Доктор Лемп
А между тем, в 1910 году перед доктором Херманном Лемпом (Dr. Hermann Lemp), немецким инженером, работавшим на General Electric еще с 1882 года, была поставлена задача найти решение пресловутой проблемы управления ходовыми агрегатами моторных вагонов. Шесть лет спустя Лемпу удалось довести свои исследования до готовности к первым испытаниям. Специально для доктора GE построила маленький бензоэлектрический локомотив. Принцип разработок доктора Лемпа заключался в применении специального контура, способного автоматически согласовывать режимы совместной работы двигателя и электрогенератора. Управление этим контуром было выведено на единый рычаг. Лемп применил регулятор, напрямую управлявший подачей топлива к двигателю, и одновременно с этим - шунтирующей цепью возбуждения генератора. Это решение оказалось настолько эффективным, что GE сразу же начала применять подобные управляющие контуры и в других выпускаемых ею электроагрегатах.
И тем не менее, локомотивы GE с двигателями внутреннего сгорания этого раннего периода не получили признания. Оказалось, что вопреки многим ожиданиям, бензоэлектрический привод не смог показать сколько-нибудь существенной экономии на топливе по сравнению с паровозами. Большое влияние на профессиональные "настроения" Херманна Лемпа также оказала его встреча с Рудольфом Дизелем, которая произошла в 1910 году - в самом начале упомянутых разработок доктора. В итоге он постепенно убедил руководство компании в перспективности отказа от бензиновых двигателей в пользу дизелей, настойчиво приводя начальству в качестве аргумента тот факт (и это действительно было фактом), что дизельное топливо примерно вдвое дешевле бензина. Но, к сожалению, в то время на территории США никто не производил дизельных двигателей, которые отвечали бы техническим требованиям General Electric. И компания GE вынуждена была начать разработку собственных дизелей. После семи лет проектно-конструкторских работ был изготовлен первый образец дизель-электрического локомотива. Этот образец был направлен в East Erie Commercial в опытную эксплуатацию. Еще годом позже GE удалось получить коммерческие заказы на три таких локомотива, но эти локомотивы не получили хороших отзывов от своих владельцев по той причине, что все они оказались недостаточно мощными. General Electric пришлось признать необходимость дальнейшей закупки дизелей для локомотивов у сторонних производителей.
Несмотря на то, что General Electric прекратила разработку собственных дизельных двигателей, доктор Лемп продолжал совершенствовать свою систему управления. Теперь режим работы генератора автоматически регулировался специальным контуром по принципу обратной связи в зависимости от величины тока на обмотках тяговых электромоторов. В связи с этим отпала необходимость в одновременном управлении двумя агрегатами посредством одного рычага, и доктор смог переделать свой комбинированный регулятор, превратив его в простой регулятор подачи топлива. В новой версии система стала в полной мере саморегулирующейся в зависимости от скорости движения локомотива, совершенно исключив возможность самопроизвольной остановки двигателя или перегрузки генератора. Такую модернизированную систему управления установили на очередной опытный локомотив, эксплуатация которого проходила на собственных предприятиях GE с целью проведения всесторонних испытаний в "полевых" условиях. Как показали эти испытания, доктор Лемп сумел, наконец, успешно решить проблему эффективного превращения "лошадиных сил" мощности в тяговое усилие при помощи своей системы управления. Но решение одной проблемы, как это часто бывает, немедленно привело к возникновению следующей. Новым "слабым звеном" оказался недостаточно эффективный генератор, способный вырабатывать количество энергии, которого хватало для достижения дизельным двигателем только половины его возможной мощности.
В 1921 году General Electric вступила в сотрудничество с компанией Ingersoll-Rand (I-R). GE предстояло обеспечивать производство самого локомотива и электрооборудования, в то время как I-R должна была изготавливать дизельные двигатели по спецификации, подготовленной доктором Лемпом. Надо заметить, что сами партнеры стали называть свои совместно изготовленные локомотивы "нефте-электрическими" (oil-electric). Опытный образец такого локомотива, способный двигаться своим ходом, появился в 1923 году. Он получил номер 8835.
Уже в июне 1924 года был готов первый серийный образец, который направили в демонстрационный тур по линиям нескольких железнодорожных компаний.
Он был представлен заказчикам от имени General Electric, Ingersoll-Rand и… American Locomotive Company (ALCO). Несмотря на то, что компания ALCO не принимала участия в создании этого демонстрационного локомотива, уже был подписан контракт, согласно которому именно ALCO должна была поставлять всю механическую часть всех тех новых локомотивов, на которые партнеры рассчитывали получить заказы в дальнейшем.
Власти против паровозов
Власти штата Нью-Йорк в 1903 году издали местный закон, запрещающий использование паровозов на территории нью-йоркского острова Манхэттен южнее реки Харлем (Harlem River) после 30 июня 1908 года. Власти пытались таким способом заставить железнодорожные компании электрифицировать свои дороги. Формально закон стал реакцией правительства штата на катастрофу 1902 года. Тогда, во время движения по тоннелям в районе Парк-Авеню, машинист одного из поездов был ослеплен паровозным дымом, не рассчитал скорость, и его паровоз врезался во впереди идущий состав, в результате чего погибло пятнадцать пассажиров.
В 1923 году этот закон был еще более ужесточен. Так называемый "Акт Кауфмана", который должен был вступить в силу с 1 января 1926 года, предписывал всем железным дорогам, чьи линии хотя бы частично находились в границах Нью-Йорка и его пригородов, не использовать на этих линиях никакой другой тяги, кроме электрической. Более того, методы выработки, передачи и использования потребной электроэнергии должны были быть одобрены комиссией общественных служб (Public Service Commission). А в 1926 году ввод в действие "Акта" был отложен на пять лет. Отчасти, по той причине, что дизельные локомотивы той поры, несмотря на быстрое развитие технологии, еще не в полной мере соответствовали требованиям властей.
Нью-йоркские власти были не единственными, кто пытался бороться с паровозами в своих городах. В 1912 году власти Чикаго выпустили закон, требующий безальтернативного использования электроэнергии на железной дороге в городской черте, начиная с 1927 года. Закон касался тех местных поездов, которые не покидали пределов города. Но уже в 1919 году дату его вступления в силу перенесли на 1935 год.
"Локомотивное партнерство" General Electric
Совместным демонстрационным образцом General Electric и Ingersoll-Rand заинтересовались, главным образом, те дороги, которых непосредственно касались предстоящие "противопаровые" санкции властей. Первой компанией, которая после ознакомления с прототипом S-1484 заказала и получила свой собственный "нефте-электрический" локомотив (60-тонный 300-сильный Long Island №401), стала железная дорога New York Central (NYC). Эта компания оказалась также единственной, которая подвергла новое приобретение всесторонним испытаниям. Во время одного из испытаний на тяговое усилие №401 на ровном участке успешно сдвинул с места состав из девяноста трех вагонов.
Не сохранилось данных о том, были ли эти вагоны нагружены чем-то и если да, то чем именно. Современные специалисты сходятся во мнении, что в тот раз вагоны были пустые. После этого локомотив пустили в регулярные рейсы, чтобы сравнить его с паровозами в условиях реальных перевозок. Результаты этих сравнений привели компанию New York Central к заключению, что новые "нефте-электрические" локомотивы являются именно тем средством, которое поможет ей избавиться от паровозов на территории Нью-Йорка.
Тем временем, демонстрационный прототип GE/I-R за тринадцать последующих месяцев успел поработать на тринадцати различных железных дорогах. Его эффективность и экономичность получили высокую оценку и, таким образом, настал, наконец, момент, когда локомотив с двигателем внутреннего сгорания привлек внимание коммерческих железнодорожных перевозчиков национального масштаба. Количество заказов, собранное за время демонстрационного тура, позволило партнерам провести стандартизацию и поставить дальнейшее производство "нефте-электрических" маневровых локомотивов на истинно промышленную основу. ALCO предстояло поставлять рамы, шасси, корпуса и прочие механические части, заботой Ingersoll-Rand были дизельные двигатели. В задачу General Electric входили изготовление и монтаж всего электрооборудования, а также испытания готовых локомотивов. Ingersoll-Rand, кроме того, была поручена важнейшая миссия обеспечения продаж вновь созданных локомотивов.
Партнеры выпустили на рынок две модели: трехсотсильную модель весом шестьдесят тонн, а также шестисотсильный стотонный локомотив. Производство начали с четырех экземпляров, в расчете на то, что к моменту окончания постройки все они уже будут проданы. Эти четыре локомотива партнерам удалось в итоге продать в течение 1925 года, причем проданы они были четырем разным железным дорогам (первый из них купила NYC). Из их дальнейшей судьбы известно только то, что все четыре локомотива эксплуатировались на маневровых операциях в черте Нью-Йорка. Вторая партия локомотивов, изготовленных партнерами, состояла уже из одиннадцати экземпляров. Шесть из них были проданы различным железнодорожным компаниям в Нью-Йорке. Два других были отправлены по контрактам железнодорожным компаниям из Чикаго. Один локомотив партнеры оставили в качестве демонстрационного, а оставшиеся два приобрели индустриальные железные дороги, работавшие в условиях тех производств, где применение паровозов было связано с повышенной опасностью.
А в 1928 году компания ALCO объявила о выходе из партнерства, чтобы начать самостоятельное производство дизельных локомотивов. После ее ухода General Electric была вынуждена в дополнение к собственным партнерским обязательствам взять на себя и обязательства, входившие ранее в сферу ответственности ALCO.
Всего за период с 1925 до 1931 года партнеры выпустили около восьмидесяти экземпляров двух стандартных конструкций, и это стало первым в истории Америки примером организации подобного промышленного производства. Нужно добавить, что по окончании 1920-х годов General Electric не стала лидером в создании дизелей для железных дорог США, однако она продолжала занимать лидирующие позиции в производстве приводных электроагрегатов и систем управления для дизель-электрических локомотивов, поставляя эти системы и агрегаты другим производителям.
"АМЕРИКАНСКАЯ "ДИЗЕЛЬНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ" И "ДИЗЕЛЬНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ" EMD"