В годы войны возросли дальность и неравномерность перевозок, концентрация вагонопотоков на решающих направлениях, связывающих фронт с тылом, изменилась структура грузопотока. Повысились требования к использованию пропускной способности участков и станций. Существенно изменилась технология работы станций и узлов. Уже в 1941 году академик В. Н. Образцов, профессора В. А. Сокович, И. И. Васильев и другие обосновали приемы наращивания мощностей линий, эффективного использования двухпутных участков, дали рекомендации по изменению функций сортировочных и участковых станций по расформированию и формированию поездов, подборке групп вагонов по назначениям, техническому осмотру составов, смене и снабжению паровозов, усилению использования пассажирских, специализированных пу гей и тупиков.
Молодой ученый, а впоследствии член-корреспондент Академии наук СССР Герой Социалистического Труда А. П. Петров в годы войны развил теорию плана формирования поездов и предложил метод нахождения оптимального варианта. Разработанный под его руководством план формирования создавал условия для быстрейшего продвижения поездов, особенно воинских, и нормальной работы узлов.
Уменьшению простоя вагонов под накоплением и совершенствованию плана формирования поездов посвящены также работы К. А. Бернгарда и А. И. Платонова. М. Л. Забелло исследовала эффективность параллельных весовых норм, разработала план организации кольцевых маршрутов на дорогах Урала и Сибири.
Для повышения пропускной способности однопутных линий важное значение имело предложение Б. М. Максимовича, B. В. Повороженко и И. Б. Сотникова о переносе жезловых аппаратов в помещение стрелочного поста со стороны ограничивающего перегона, что позволяло уменьшить на 4–5 минут станционный интервал скрещения поездов. Немалый эффект давало применение вынесенных в горловины станций постов в условиях двухпутных вставок на отдельных перегонах.
Увеличению пропускной способности и облегчению условий работы станций и узлов, испытывавших затруднения, способствовала реализация предложений ученых о пропуске транзитных поездов по обходам, сокращении интервалов скрещения поездов на станциях, применении скользящей специализации сортировочных путей, изменении условий роспуска вагонов с горок. Широкому внедрению этих предложений помогла разработка теории и обобщение передового опыта регулирования движением поездов и интенсификации работы станций.
Локомотивный парк в годы войны был предметом особого внимания ученых транспорта. Большой вклад в совершенствование конструкций и повышение экономичности паровозов внес действительный член Академии наук СССР заслуженный деятель науки и техники РСФСР лауреат Государственной премии C. П. Сыромятников. В июне 1942 года по заданию НКПС научные работники Московского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта под руководством С. П. Сыромятникова и доцента В. В. Деева совместно со специалистами депо Рубцовка Томской дороги модернизировали два паровоза серии Эм и испытали их на южных участках дороги. Результаты испытаний показали, что такой паровоз развивает мощность, на 20 процентов большую, чем серийный, а расход топлива снижает на 20–30 процентов, обеспечивает высокую экономичность в широком диапазоне поездных форсировок. Эту работу провели в самое тяжелое время, когда вопрос с топливом стоял очень остро.
В 1943 году С. П. Сыромятников и А. М. Бабичков предложили методику дифференцирования норм расхода топлива на паровозах с учетом профиля пути и веса поезда. Вместе с другими научными сотрудниками С. П. Сыромятников выполнил чрезвычайно актуальную для военного времени работу по переводу паровозов на дровяное отопление. Он обобщил методы рационального отопления паровоза низкосортным местным топливом и лучшего использования топлива. Важной является выполненная С. П. Сыромятниковым фундаментальная работа по расчету теплового процесса паровоза, а также по методу определения основных размеров и тягово-теплотехнических характеристик новых паровозов.
Академик Т. С. Хачатуров
Академик С. П. Сыромятников
Ценные рекомендации по модернизации паровозов дал профессор И. И. Николаев, впоследствии член-корреспондент Академии наук СССР. Он создал теорию динамического расчета паровозов. Много труда в применение теории подобия к тепловым расчетам паровозов вложил профессор П. К. Конаков, работавший под руководством академика М. В. Кирпичева.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта В. В. Черников, Л. И. Лансберг, Т. Н. Хохлов и другие интенсивно грудились над завершением безогневой заправки паровозов и ее практическим внедрением. Крупное техническое новшество позволяло вместо обычной огневой растопки, требующей длительного времени и значительного количества топлива, приводить паровоз в работоспособное состояние путем заправки паром от стационарной установки. Время на заправку паровозов серии ФД сокращалось на 3 часа и менее, мощных паровозов - на 1,5–2 часа. При этом экономия на каждом паровозе составляла около 300 килограммов условного топлива. Безогневая заправка исключала потребность в дровах, что имело большое значение для депо, расположенных в степной полосе. Кроме того, как показали исследования, безогневая заправка намного снижала воздействие на элементы котла (швы, связи), что позволяло сократить объем тяжелого и дорогостоящего котельного ремонта.
Для обеспечения надежной работы паровозного парка ученый, в прошлом участник штурма Зимнего дворца, С. Г. Веденкин вместе со специалистами прифронтовых дорог наладил обработку жестких и коррозионно-активных вод и составил в зависимости от местных условий «рецепты» обработки вод для каждого депо.
Научные сотрудники Д. Ф. Теренин и Г. Н. Жадейко успешно решили проблему увеличения производительности действующих водокачек, имеющих вертикальные паровые котлы системы Шухова. Они предложили применять в топках принудительное дутье (путем использования отработавшего пара в конусе) и простые средства перегрева пара, что позволило намного увеличить паросъем, а следовательно, и производительность насосов даже при использовании низкокалорийного топлива. Это было важно не только для прифронтовых дорог, где в результате выхода из строя многих водокачек набор воды паровозами был сконцентрирован в уцелевших пунктах, но и для тыловых дорог при увеличении размеров движения. Первая опытная установка, оборудованная на станции Старожилово Московско-Рязанской дороги еще в первые месяцы войны, хорошо зарекомендовала себя.
Большое внимание уделялось борьбе с накипью в паровозах и стационарных котлах в условиях военного времени. К решению этой проблемы привлекались ученые Академии наук СССР, транспортных и ряда отраслевых институтов, специалисты НКПС, Трансводпроекта, дорожных лабораторий. Разработанный ими в 1943 году комплекс мероприятий способствовал в годы войны и в послевоенный период успешному решению вопросов водоснабжения на железнодорожном транспорте.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодорожною транспорта разработали устройства для перевода паровозов основных серий на нефтяное отопление. В короткий срок создали новую технологию тепловой промывки котлов паровозов, значительно сократившую время нахождения локомотивов в депо.
Ученые транспорта оказывали большую практическую помощь железным дорогам в восстановлении паровозного хозяйства, водоснабжения, станков в депо прифронтовых дорог, внедрении термической обработки чугунных деталей, оснащении депо дублирующими и резервными устройствами паровозов с тендерами-конденсаторами (СОК).
Для организации ремонта паровозов в полевых условиях институт разработал проект автомобиля-летучки и вагона-летучки. Опыт их применения был широко использован в колоннах паровозов, особенно резерва НКПС. По предложениям института производилась временная замена вышедших из строя силовых установок железнодорожного узла и использование паровозных турбонасосов для временного водоснабжения.
В институте разработали способ экипировки паровозов в полевых условиях, в том числе с помощью кранов, установленных на тендере. Коллектив научных сотрудников в составе И. В. Пирина, К. П. Королева, А. М. Евтушенко, В. А. Крылова и других создал и испытал светомаскировочные устройства для паровозов, работавших в прифронтовых условиях.
Известные специалисты в области вагонного хозяйства М. В. Винокуров, С. В. Вершинский, Н. А. Мордвинкин, П. Г. Проскурнев и другие занимались вопросами восстановления поврежденных вагонов и изношенных деталей, ремонта вагонов в полевых условиях. Для вождения длинносоставных поездов приспосабливали существующие тормоза Вестингауза и Матросова и создавали новые. Первый практический шаг в этом направлении сделал Е. А. Шавгулидзе, работавший в 1941 году над воздухораспределителем упрощенной конструкции. Затем в 1942 году И. К. Матросов сконструировал новый тормоз для пассажирских поездов, испытания которого прошли успешно.
Нелегким делом была организация текущего восстановления разбитых вагонов. Пришлось организовывать производство запасных частей на дорогах, изыскивать резервы для их выпуска.
В области путевого хозяйства научные силы были нацелены на поиск наиболее аффективных методов восстановления верхнего строения пути, методов его содержания. По заданию НКПС уже в первые месяцы войны сотрудники института разработали технические указания по восстановлению верхнего строения пути и земляного полотна. В их создании участвовали А. Ф. Золотарский, Е. М. Бромберг, Б. Н. Зверев, В. Д. Никифоровский, С. Н. Попов, А. К. Янковский, М. И. Шлыгин, Г. А. Литвин, В. А. Алешин, Б. А. Щербина, М. Т. Членов. Этими указаниями руководствовались все восстановительные организации железнодорожного транспорта.
Для сокращения трудоемких работ при восстановлении и реконструкции участков и станций академик В. Н. Образцов предложил применять ломаный профиль пути, что позволило уменьшить объем земляных работ на 10–35 процентов.
Сложнейшей проблемой стало содержание в работоспособном состоянии верхнего строения пути в условиях крайне ограниченных централизованных поставок рельсов, шпал, накладок, болтов и костылей. В мастерских служб пути повсеместно освоили производство скреплений. Металл в основном получали из изношенных узлов и деталей.
Сейчас никого не удивишь сваркой рельсов непосредственно на путях. На дорогах имеются десятки тысяч километров длинномерных плетей, сваренных как в рельсосварочных поездах, гак и прямо на месте укладки электроконтактным способом. Но в годы войны такая сварка была новинкой, именно тогда она и появилась, были созданы летучки, начали создавать рельсосварочные поезда. Рекомендации и методику сварки небольших кусков рельсов, по четыре - шесть метров железнодорожники получили от Киевского института электросварки. В этом институте, основанном Евгением Оскаровичем Патоном (будущий академик окончил Петербургский институт инженеров путей сообщения) постоянно уделялось внимание решению проблем железнодорожного транспорта в области сварки.
И. К. Матросов - изобретатель автотормозов
Ф. П. Казанцев - изобретатель автотормозов
В разработке технологии и проведении испытаний различных видов сварки активно участвовали также ученые вузов железнодорожного транспорта профессора П. С. Дурново, К. К. Хренов и другие.
Важное значение имели разработанные профессором Московского электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта К. К. Хреновым способы сварки и резки металлов под водой, что позволило сократить время и сберечь материалы при восстановлении мостов и различных подводных конструкций и сооружений. Этот метод в годы войны широко применялся при восстановительных работах.
Встал остро вопрос о продлении сроков службы деревянных шпал. Ученые В. В. Попов, М. Д. Троицкий и другие совместно с производственниками разработали и внедрили в производство диффузионный метод пропитки древесины. Этот метод был прост и не требовал сушки шпал. Антисептические пасты наносились на поверхность сырых шпал. Благодаря диффузии - проникновению антисептика в древесину - срок службы шпал увеличивался более чем в 2 раза. Кроме того, паста предохраняла их от возгорания.
Во второй половине 1941 года Всесоюзный научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта разработал Инструкцию по проектированию и строительству железных дорог и сооружений в условиях военного времени, которая вплоть до 1948 года являлась основным документом проектных и строительных организаций.
В начале войны при Центральном управлении пути НКПС организовали бригаду ученых-мостовиков, которые принимали непосредственное участие в составлении проектов восстановительных работ, разрабатывали новые конструкции мостов, позволявшие упростить и сократить время их сооружения. Профессор П. Н. Поликарпов работал над восстановлением мостов на Западном фронте. Доцент А. М. Померанцев находился в головном восстановительном отряде № 8 Западного фронта, где им были предложены оригинальные конструкции металлических пролетных строений мостов, на изготовление которых почти не требовалось остродефицитной в то время листовой стали. Профессор Г. К. Евграфов руководил разработкой многих проектов восстановления мостов и других сооружений, участвовал в подготовке технических условий на восстановление временных мостов.
Известный мостовик, выпускник Московского института инженеров железнодорожного транспорта И. И. Цюрупа отличился при строительстве и восстановлении внеклассных и больших мостов через Волгу у Астрахани, через Днепр у Днепропетровска и других. В 1943 году ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда.
Член-корреспондент Академии наук СССР профессор Б. Н. Веденисов, профессора Н. Т. Митюшин и Г. М. Шахунянц разработали типы верхнего строения пути для различных эксплуатационных условий, метод планомерного усиления пути.
Ученые Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта во главе с профессором Д. Д. Бизюкиным приняли активное участие в разработке оборонных вопросов. За неполных четыре месяца 1941 года Ленинградскому фронту и Октябрьской дороге было передано 39 рекомендаций, в том числе по защите паровозов от вражеской авиации, устройству танковых переправ через реки и противотанковых заграждений. Они участвовали в проектировании легендарной Дороги жизни через Ладожское озеро.
К. Г. Протасов - начальник отдела ГУВВРа НКПС (1942–1945), ректор Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта (1951–1966), профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР
Д. Д. Бизюкин - проректор Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта (1939–1954), профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР
Под руководством профессоров А. А. Сурина и Л. П. Шишко сотрудники кафедры и бюро водоснабжения оборудовали три поезда-летучки для восстановительных работ на действующих магистралях.
В 1943 году ученые института подготовили «Руководство по восстановлению железных дорог».
Профессор К. Г. Протасов возглавил технический отдел Главного управления военно-восстановительных работ НКПС (ГУВВР). Значительны его заслуги в восстановлении крупных мостов через реки Дон, Днепр, Воронеж, Ока. Впоследствии он был ректором Ленинградского института инженеров железнодорожного транспорта.
Актуальным для военного времени явился разработанный проект моста с бесфундаментными опорами, получившими название «Опоры ЛИИЖТа». Эти конструкции применялись при восстановлении ряда мостов на прифронтовых дорогах.
Большой вклад в восстановление мостов внес доцент А. И. Алыпов, которому посмертно присвоено звание Героя Социалистического Труда.
В. И. Платов - создатель путеукладчиков, заслуженный изобретатель РСФСР
В. X. Балашенко - создатель путевых машин, заслуженный изобретатель РСФСР
В 1942–1943 годах ученые этого института А. В. Ливеровский и Д. Д. Бизюкин подготовили учебник «Постройка железных дорог», а П. В. Бартенев - «Станции и узлы».
Под руководством известных ученых Я. М. Гаккеля и А. Г. Алексеева для снабжения электрической энергией предприятий и населенных пунктов была сооружена мощная передвижная электростанция-энергопоезд, сыгравший важную роль в строительстве свайно-ледовой эстакады через Невскую губу Ладожского озера.
В годы войны при острой нехватке рельсов, скреплений и шпал большое значение имело изыскание и использование внутренних ресурсов. Профессор П. С. Дурново обобщил опыт изготовления крестовин и стрелочных переводов в мастерских Горьковской дороги, сверл из старых рессорных пружин для сверления дыр в шейке рельсов на Туркестано-Сибирской дороге, рельсорезных пил на Омской дороге, костылей из обрезков металла в Рязанских дорожных путейских мастерских.
Научные сотрудники отделения пути Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта под руководством И. А. Иванова (впоследствии директор этого института) и А. Ф. Золотарского начали комплексные исследования типов верхнего строения пути на послевоенный период. Они были направлены на создание элементов верхнего строения пути - рельсов, скреплений, стрелочных переводов, шпал и балластного слоя, на повышение качества материалов элементов пути. Новые типы верхнего строения железнодорожного пути были одобрены НКПС и ряд его элементов утвержден в качестве стандартных.
Широкое применение на железных дорогах получили путеукладчики В. И. Платова и путевые машины В. X. Балашенко.
М. И. Вахнин - профессор, доктор технических наук, заслуженный деятель науки и техники РСФСР
С именем заслуженного деятеля науки и техники РСФСР доктора технических наук профессора М. И. Вахнина связано создание отечественных систем автоблокировки, электрической и диспетчерской централизации, защиты устройств связи, автоматики и телемеханики от атмосферных перенапряжений и влияния тяговых токов электрифицированных железных дорог. Сотрудники института под руководством М. И. Вахнина провели работу по способам светомаскировки напольных светофоров на перегонах и станциях, быстрого восстановления поврежденных устройств С ЦБ.
По поручению Народного комиссариата путей сообщения в начале 1943 года институт подготовил предложения по устранению крупного недостатка однопутной трехпроводной автоблокировки, состоящего в том, что при повреждении одной рельсовой цепи красный огонь загорался не только на светофоре, ограждающем эту рельсовую цепь, но и на всех светофорах, установленных за ним, до самой станции. Поездам приходилось останавливаться у каждого светофора и следовать с малой скоростью. Научные работники А. М. Брылеев и Н. М. Фонарев в короткие сроки разработали и испытали в лабораторных условиях новую систему автоблокировки, максимально используя существующую аппаратуру и линейные провода. Затем вместе с работниками дорог они участвовали в перемонтаже аппаратуры. В результате пропускная способность переоборудованных участков увеличилась и продвижение поездов значительно ускорилось.
Научные работники Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта А. М. Брылеев и Н. М. Фонарев в лаборатории автоблокировки института
Отделением связи и СЦБ была разработана система двусторонней и двухпутно-однопутной полуавтоматической блокировки, которая успешно применялась на восстанавливаемых участках. Применение этой системы позволяло почти вдвое уменьшить число блок-механизмов при двухлинейных проводах.
Важное значение для повышения эффективности работы транспорта имели исследования в области экономики. Сотрудники Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта определили порядок расчета эффективности капитальных вложений при новом строительстве, реконструкции действующей сети и внедрении новой техники, создали балансовый метод определения грузопотоков, систему планирования развития транспорта. Для определения технического состояния железнодорожного транспорта и перспектив его послевоенного восстановления была проведена работа по составлению подробных паспортов железных дорог, содержащих данные об их техническом вооружении. Как вспоминает академик Т. С. Хачатуров, возглавлявший тогда отделение экономики института, все эти труды получили практическое применение и дали ощутимый результат.
Известный советский ученый и педагог профессор Е. В. Михальцев выполнил исследования по себестоимости перевозок, экономике эксплуатации и развития технических средств железнодорожного транспорта.
Во Всесоюзном научно-исследовательском институте железнодорожного транспорта активно велись изыскания заменителей специальных сталей, цветных металлов, сплавов, смазки, антинакипинов, термоизоляционных материалов, дерева, фибры, кожи, олифы. Одновременно решалась проблема развития местной производственной базы транспорта.
Литейные цехи при депо и заводах испытывали затруднения в получении литейного кокса. Требовалось найти заменители, и они были найдены. Плавки велись на сырых углях, на полукоксе (термоуглях), при этом в качестве добавки использовались каменноугольный пек и местные битумы.
Интересная работа выполнена по биметаллическим деталям на паровозах (дышловые втулки) с тонким покрытием поверхности трения бронзой. Практическое значение имела также технология термической обработки и наплавки инструмента отходами быстрорежущей стали с обмазкой из ферросплавов.
Создавались новые типы газогенераторных установок, работающих на местных видах топлива.
Организованный в институте опытный литейно-керамический цех оборудовали специальными печами для обжига из шлакового литья тормозных колодок, вкладышей для стрелочных переводов, балансиров и других изделий. Были получены шлаковые колодки, по твердости равные чугунным. Шлаковое литье оказалось возможным применять и в качестве заменителя фарфора для литых низковольтных изоляторов.
Из хлорвиниловых смол и дибутилфтолата изготавливались заменители кожи. Их использовали для прокладок цилиндров автотормозов и манжет. На базе тех же компонентов создали заменитель для изготовления тормозных рукавов. Для окраски деревянных поверхностей вагонов был предложен этиноль. Получен заменитель растительных и животных жиров в смазках.
Немалое значение имело решение задач наиболее полного использования отходов промышленности и транспорта. Сконструированный электромагнитный сепаратор позволил извлекать несгоревший уголь из паровозных шлаков. Использование в качестве заменителей топлива шлакоотсева и изгари потребовало внедрения простейшей технологии брикетирования этих отходов. Появилась возможность получения брикетов из отходов топлива с высокой калорийностью (до 8000 калорий). Брикеты также изготовлялись из опилок, камыша и отходов древесины.
Изолирующие накладки на железных дорогах, оборудованных автоблокировкой, успешно заменялись деревянными и из прессованного лигнофоля (отхода авиапромышленности).
К поиску заменителей и их эксплуатационной проверке широко привлекались инженерно-технические работники дорог. По приказу НКПС созданы научно-корреспондентские пункты института на дорогах, заводах и стройках. Они обобщали накопленный опыт, пропагандировали его, способствовали актвизации деятельности работников предприятий по выявлению и широкому использованию высококачественных заменителей дефицитных материалов.
Вклад ученых транспорта в Победу не ограничивался решением cyiy6o железнодорожных шдач. Многие из них Фудились над оборонной тематикой.
Показательна история одной разработки оборонного значения. В 1941 году инженер Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта В. С. Шаронин предложил использовать паровоз для разогрева в зимнее время двигателей транспортируемых танков и бронемашин с тем, чтобы обеспечить немедленную разгрузку их с железнодорожных платформ. Он знал, насколько важно было решение этой проблемы, ведь в зимнее время разгрузка маршрута с танками с застывшими моторами могла длиться более суток. Он написал об этом Наркому обороны СССР И. В. Сталину.
Через три дня В. С. Шаронина пригласили в НКПС. Его предложение было принято.
Началась проработка различных вариантов технических решений. В начале декабря 1941 года, уже в Ташкенте, куда был эвакуирован институт, В. С. Шаронин и И. В. Пирин завершали разработку проекта паровоза-танкозаправщика. Особенно подкупающей в нем была идея использовать для получения горячей воды обычный паровозный инжектор. Если внести изменения в конструкцию и уменьшить подачу воды, то можно в час получать 10 тысяч литров воды, нагретой до 80–90 градусов. Танку нужно 250–300 литров горячей воды. Значит, один паровоз может в час разогреть 35–40 двигателей. Что касается смазки, то и она будет подогреваться паром, проходя через специальные змеевики.