Паровой трактор¶

Паровой трактор — это самоходная колёсная или гусеничная машина на паровом двигателе, предназначенная для выполнения сельскохозяйственных, транспортных и промышленных работ. Относится к классу паровых машин и является одним из первых типов механических тягачей, предшествовавших тракторам с двигателями внутреннего сгорания.

¶История

¶Предпосылки появления

Развитие паровых двигателей в XVIII—XIX веках привело к созданию стационарных машин для привода молотилок, мельниц и насосов. Однако потребность в мобильной тяговой силе для обработки почвы и транспортировки грузов стимулировала попытки установить паровую машину на самоходное шасси. Первые эксперименты относятся к концу XVIII века, когда французский инженер Николя-Жозеф Кюньо в 1769 году построил паровую телегу для перевозки артиллерийских орудий, которая считается предшественником парового трактора.

¶Ранние разработки (XIX век)

В 1812 году английский изобретатель Ричард Тревитик создал паровую повозку, которая могла передвигаться по дорогам, но не получила практического применения. В 1820-х годах в Великобритании и США начали появляться паровые тягачи для сельского хозяйства. Одним из первых коммерчески успешных паровых тракторов стал «Locomobile» (также известный как «паровой вагон»), выпускавшийся в 1850-х годах американской компанией «A. L. Archambault & Co.».

В 1858 году американский изобретатель Джон Фоулер запатентовал паровой плуг, который использовал лебёдку, приводимую в движение паровой машиной, для перемещения плуга по полю. Однако настоящий прорыв произошёл в 1870-х годах, когда компания «J. I. Case Threshing Machine Company» (США) начала серийное производство паровых тракторов. В 1876 году на выставке в Филадельфии был представлен паровой трактор «Case», который мог тянуть несколько плугов.

¶Расцвет и упадок (конец XIX — начало XX века)

К 1880-м годам паровые тракторы стали широко использоваться в сельском хозяйстве США, Канады, Великобритании и Австралии. Они применялись для пахоты, боронования, молотьбы, а также для привода стационарных машин (например, соломорезок). В 1890-х годах появились первые гусеничные паровые тракторы, разработанные британским инженером Джоном Генри Паттерсоном и американским изобретателем Бенджамином Холтом.

Однако паровые тракторы имели ряд недостатков: высокий расход топлива (угля или дров), необходимость в частой заправке водой, большой вес (до 20 тонн) и низкую скорость (до 10 км/ч). Кроме того, для работы требовалась квалифицированная бригада из двух-трёх человек (машинист, кочегар, водовоз). С развитием двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в начале XX века паровые тракторы начали вытесняться более лёгкими, экономичными и простыми в обслуживании тракторами на бензине и керосине. Последние массовые модели паровых тракторов выпускались до 1920-х годов, а в некоторых регионах (например, в Австралии) они использовались до 1940-х годов.

¶Устройство и принцип действия

¶Основные компоненты

Паровой трактор состоит из следующих основных частей:

Паровой котёл — цилиндрический резервуар, в котором вода нагревается до кипения и преобразуется в пар. Котёл обычно изготавливался из стали и имел топку для сжигания топлива (угля, дров, нефти).
Паровой двигатель — поршневая машина, преобразующая энергию пара в механическое движение. Двигатель мог быть одноцилиндровым или двухцилиндровым, простого или двойного действия.
Трансмиссия — система зубчатых колёс и цепей, передающая вращение от двигателя на ведущие колёса или гусеницы. Обычно предусматривалась возможность переключения скоростей (обычно 2-3 передачи).
Ходовая часть — колёса (чаще всего металлические, с широкими ободами для снижения давления на почву) или гусеницы. У колёсных моделей передние колёса были меньшего диаметра и служили для управления.
Система управления — рычаги и педали для изменения подачи пара, переключения передач и поворота.
Топливный бункер — ёмкость для хранения угля или дров, обычно расположенная рядом с топкой.

¶Принцип работы

Вода в котле нагревается до температуры 150–200 °C, создавая давление пара 5–15 атмосфер. Пар поступает в цилиндр двигателя, где расширяется, толкая поршень. Поршень через шатун и кривошип вращает коленчатый вал, который через трансмиссию передаёт вращение на колёса. Отработанный пар выбрасывается в атмосферу или конденсируется (на некоторых моделях). Для поддержания давления машинист регулирует подачу топлива и воды. Запас воды обычно составлял 500–2000 литров, что позволяло работать непрерывно 2–4 часа до следующей заправки.

¶Классификация

Паровые тракторы классифицируются по нескольким признакам:

¶По типу ходовой части

Колёсные — наиболее распространённый тип. Имели два больших ведущих колеса сзади и два меньших управляемых спереди. Пример: «Case 110».
Гусеничные — появились позже, обладали лучшей проходимостью на мягких почвах. Пример: «Holt 75».

¶По назначению

Сельскохозяйственные — для пахоты, боронования, молотьбы. Оснащались шкивами для привода стационарных машин.
Транспортные — для перевозки грузов по дорогам. Имели более высокую скорость и меньший вес.
Промышленные — для работы на лесозаготовках, в карьерах, на строительстве дорог.

¶По типу топлива

Твердотопливные (уголь, дрова) — наиболее распространены.
Жидкотопливные (нефть, мазут) — появились в начале XX века, требовали специальных форсунок.

¶Применение

¶Сельское хозяйство

Паровые тракторы использовались для выполнения основных сельскохозяйственных работ:

Пахота — один трактор мог тянуть до 10–12 плугов, заменяя 20–30 лошадей.
Молотьба — трактор приводил в движение молотилку через ременную передачу.
Боронование, посев, уборка урожая — с помощью специальных прицепных орудий.

¶Промышленность и транспорт

Лесозаготовки — трелёвка брёвен, работа на лесопилках.
Дорожное строительство — перемещение грунта, укатка дорог.
Железные дороги — маневровые работы на станциях (паровые тракторы часто называли «дорожными локомотивами»).

¶Военное дело

В конце XIX — начале XX века паровые тракторы применялись в армиях некоторых стран для буксировки артиллерийских орудий и снабжения войск. Например, во время Первой мировой войны британские паровые тракторы «Fowler» использовались для перевозки тяжёлых орудий.

¶Преимущества и недостатки

¶Преимущества

Высокая тяговая мощность (до 100 л. с. и более) — позволяла обрабатывать большие площади.
Надёжность и долговечность — паровые машины могли работать десятилетиями при правильном обслуживании.
Возможность использования любого твёрдого топлива (уголь, дрова, торф), что было важно в регионах с дефицитом нефтепродуктов.
Простота конструкции по сравнению с ранними ДВС.

¶Недостатки

Большой вес (5–20 тонн) — уплотнял почву, затруднял передвижение по мягким грунтам.
Низкая скорость (3–10 км/ч) — ограничивала производительность.
Высокий расход топлива (до 50–100 кг угля в час) и воды (до 1000 л в час).
Необходимость постоянного обслуживания — чистка котла, удаление накипи, регулировка клапанов.
Пожароопасность — искры из трубы могли вызвать возгорание сухой травы или урожая.
Зависимость от погоды — в мороз вода могла замёрзнуть, а в дождь топливо отсыревало.

¶Интересные факты

Самый мощный паровой трактор, когда-либо построенный, — американский «Case 150» (1905 год) мощностью 150 л. с. и весом 27 тонн.
В России паровые тракторы начали появляться в 1880-х годах, но массового распространения не получили из-за дороговизны и сложности эксплуатации. Первые отечественные паровые тракторы выпускались на заводе «Брянский рельсопрокатный и железоделательный завод» (ныне «Брянский машиностроительный завод») в 1890-х годах.
В 1910 году в США насчитывалось около 50 000 паровых тракторов, что составляло более 80% всех механических тягачей в стране.
Некоторые паровые тракторы сохранились до наших дней и участвуют в ретро-фестивалях и шоу старинной техники (например, в Великобритании и США).

¶Источники

История сельскохозяйственной техники. — М.: Колос, 1972.
Тракторы: история, конструкция, развитие. — СПб.: Политехника, 2005.
Энциклопедия сельскохозяйственной техники. — М.: Россельхозиздат, 1987.
The Development of the Steam Tractor. — American Society of Mechanical Engineers, 1950.
Steam Traction Engines. — Shire Publications, 2008.