Na koleje vypustili tryskáče. Turbínové lokomotivy rvaly ušní bubínky, dnes jsou ve šrotu

Železniční historie nezná šílenější kapitolu. Inženýři se pokusili vzít motory z válečných lodí a bombardérů a posadit je na koleje. Výsledek? Stroje s brutálním výkonem, které sice utáhly celé kilometry vagonů, ale svým řevem děsily celá města a ekonomicky byly naprostou katastrofou.

Snaha o zařazení turbínových lokomotiv do běžného provozu patří k nejzajímavějším kapitolám železniční historie. Šlo o snahu využít principy používané v energetice, lodnictví či letectví a přenést je na koleje, s cílem získat stroje s vysokým výkonem, nižší hmotností a efektivnějším provozem. Nakonec se však ukázalo, že to, co funguje na palubě válečné lodi či v elektrárně, není automaticky použitelné v podmínkách železniční dopravy. Přesto turbínové lokomotivy vznikaly ve Švýcarsku, Německu, USA, Sovětském svazu či Československu a každá z nich přinesla nové poznatky, které ovlivnily další vývoj.

Počátky turbínových lokomotiv: švýcarský experiment Zoelly

První snahy využít parní turbínu v lokomotivě sahají na přelom 19. a 20. století. Nejambicióznější z raných projektů byla švýcarská lokomotiva Zoelly, vyvinutá mexicko-švýcarským inženýrem Heinrichem Zoellym. Její konstrukce vycházela z přesvědčení, že turbína může být účinnější než klasický pístový stroj. Lokomotiva obsahovala rotační turbínu, kondenzátorový systém a komplexní převodovku.

Ve své době šlo o výraz technické odvahy, ale také o zásadní střet idejí. Turbína měla vysokou účinnost při stálých otáčkách, jenže železnice je doménou častých rozjezdů, brzdění a změn zatížení. Testy ukázaly, že Zoelly nedokáže sama uvést těžší vlak do pohybu a musela být roztlačena jinou lokomotivou. Problémy způsoboval i systém couvání založený na komplikovaném reverzačním převodu, který byl hlučný a neefektivní. Tyto nedostatky popisují i archivní záznamy, podle nichž strojvedoucí nechtěli s lokomotivou moc často couvat právě kvůli extrémnímu hluku a nepříjemným vibracím.

Zoelly se nakonec stala jen experimentem, který inspiroval další projekty, například německou turbínovou lokomotivu Krupp-Zoelly. Obě konstrukce však brzy zastínil nástup elektrifikace a první výkonné diesely.

Turbínová lokomotiva v USA: gigantický výkon i realita provozních nákladů

V polovině 20. století se turbínové lokomotivy objevily i ve Spojených státech. Nejznámější byly plynoturbínové lokomotivy Union Pacific od společnosti General Electric, které dosahovaly výkonu přes 4 500 kW a používaly jako palivo levný těžký olej. Díky vysokému výkonu dokázaly vléct dlouhé nákladní vlaky přes Skalnaté hory. Americké turbínové lokomotivy Union Pacific byly ve své době nejvýkonnějšími stroji na světě, ale jejich provoz rychle odhalil skryté slabiny.

Turbíny spalovaly levný mazut, ovšem v objemech, které dělaly provoz extrémně nákladným. Navíc palivo obsahovalo nečistoty a kovy, které při spalování zanášely lopatky turbín a snižovaly jejich životnost. V letních měsících se výkon strojů propadal kvůli vysokým teplotám, které zhoršovaly účinnost spalování. Problémem byla také samotná konstrukce spalovacích komor, kde panovaly extrémní teploty a docházelo k výrazným tepelným ztrátám. Lokomotivy musely vozit obří tendry s palivem a jejich provoz doprovázel silný hluk i výrazné emise. Pokusy s alternativním propanem sice dočasně zlepšily čistotu spalování, ale ukázaly se jako nepraktické. Když cena mazutu vzrostla, výhoda turbínových lokomotiv se zcela rozpadla a Union Pacific je během 60. let postupně nahradil diesely.

 Československá turbínová lokomotiva TL 659: řev jako při náletu

V 50. letech se turbínové trakci věnovalo i Československo. Škodovka v Plzni vyrobila dva prototypy TL 659.0, známé jako „Turbínovka“. Stroj měl dvouhřídelovou spalovací turbínu s mechanickým přenosem výkonu a používal těžký topný olej M-olej z hydrogenace uhlí. Technicky šlo o velmi odvážný projekt. Turbínovka zvládla odvézt rekordní náklad 6 486 tun a měla potenciál nahradit parní lokomotivy v těžké nákladní dopravě.

Jenže realita provozu byla jiná. Turbína měla obrovskou spotřebu, až tunu paliva za hodinu, a převodovka trpěla při častém řazení. Stroj byl navíc tak hlučný, že opakovaně uváděl do pohotovosti armádní hlídky na západní hranici, protože zvuk připomínal letecký nálet. První prototyp dokonce roku 1959 málem shořel a zachránil jej náhodný kolemjdoucí hasič. Druhý prototyp sice přinesl dílčí zlepšení, ale turbínová koncepce se ukázala jako slepá ulička. Vývoj lokomotivy byl do poloviny 60. let zrušen a všechny prototypy byly sešrotovány.

Rusko: první turbínová lokomotiva na LNG

Sovětský svaz patřil k nejvytrvalějším experimentátorům. Už v roce 1959 vznikly lokomotivy G1-01 a GP1, později prototyp GT101. Ty však nepřinesly zásadní průlom. Skutečnou renesanci představovala až moderní ruská GT1-001, první turbínová lokomotiva na zkapalněný zemní plyn (LNG).

Lokomotiva vznikla v roce 2006 přestavbou z elektrické VL15 a používala turbínu NK-361 s výkonem 8 300 kW. NK-361 byla vyrobena podle letecké turbíny, což jí vyneslo přezdívku „lokomotiva s duší bombardéru“. V testech zvládla utáhnout až 170 vagonů o celkové hmotnosti 16 tisíc tun, což odpovídá výkonu několika elektrických lokomotiv. Ani tento projekt se však nevyhnul limitům. Hlučnost dosahovala až 120 dB, což odpovídá výstřelu z děla. Provoz LNG vyžadoval drahou infrastrukturu a turbína měla náročnou údržbu. Proto zůstaly jen dva stroje GT1h-001 a GT1h-002, které dnes jezdí na trati na jihu Rusku.

Proč se turbínové lokomotivy neprosadily

Ačkoliv jejich výkon byl často ohromující, existovala řada překážek, které postupně odhalily limity celé koncepce. Hlučnost turbín byla extrémní a technici museli řešit vibrace i akustickou zátěž, což komplikovalo provoz zejména v obydlených oblastech. Spotřeba paliva byla vysoká, protože turbíny pracují nejúčinněji při stálých otáčkách a železniční provoz s množstvím rozjezdů a změn výkonu tak turbínám vůbec neprospívá.

Dalším problémem byla citlivost turbín na nečistoty, kvůli nimž docházelo k poškození lopatek a zkrácení životnosti celých agregátů. Zásadním faktorem se nakonec ukázala i ekonomika: údržba, palivo a provozní náklady byly ve srovnání s dieselovými a elektrickými lokomotivami často příliš vysoké. To vše se spojilo s rychlým pokrokem v elektrické trakci a s rozvojem výkonných dieselů, které nabídly levnější, jednodušší a spolehlivější řešení.

Ale většina byla futuristická designově, pohon měli konvenční.
Těch pár pokusů o aerodynamickou kapotáž parní lokomotivy, kde fíra seděl v čumáku nepočítám.
Ale turbínové vlaky jezdili pokud vím jen tři.
Brzo se ukázalo, že pro železnici to není praktické ani ekonomické

— Datel z Opičích hor (@Karel_Datel) November 18, 2020

Dnešní železnice sází na jiné technologie. Turbína zůstává spíše doplňkovým zdrojem energie v prototypových projektech, případně v kombinaci s alternativními palivy. Přesto vývoj turbínových lokomotiv ukazuje odvahu konstruktérů hledat neprobádané cesty. Ať už jde o švýcarskou Zoelly, československou Turbínovku či ruskou GT1-001, všechny tyto projekty rozšířily technické hranice a zanechaly výraznou stopu v historii.