【科普】蘇聯(lián)鐵道部功率最大的直流電力機車——“恐龍機車”VL15型電力機車
文章作者：Forever Changzhensky（AcFun、Bilibili、百度、頭條、微博和知乎昵稱：寧柳跨越）
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格魯吉亞第比利斯電力機車制造廠在本文中均簡稱“TEVZ”⑴，俄羅斯聯(lián)邦新切爾卡斯克電力機車制造廠簡稱“NEVZ”⑵，沃羅涅日內燃機車修理廠簡稱“VTZ”⑶，車里雅賓斯克電力機車修理廠簡稱“ChERZ”⑷。
概述
“恐龍機車”⑸VL15型電力機車是蘇聯(lián)鐵道部干線貨運電力機車車型之一，也是目前世界上功率最大的直流電力機車車型之一，由TEVZ特別設計局研制，TEVZ和NEVZ合作設計生產(chǎn)。其中NEVZ負責機械部分制造，TEVZ負責電氣部分制造。VL15型機車是在VL11型機車基礎上，借鑒VL85型機車的Bo-Bo-Bo軸式，由2節(jié)結構相同的Bo-Bo-Bo軸式機車連接而成。
除了向蘇聯(lián)鐵道部交付VL15型電力機車外，TEVZ還向俄羅斯聯(lián)邦摩爾曼斯克州Apatit磷灰石采礦-加工聯(lián)合體股份有限公司交付6組不支持再生制動的VL15A型電力機車。
研發(fā)背景
在1961年時，TEVZ推出當時車型代號為T8型、采用直—直傳動的VL10型電力機車。這款采用“一組兩節(jié)”固定重聯(lián)設計的干線貨運電力機車，由2節(jié)完全相同的4軸機車通過中間車鉤、橡膠聯(lián)掛風擋、電氣及空氣重聯(lián)管線等連接而成，可由司機在任何一端司機室對2節(jié)機車進行控制。
然而，VL10型機車在最初設計時并沒有外重聯(lián)控制，不能與另外一組VL10型機車重聯(lián)運行。而隨著線路牽引定數(shù)的不斷提升，列車重量的不斷提高，經(jīng)常需要運用由“一組半三節(jié)”外重聯(lián)的12軸電力機車，甚至是“兩組四節(jié)”外重聯(lián)的16軸電力機車。這樣一來，每節(jié)機車都需要有獨立電路。
TEVZ在VL10型電力機車的基礎上，于1975年推出了每節(jié)機車擁有獨立電路、支持外重聯(lián)的VL11型電力機車。每節(jié)VL11型機車司機室標志燈下放置了外重聯(lián)插座，用于連接重聯(lián)電纜，而外重聯(lián)插座被集合于SA-3型車鉤兩側的外重聯(lián)插座箱。這樣的設計后來被TEVZ延續(xù)到VL11M型機車上。
1977年~1980年間，蘇聯(lián)計劃生產(chǎn)采用架承式全懸掛轉向架的八軸直—直傳動電力機車，以代替VL10型和VL11型電力機車。在一些技術文獻中，新型電力機車的車型代號為VL14型。全蘇電力機車研究與設計院完成了這種電力機車的工作圖紙，其機械部分與VL84型電力機車保持最大程度地統(tǒng)一。
然而，NEVZ在測試交—直傳動VL81型和VL84型機車的牽引電動機架承式全懸掛轉向架時發(fā)現(xiàn)的問題，以及為了制造VL85型機車而進行的準備工作，導致對新的貨運電力機車的設計的修改，最終推出直—直傳動VL15型電力機車。
VL15型（ВЛ15；VL15-001號~VL15-023號、VL15-025號、VL15-027號、VL15-029號~VL15-031號、VL15-033號~VL15-044號）
1984年12月~1991年3月間，TEVZ為蘇聯(lián)鐵道部制造44組VL15型機車，編號為VL15-001號~VL15-044號，其中包括4組配備機車重聯(lián)裝置的VL15S型機車。4組VL15型機車——VL15-004號~VL15-007號機車，其標志燈和紅色警示燈設計與TEP70型內燃機車的設計相似。
與VL11和VL82型機車一樣，VL15型機車的每節(jié)機車都有獨立的主電路。每組機車有12臺TL-3型牽引電動機，其尺寸可與VL10型電力機車安裝的TL-2K型電動機互換。電機有6個主電源、6個附加電極和1個補償繞組。所有繞組的絕緣為F級，額定電壓為3 kV。當電壓為1.5 kV且冷卻空氣流量為110 m3/min時，TL-3型牽引電動機最大功率為750 kW，持續(xù)功率為700 kW，最大電流為535 A，持續(xù)電流為500 A，持續(xù)旋轉為810 r/min。
6臺TL-3型牽引電動機可以隨著速度提升，逐步進行串聯(lián)（6臺牽引電動機串聯(lián)）、串-并聯(lián)（2組牽引電動機串聯(lián)組并聯(lián)，每組3臺牽引電動機串聯(lián)）和并聯(lián)（3組牽引電動機串聯(lián)組并聯(lián)，每組2臺牽引電動機串聯(lián)）連接。
VL15型機車的每節(jié)機車的頂部有2個T-5M1型受電弓。在VL15型機車的操作過程中，規(guī)定停放和剛起動時升3個受電弓（行進方向的第一個、第二個和第四個）。當列車從車站側線出發(fā)，加速到5-10 km/h的速度且距離最近的道岔至少15-20米時，行進方向的第一個受電弓降下。
VL15S型（ВЛ15С；VL15S-024號、VL15S-026號、VL15S-028號、VL15S-032號）
VL15型機車在設計之初并不打算重聯(lián)運行，因為TEVZ認為由于機車供電設備的運行條件（機車在小時模式的電流值為535 A×12=6420 A），同時使用24臺牽引電動機是不可接受的。然而，考慮到實際可行性，TEVZ于1988年~1989年間制造出廠的VL15-024號、VL15-026號、VL15-028號以及VL15-032號機車，每節(jié)機車司機室端面配備了4個RU-51M型機車外重聯(lián)插座，用于“一組半三節(jié)”重聯(lián)或者是“兩組四節(jié)”重聯(lián)運行。
這4組VL15型機車被定型為VL15S型。然而，它們后來在進廠大修時，其機車外重聯(lián)插座均被移除。
每節(jié)VL15型機車具有2個TL-110M型離心式電機風扇，由TL-122型電動機驅動，轉速為515 r/min。電機風扇支持串聯(lián)和并聯(lián)2種連接方式。
VL15A型（ВЛ15?。籚L15A-001號~VL15A-006號）
為了取代VL22M型機車，TEVZ于1988年~1989年間，為Apatit制造6組VL15A型機車。和TEVZ先前為諾里爾斯克工礦鐵路制造的VL10N型機車一樣，VL15A型機車不支持再生制動，因而其總風缸安裝于車體內。
從蘇聯(lián)鐵道部到俄羅斯鐵路股份公司
前3組VL15型機車——VL15A-001號~VL15A-003號機車制造出廠后，配屬于斯維爾德洛夫斯克鐵路局斯維爾德洛夫斯克-調車機務段。1987年1月~5月間，這3組VL15型機車一度轉配到同樣由斯維爾德洛夫斯克鐵路局管理的楚索夫斯卡亞機務段；1987年5月~1990年間，它們又轉移配屬回斯維爾德洛夫斯克-調車機務段。
從1986年制造出廠的VL15A-004號機車開始，后續(xù)制造出廠的41組VL15型機車配屬于東西伯利亞鐵路局伊爾庫茨克-調車機務段。1990年2月~12月，VL15-031號機車在十月鐵路局坎達拉克沙機務段試運行，后被送回伊爾庫茨克-調車機務段；同年，前3組VL15型機車亦由斯維爾德洛夫斯克-調車機務段轉移配屬到伊爾庫茨克-調車機務段。
1991年，隨著蘇聯(lián)國內政治形勢的急劇變化，多個加盟共和國先后宣布獨立。1991年12月25日，Mikhail Sergeyevich Gorbachyov宣布辭去蘇聯(lián)總統(tǒng)職務，蘇聯(lián)正式解體。1992年1月20日，俄羅斯聯(lián)邦總統(tǒng)Boris Nikolayevich Yeltsin發(fā)布第28號總統(tǒng)令，組建俄羅斯聯(lián)邦鐵道部，取代早已名存實亡的蘇聯(lián)鐵道部，并接收俄羅斯聯(lián)邦境內原由蘇聯(lián)鐵道部所屬的鐵路企業(yè)、機構、管理部門的工作業(yè)務和財產(chǎn)。
在這樣的情況下，這些VL15型機車，至伊爾庫茨克-調車機務段乃至東西伯利亞鐵路局，均由新組建的俄羅斯聯(lián)邦鐵道部繼承。此后到1995年間，伊爾庫茨克-調車機務段有3組VL15型機車因各種原因報廢除籍。1993年，VL15-004號機車因不明原因改號為VL15-031號機車（且運用至今），而后者原有的A節(jié)和B節(jié)機車后來分別被編入VL15-027號和VL15-034號機車。
1995年，濟馬—伊爾庫茨克—斯柳江卡電氣化區(qū)段（377 km）由直流3 kV供電改為交流25 kV 50 Hz供電后，這些機車中的大部分機車從貝加爾湖畔轉配至位于北極圈內的十月鐵路局坎達拉克沙機務段。
2001年，洛烏?！柭箍穗姎饣瘏^(qū)段（450 km）由直流3 kV供電改為交流25 kV 50 Hz供電后，這些機車再次轉配至位于列寧格勒州東部的十月鐵路局沃爾霍夫機務段至今。
截至2021年12月，沃爾霍夫機務段尚有24組VL15型機車在役。
在Apatit的運用情況
除VL15A-001號機車已報廢除籍外，現(xiàn)在由俄羅斯聯(lián)邦PhosAgro化工控股公司控股的Apatit，還有5組VL15A型機車在役。20世紀90年代末，VL15A-005號機車在尤克斯波里奧克站內，與VL22M-966號機車發(fā)生側面沖突事故。這次事故之后，VL22M-966號機車于2000年報廢除籍，VL15A-005號機車經(jīng)修復后，繼續(xù)運用至今。
2016年，VL15A-004號機車車體被題字“Имени машиниста электровоза Зори Т.В.”，意指“電力機車司機T. V. Zori”號；而VL15A-004號機車車體則被題字“Имени машиниста-инструктора Носкова С.В.”，意指“指導司機S. V. Noskov”號。
然而，出于生產(chǎn)運輸需要，Apatit時常從十月鐵路局沃爾霍夫機務段租借一些VL15型機車至公司內運用。
如果說，交—直傳動的VL85型機車因為其獨特的外觀和大尺寸，而被火車迷們昵稱為“公?！钡脑挘敲摧喞cVL85型機車相似，但采用直—直傳動的VL15型和VL15型機車，則被昵稱為“恐龍機車”。
大修
VL15型和VL15A型機車的大修，主要由位于車里雅賓斯克州車里雅賓斯克的ChERZ承擔。不過早在1995年底，伊爾庫茨克-調車機務段利用濟馬—伊爾庫茨克—斯柳江卡區(qū)段改為交流供電的機會，將VL15-029號機車送往ChERZ，在那里拆下可用零件，但有說法稱這組機車的其中一節(jié)機車后來成了VL15-030號機車的A節(jié)機車。
2006年~2011年間，沃爾霍夫機務段先后將VL15-002號和VL15-013號機車送往ChERZ進行大修，但由于各種原因，ChERZ并沒有對這2組機車進行大修。2011年9月，VL15-002號和VL15-013號機車被送回沃爾霍夫機務段，次年報廢除籍。
2019年，Apatit將“電力機車司機T. V. Zori”VL15A-004號機車送往ChERZ進行大修，但同樣由于各種原因，ChERZ并沒有對這組機車進行大修。VL15A-004號機車后來返回Apatit，但它的受電弓卻由送往ChERZ進行大修前的雙臂式受電弓更換為單臂式受電弓。
2020年，沃爾霍夫機務段將VL15-033號機車送往ChERZ進行大修，但同樣由于各種原因，ChERZ并沒有對這組機車進行大修。2021年3月，這組VL15-033號機車在ChERZ報廢除籍。
改造：GT1h-001號機車（ГТ1h-001）
2006年12月，俄羅斯鐵路股份有限公司與薩馬拉庫茲涅佐夫設計局簽署協(xié)議，研制基于NK-32型渦輪扇發(fā)動機的NK-361型燃氣渦輪扇發(fā)動機，以此為研發(fā)GT1型燃氣渦輪機車做好準備。2007年，時配屬于十月鐵路局沃爾霍夫機務段的VL15-008號機車被送往VTZ。在那里，機車裝上NK-361型燃氣渦輪扇發(fā)動機，定型為GT1-001號機車。
2008年7月4日，GT1-001號機車在古比雪夫鐵路局的基涅利—朱古廖夫海區(qū)段首次進行3000 t列車牽引試驗。2012年，GT1-001號機車改造后更換了自己需要的柴油機和牽引發(fā)電機，定型為GT1h型（“h”指混合動力）。
技術數(shù)據(jù)表
注釋
⑴俄語：Тбилисский электровозостроительный завод。
⑵俄語：Новочеркасский электровозостроительный завод。
⑶俄語：Воронежский тепловозоремонтный завод。
⑷俄語：Челябинский электровозоремонтный завод。
⑸俄語：Локозавр，這個合成名詞，由“Локомотив”（“鐵路機車”）和“Динозавр”（“恐龍”）組成，直譯為“恐龍機車”。
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參考文獻
《Двенадцатиосные грузовые электровозы ВЛ15》，V.A.Rakov 著，《Локомотивы и моторвагонный подвижной состав железных дорог Советского Союза 1976-1985》，第46頁~第48頁
《ДВЕНАДЦАТИОСНЫЕ ГРУЗОВЫЕ ЭЛЕКТРОВОЗЫ ВЛ15》，Ye.R.Abramov 著，《Электроподвижной состав отечественных железных дорог》，第113頁~第117頁
參考鏈接
https://trainpix.org/list.php?mid=111
https://trainpix.org/list.php?mid=569
http://scbist.com/xx2/12944-elektrovozy-serii-vl15-i-ih-modifikacii.html
https://www.poezdvl.com/vl15/vl15_01.html
https://www.poezdvl.com/books/rakov/rakov1_11.html
https://trainshistory.ru/article/lokomotivy/magistralnye-elektrovozy/dvuhsistemnye/gruzovoi-elektrovoz-vl15
完稿時間：2021年12月19日
A0級發(fā)表時間：2021年12月19日
