ИС (Иосиф Сталин, с 1962 года — ФДп — пассажирская разновидность ФД (Феликс Дзержинский); заводское обозначение — 2П, — 2-й тип паровоза; прозвища — ИСка, ИСак) — советский магистральный пассажирский паровоз типа 1-4-2. На момент создания являлся самым мощным пассажирским паровозом в Европе. Обладатель премии Гран-при на Всемирной парижской выставке (1937). Самый мощный пассажирский паровоз в истории советского паровозостроения. Особенностью паровоза являлась большая унификация по многим деталям с грузовым паровозом ФД.
Предшествующие паровозы К началу 1920-х гг. основу пассажирского локомотивного парка в СССР составляли паровозы типа 1-3-0 серии Н и типа 1-3-1 серии С со сцепной массой 45—47 т. В значительно меньшем количестве были представлены паровозы других серий — К, Л, У, Б и т. д.
Вскоре после окончания гражданской войны в начале 1920-х наметился рост пассажирских перевозок, что потребовало увеличения скорости и веса пассажирских поездов. В 1923 году на заводе «Красный путиловец» (Ленинград) было начато проектирование первого в СССР трёхцилиндрового паровоза, а в 1926 году был построен первый паровоз типа 2-4-0 серии М со сцепной массой 72,5 т. Во время эксплуатации было выявлено множество недостатков, связанных с неудовлетворительной работой третьего цилиндра. В итоге было выпущено всего 100 паровозов этой серии.
Проектирование паровоза М велось довольно долго (3 года), поэтому в 1924 году на Коломенском заводе на базе паровоза С был спроектирован новый паровоз со сцепной массой 54 т, которому присвоили обозначение серии Су. В 1925 году был начат серийный выпуск паровозов этой серии сразу на нескольких заводах. Паровозы Су пользовались репутацией надёжного и экономичного локомотива, но их сцепной вес не позволял существенно увеличить веса пассажирских поездов.
Обоснование пассажирского типа 1-4-2 В 1931 году, на этапе эскизного проектирования грузового типа 1-5-1, было предложено использовать его котёл и цилиндры паровой машины для мощного пассажирского паровоза. К этому времени в Северной Америке уже были созданы и хорошо себя зарекомендовали мощные пассажирские паровозы с осевыми формулами 2-4-1 «Маунтен», 2-3-2 «Гудзон» и 2-4-2 «Лакауанна», проектирование которых осуществлялось с учётом высоких значений допустимых осевых нагрузок. Техническое задание на проектирование первого советского грузового типа 1-5-1 определяло наибольшую осевую нагрузку в 20 тонн. Стремясь максимально облегчить конструкцию, разработчики добивались строгого соответствия параметров основных частей паровоза: котла, паровой машины и экипажной части — требованию обеспечения расчётной силы тяги. К концу апреля 1931 года, по завершении разработки эскизного проекта грузового типа 1-5-1, на этапе разработки технического проекта, когда определились основные массово-габаритные характеристики котла, стало очевидно, что задняя поддерживающая ось будет испытывать значительную нагрузку. Это обстоятельство было учтено при эскизном проектировании пассажирского паровоза с котлом и цилиндрами машины от грузового типа 1-5-1. При обосновании осевой формулы, определяющей тип пассажирского паровоза, были рассмотрены существующие варианты северо-американских типов. Так, тип 2-3-2 — с учётом весовых ограничений по осевой нагрузке — 20 тонн — не обеспечивал расчётной силы тяги по сцеплению, необходимой для вождения тяжёлых пассажирских поездов, и мог быть реализован лишь в качестве курьерского только при более слабой машине. Тип 2-4-1, рассматриваемый в Управлении тяги НКПС в качестве приоритетного варианта, как и грузовой тип 1-5-1, имел бы перегруженную заднюю поддерживающую ось, что было неприемлемо для пассажирских скоростей движения по воздействию на путь. Тип 2-4-2 — разгружал сцепные оси до значений ниже 20 тонн и поэтому также не обеспечивал проектной силы тяги по сцеплению, а при параметрах цилиндров паровоза 1-5-1 имел бы повышенную склонность к боксованию. Поэтому, в итоге обоснования осевой формулы (типа), для советского мощного пассажирского паровоза впервые в мире была реализована осевая формула 1-4-2. Созданный ранее, в 1925 году, Северо-Американский тип 1-4-2 «Berkshire», являлся исключительно грузовым по назначению, он имел переднюю поддерживающую тележку системы «Биссель». Советский же — «пассажирский Беркшир», в отличие от американского, был снабжён передней поддерживающей тележкой сочленённого типа, системы «Краусс-Гельмгольц», которая, в отличие от тележки паровоза типа 1-3-1, серии Су, не имела нижнего водила, жёстко связывая между собой бегунковую и первую сцепную оси, образуя двухосную тележку. Впрочем, такая конструкция впоследствии доставляла немало хлопот в эксплуатации паровозов ИС… Имели место случаи, когда бегунковая колёсная пара при входе в кривую на большой скорости сходила с рельсов и «резала» шпальную решётку… Осуществлению единственного в мировой практике советского пассажирского типа 1-4-2 способствовало мнение специалистов о том, что такой паровоз будет работать в основном с тяжёлыми почтово-пассажирскими поездами дальнего следования с умеренной скоростью движения по рельсам тяжёлого типа «2а». Это полностью подтвердилось историей эксплуатации паровозов серии ИС, которые никогда не работали в скорых поездах.
Примечательно, что если в процессе постройки первых опытных и серийных грузовых паровозов типа 1-5-1 серии ФД предпринимались конструктивные меры, направленные на всемерную разгрузку задней поддерживающей оси, как то: установка в районе передней поддерживающей оси паровоздушного насоса; объединение песочного бункера с сухопарным колпаком — начиная с паровоза ФД20-3; усиление (утяжеление) конструкции переднего буферного бруса, то у пассажирского типа 1-4-2, серии ИС, задние поддерживающие оси оказались недогруженными, поэтому на этапе рабочего проектирования, чтобы разгрузить переднюю поддерживающую ось и догрузить задние, была удлинена дымовая коробка — с целью смещения центра тяжести котла назад, а паровоздушные насосы были установлены в районе 3-й сцепной колёсной пары.
Проектирование паровоза В 1929 году на Коломенском заводе был создан проект паровоза типа 1-4-1 («Микадо»). У проектируемого паровоза площадь колосниковой решётки равнялась 6 м², а диаметр движущих колёс — 1700 мм. Однако данный проект не был реализован, и вместо него в 1931 году было начато проектирование более мощного локомотива.
Основные требования, предъявляемые к новому локомотиву, были следующими: осевая нагрузка от движущих колёсных пар не более 20 т, сила тяги на 50 % больше, чем у Су, максимальное число взаимозаменяемых деталей с паровозом серии ФД. Диаметр движущих колёс приняли равным 1850 мм, как и у паровозов серии Су, осевая формула была принята 1-4-2, поскольку только при такой формуле было возможным использовать котёл и цилиндры паровоза ФД. В феврале 1932 года Техническое бюро Транспортного отдела ОГПУ завершило разработку эскизного проекта, после чего он был передан в Локомотивопроект Народного комиссариата тяжёлой промышленности СССР (Центральное локомотивопроектное бюро — ЦЛПБ) для рабочего проектирования. В апреле того же года рабочий проект нового мощного паровоза типа 1-4-2, которому присвоили обозначение 2П (2-й тип паровоза), был завершён. При его разработке конструкторам Центрального локомотивопроектного бюро — К. Н. Сушкину, Л.C. Лебедянскому, А. Сломинскому и др.Пассажирский вариант. // Техника молодёжи, 1974, № 7 — удалось использовать для нового паровоза не только котёл и цилиндры от ФД, но и буксы, оси и ряд других деталей, а также, несмотря на иную осевую формулу, повторить его схему рессорного подвешивания.
Производство
В апреле из ЦЛПБ рабочие чертежи поступают на Коломенский завод, который при участии Ижорского завода 4 октября 1932 года выпустил первый пассажирский паровоз типа 1-4-2. По решению рабочих завода, новому паровозу была присвоена серия ИС (Иосиф Сталин), а полное обозначение — ИС20-1 (20 — осевая нагрузка от движущей колёсной пары на рельсы, в тс, № 1). 5 ноября была проведена первая обкатка паровоза, а 7 ноября, в день XV годовщины Октябрьской революции, он прибыл для показа в Москву. 20 декабря на Коломенском заводе был собран второй паровоз серии — ИС20-2, а в 1933 году ИС20-3. С апреля по декабрь 1933 года попеременно на трёх дорогах (Южной, Екатерининской и Октябрьской) были проведены испытания паровоза ИС20-2. В этих испытаниях паровоз показал мощность в 2500 л. с., что более чем вдвое превосходило мощность паровоза Су, а в некоторых случаях значение мощности у ИС даже достигало 3200 л. с. Помимо этого, на паровозе была реализована необычайно высокая форсировка котла — до 80 кгс/м²•ч, — выше, чем у всех предыдущих советских паровозов, в том числе и ФД (65 кгс/м²•ч).
В 1934 году на XVII-ом съезде ВКП (б) было принято решение о том, что паровоз ИС во второй пятилетке должен стать основной единицей пассажирского паровозного парка. В том же году Коломенский завод выпустил ещё 2 паровоза ИС и столько же — в 1935. Однако, из-за отсутствия надлежащего оборудования (например, для изготовления и сборки брусковой рамы) наладить серийное производство паровозов данной серии на этом заводе в ближайшее время оказалось невозможным. Поэтому, в конце 1935 года документация по производству паровозов серии ИС была передана на Ворошиловградский паровозостроительный завод, новые цеха которого (были сооружены в 1927—1931 гг.) позволяли строить паровозы «американской конструкции» (с брусковыми рамами и блочными цилиндрами). В 1936 году Ворошиловградский паровозостроительный завод выпускает свои первые 3 паровоза ИС (№ 20-8 — 20-10; ИС20-7 так и не был достроен). В отличие от ИС Коломенского завода, эти ИС были выпущены с шестиосным тендером 6П (паровозы ИС № 1—6 выпускались с четырёхосным), который был разработан на Ворошиловградском заводе специально для этих паровозов. В 1937 году завод переходит уже на крупносерийное производство паровозов ИС, выпустив в том году 105 паровозов. Параллельно с этим, на заводе продолжается крупносерийное производство грузовых паровозов ФД.
В сентябре 1936 года Ворошиловградский завод имени Октябрьской революции закончил проектирование паровоза «ИС» обтекаемой формы и составил график его постройки. Планировалось его построить к 15 ноября 1936 года — в подарок VIII Всесоюзному съезду СоветовЗаметка под названием «Первый паровоз „ИС“ обтекаемой формы — к VIII с’езду Советов» в газете «Ворошиловградская правда» за 29.09.1936.. Но только в 1937 году завод смог выпустить паровоз, на котором в качестве опыта был установлен обтекаемый кожух (ИС20-16). Ещё в начале 1930-х ВНИИЖТ совместно с Московским авиационным институтом провели комплексные испытания модели локомотива в аэродинамической трубе, в ходе которых выяснилось, что при скоростях выше 100 км/ч применение обтекаемого кожуха, благодаря снижению воздушного сопротивления, может дать выигрыш в мощности в 200—250 л. с. Проведённые испытания данного паровоза также подтвердили значительное снижение вредного сопротивления паровоза на высоких скоростях, благодаря чему ИС20-16 смог разогнаться до скорости 155 км/ч. В дальнейшем эти результаты были использованы при создании скоростных паровозов типа 2-3-2 (П12 и № 6998). Также в 1937 году один из паровозов серии ИС (а именно ИС20-241) был представлен на Всемирной выставке в Париже, где получил премию Гран-при (обойдя при этом польский Pm36).
В процессе производства конструкция паровозов ИС постоянно улучшалась, в том числе: с ИС20-25 на тендерах вместо стокера B-K (Би-Кэй, система ЦЛПБ) стали ставить стокер С-1 (система Рачкова); с ИС20-269 движущие колёса стали выпускаться с дисковыми центрами, вместо спицевых, благодаря чему было снижено количество свинца в противовесах; в 1940 году завод перешёл на производство цельносварных паровых котлов; с ИС20-576 в наличниках букс 2-й, 3-й и 4-й движущих колёсных пар вместо жидкой смазки стала использоваться твёрдая.