Parní lokomotiva

Parní lokomotiva, ve starší češtině také parovůz, je nezávislé trakční kolejové vozidlo, poháněné parním strojem, které představovalo od poloviny 19. století do poloviny 20. století nejdůležitější druh hnacího vozidla (lokomotivy) na železnici.

Historie

Vývoj parní lokomotivy byl umožněn vynálezem parního stroje a jeho zdokonalením Jamesem Wattem. Vynálezu parní lokomotivy předcházely pokusy s parními vozy. První vůz, pohybující se silou páry, sestrojil francouzský důstojník N. J. Cugnot v roce 1769. První parní lokomotivu, pohybující se po kolejnicích, sestrojil Richard Trevithick v roce 1804. Nejvýznamnějším konstruktérem se ale stal George Stephenson. Konstrukcí parních lokomotiv se zabýval od roku 1814. Později sestrojil například stroj Locomotion, který dal lokomotivám jméno, a především slavnou Rocket, jež dosahovala rychlosti 50 km/h, s níž 8. září 1829 zvítězil v soutěži na trati Liverpool–Manchester (u Rainhillu). Na Rocket uplatnil principy, využívané pak po celou další dobu existence parních lokomotiv, zejména konstrukci kotle s žárovými trubkami.

V době největšího rozvoje, který nastal kolem poloviny 20. století, jezdilo ve světě téměř čtvrt miliónu parních lokomotiv, které zabezpečovaly zhruba 90 % veškeré železniční dopravy. Nejrychlejší parní lokomotiva na světě jezdila ve Velké Británii. Byla to upravená lokomotiva společnosti London and North Eastern Railway A4 – Mallard, jež při rychlostním rekordu dosáhla rychlosti 203,5 km/h. Lokomotiva PRR S1 údajně dosáhla ještě vyšší rychlosti, jízda však nebyla dokumentována.

Infračervený snímek parní lokomotivy (zde polské řady Ol12) na kterém jsou dobře patrné úniky tepla

Přes mnohá vylepšení nebyla parní lokomotiva schopna obstát ve druhé polovině 20. století v konkurenci jiných druhů lokomotiv a to především pro:

nízkou energetickou účinnost parního stroje
pracnost obsluhy (velká náročnost na manuální práci lokomotivních čet)
prašnost a exhalace
velmi pomalá akcelerace
složitá příprava na provoz (roztápění kotlů ve výtopnách po několik hodin dopředu)
nutnost manipulovat s velkými objemy pohonných hmot, vody a odpadu (uhlí, popel a voda) spojené s nutností vybudování speciálních zařízení drážní infrastruktury určené pouze pro tyto účely (vodovody se systémem vodáren a vodních jeřábů v každé větší železniční stanici)
omezením maximální rychlosti (to je dáno maximální rychlostí pohybu pístů a problémy s vyvažováním oscilujících hmot hnacího mechanismu)

V Československu byla výroba ukončena roku 1958 a z pravidelného provozu ČSD byla poslední parní lokomotiva vyřazena roku 1980. Parní lokomotivy však příležitostně jezdily v pravidelném provozu až do roku 1983. Jedinou zemí s významnějším provozem parních lokomotiv je Čína (6 500 aktivních lokomotiv v roce 1996 – většina světového provozu posledních let). Ve zbytku světa jsou využívány sporadicky v místech výskytu levného uhlí (například Jižní Afrika) a jinde už jen pro turistické účely.

Konstrukce


Části lokomotivy s taženým tendrem, uspořádání 1'C1'
1 – Tendr se zásobou vody a uhlí 2 – Budka strojvedoucího 3 – Parní píšťala 4 – Táhlo rozvodu 5 – Pojistný ventil 6 – Turbogenerátor 7 – Písečník s potrubním rozvodem písku ke kolům 8 – Táhlo regulátoru 9 – Parní dóm 10 – Kompresor 11 – Dýmnice 12 – Přívod páry do parního stroje 13 – Dýmniční vrata 14 – Zábradlí 15 – Zadní běhoun 16 – Ochoz 17 – Rám lokomotivy 18 – Zdrž 19 – Pískovací trubka 20 – Spojnice 21 – Kulisa 22 – Ojnice 23 – Pístní tyč 24 – Válec a píst parního stroje	25 – Šoupátko 26 – Šoupátková komora 27 – Skříňový kotel, topeniště 28 – Žárové a kouřové trubky 29 – Válcový kotel 30 – Přehřívačové trubky 31 – Parní regulátor 32 – Přehřívač 33 – Komín 34 – Reflektor 35 – Brzdová hadice 36 – Vodojem 37 – Uhlák 38 – Rošt 39 – Popelník 40 – Nápravové ložisko spřaženého dvojkolí 41 – Vahadlo 42 – Listová pružnice 43 – Hnací dvojkolí 44 – Vzpěra nápravového ložiska 45 – Dyšna 46 – Přední běhoun 47 – Samočinné spřáhlo

Převažujícím stavebním materiálem je ocel.

Zajímavosti

Některé konstrukce parních lokomotiv jsou zajímavé. Například v někdejším Sovětském svazu byla vyrobena lokomotiva s hybridním pohonem s parním strojem s protiběžnými písty ve válcích. Rozjížděla se na páru, ale po dosažení určité rychlosti se přerušil přívod páry a zapnulo se vstřikovací čerpadlo nafty a dále stroj fungoval jako vznětový motor. Lokomotiva měla značnou hmotnost a mohla jezdit jen po některých tratích, protože na tratích s menší únosností se pod lokomotivou lámaly výměny.

Ve filmu je často vidět, jak strojvůdce topičovi otvírá a zavírá dvířka kotle přesně na vhození paliva. Je to z důvodu úspory paliva – při otevření dvířek na 4 s na jednu lopatu je ztráta tepla asi 3 %. Při topení hnědým uhlím je ztráta přibližně dvojnásobná. Při přikládání nesmějí zůstávat díry v ohni. Pokud jsou díry při stěnách topeniště, vede to k prudkému ochlazování stěn kotle a následně k netěsnostem^[1].

Za 2. světové války, při nočním leteckém útoku tzv. kotlářů nebo náletu obecně, bylo přísně zakázáno otvírat dvířka kotle a přikládat, i za tu cenu, že došla pára a vlak zůstal stát. Důvodem byla záře vycházející z topeniště, která mohla navést útočící stroj na lokomotivu. Pokud došlo k zásahu vytopeného lokomotivního kotle, mohl být tlak unikající páry, případně exploze tak silná, že dokázala převrátit mnohatunovou lokomotivu.

Za první světové války u frontové železnice, a za druhé světové války po celé okupované Evropě měly lokomotivní čety největší obavy z nočních směn, když byl měsíc v úplňku. Za měsíční noci jsou lesknoucí se koleje z letadla dobře vidět, a zrovna tak i jedoucí vlak, i když je zatemněný. Za dne letadlo viděli a měli šanci zastavit a od lokomotivy utéci. Za noci tuto šanci neměli. Když začaly dopadat střely, skočili do tendru a zalehli do uhlí, nebo vylezli ven na schůdky, pod úroveň dveří, které zavřeli a drželi se. Měli strach, že kotel dostane takový zásah, že proud vařící vody nebo přehřáté páry vnikne do budky – smrt byla pak hrozná. Nejhorší bylo, když střely prostřelily obě stěny kotle v místě topeniště. Prudký tlak přehřáté páry vyrazil do topeniště a doslova vystřelil přikládací dvířka. Do budky vrazila přehřátá pára, vařící voda a žhavé uhlí z topeniště.

Konstruktéři parních lokomotiv

George Stephenson a Robert Stephenson – tvůrci prvních prakticky použitelných lokomotiv
Richard Trevithick – tvůrce prvních lokomotiv
Karl Gölsdorf – významný rakouský konstruktér
Vojtěch Kryšpín – český konstruktér a tvůrce značení lokomotiv ČSD
Edmund Heusinger – německý vynálezce lokomotivního rozvodu
Anatole Mallet – vynálezce sdruženého parního stroje, konstruktér dělených lokomotiv pro horské trati a jednokolejnicové dráhy
André Chapelon – francouzský konstruktér, jeho konstrukce představují vrchol parní éry
Joseph Anton von Maffei – německý konstruktér, průkopník železniční dopravy v Bavorsku
Herbert William Garratt – vynálezce garratek – lokomotiv soustavy Garratt