механический завод в Санкт-Петербурге. В 1870 году Нобелям удалось получить выгодный «госзаказ» на изготовление ружейных прикладов из орехового дерева. А росло оно в Азербайджане. Однако, прибыв на место, браться были поражены зарождающимся нефтяным бумом и решили вложиться в транспортировку углеводородов.


Через 10 лет в распоряжении Нобелей было 60 ж/д составов, в каждом из которых по 25 цистерн. Но дело не только в количестве: для успешной перевозки требовалась хорошая логистика. А в то время не было понятия «единая ж/д сеть». Каждая «чугунка» – сама по себе. Нередко приходилось нефть перевозить от одной станции к другой на лошадях. Братья Нобели сумели организовать ж/д сообщение таким образом, что постепенно получилась та самая единая сеть. Попутно произошла унификация цистерн. За базу взяли двухосную клепаную конструкцию, которую назвали «нормальной» (объем 15,5 кубометров).

Что сегодня

С течением времени не только увеличивалась грузоподъемность цистерн, но и совершенствовалась их конструкция. В 1950-х емкость стали делать сварной, из цельного полотнища стали: в результате получался только один шов. Объем цистерн сначала довели до 60, потом 72 кубометров. Соответственно, база удлинилась до 8 м.


На этом не остановились: в США изготавливали более крупные резервуары: Америку нужно было «догнать и перегнать». И вот в 1970-е Ждановский завод (ныне Азовмаш) в союзе с МИИТ (теперь Российский университет транспорта) разработали и произвели цистерну с восемью осями, рассчитанную на 120 т. Ее особенность – безрамная конструкция: резервуар сам играл роль несущей основы. При этом стенки цистерны имели толщину в 12 мм, наверху – пара горловин, что уменьшало время заполнения емкости и упрощало ее чистку.


Сливных устройства тоже было два, чтобы ускорить разгрузку. Гигантский резервуар применялся, в основном, для транспортировки бензина. Конструкторы гордились своей цистерной, утверждая, что из нее можно заправить 4 тысячи легковушек. Но позже проект почему-то забросили и больше цистерны в СССР не совершенствовали.


Также сегодня производят множество специальных цистерн для транспортировки химических жидкостей, газов. Чтобы стальные стенки не ржавели, используют особые покрытия или добавляют в груз ингибиторы. Еще существуют цистерны (в зависимости от характера перевозимой жидкости) с теплоизоляцией или оснащением для подогрева с соответствующим оборудованием. Сегодня в РФ производством цистерн занимается девять организаций.