Vlakový mrzák s motorem z parníku: Dělal šílený kravál, a když měl jet, museli ho tlačit

Měl to být vrchol lidského inženýrství – tichý, rychlý a úsporný turbínový kolos. Jenže realita byla krutá. Lokomotiva Zoelly sice vypadala jako z jiného světa, ale v praxi se nedokázala ani rozjet s těžším nákladem. Byla tak slabá, že ji do pohybu musel postrkovat jiný vlak, a při couvání dělala takový kravál, že strojvedoucí raději utíkali.

Lokomotiva Zoelly představovala jeden z nejambicióznějších pokusů modernizovat parní trakci pomocí rotační turbíny v době, kdy železnice směřovala k elektrifikaci a dieselu. Svou konstrukcí ukázala technickou odvahu i limity, které nakonec zabránily širšímu uplatnění turbínového pohonu na kolejích.

Lokomotiva Zoelly patří mezi nejodvážnější projekty své doby. Pokusila se nahradit tradiční pístový parní stroj rotační turbínou, což bylo ve světě železnice tehdy zcela mimo zavedené postupy. Lokomotiva Zoelly přitom nevznikla jako nahodilý experiment, ale jako výsledek dlouhodobé víry svého konstruktéra, že parní turbína je účinnějším a elegantnějším zdrojem hnací síly než jakýkoli pístový mechanismus.

V době, kdy se železnice nacházela mezi dvěma epochami, koncem parní trakce a začátkem éry elektřiny a dieselu, představovala lokomotiva Zoelly téměř ideologické vyjádření, že parní technologie se nemusí vzdávat své pozice bez boje. Heinrich Zoelly se pokusil dokázat, že turbína dokáže v praxi nabídnout vyšší účinnost, rovnoměrnější chod a potenciálně i nižší provozní náklady. Stroj, který nesl jeho jméno, se proto stal jedním z nejzajímavějších konceptů, které se na evropských kolejích objevily.

Zoelly: pokus dostat turbínu z lodí do vlaku

Mexicko-švýcarský inženýr s německými kořeny Heinrich Zoelly, působící ve společnosti Escher Wyss, patřil mezi průkopníky více­stupňových parních turbín. Ty se tehdy rychle rozšiřovaly v energetice, lodním průmyslu i průmyslových provozech. Lokomotiva Zoelly byla pokusem přenést tento princip na železnici, kde stále dominoval pístový stroj. Úprava standardní parní lokomotivy na turbínový provoz znamenala zásadní zásah do její konstrukce. Válce, ojnice a rozvody zmizely a jejich místo zaujala turbína schopná pracovat při velmi vysokých otáčkách.

Lokomotiva Zoelly potřebovala převodové soukolí, protože rychlost otáčení turbíny byla nepoužitelná pro přímý pohon náprav. Výkon se proto přenášel přes složitý mechanický systém na hnací kola. Vznikla tak konstrukce, která byla v porovnání s tradičními stroji mnohem kompaktnější z hlediska samotného motoru, ale zároveň složitější v oblasti převodů a pomocných zařízení. Samotná turbína nabízela rovnoměrný chod a nižší vibrace, což teoreticky snižovalo opotřebení komponentů i kolejí.

Technologické vybavení Zoelly nebylo vhodné pro vlak

Lokomotiva Zoelly byla navržena jako kondenzující, takže para po průchodu turbínou nepřecházela do atmosféry, ale do kondenzátoru, kde se měnila zpět na vodu. Ta se vracela do kotle a maximalizovala tak využití paliva i vody. Kondenzátor však vyžadoval instalaci rozsáhlých chladičů a ventilátorů, protože turbína neprodukovala výfukové pulsy schopné vytvářet přirozený tah v kotli. Lokomotiva Zoelly tedy obsahovala celý systém nuceného tahu, což znamenalo další technologické vybavení.

Tento technický koncept měl své přednosti, zejména v ustáleném provozu, ale zároveň přinášel značná úskalí. Turbína pracuje nejlépe při stálých otáčkách, což odporuje charakteru železniční dopravy plné rozjezdů, brzdění a změn výkonu. Lokomotiva Zoelly se proto musela potýkat s výzvami, které nebyly typické pro její pístové předchůdce. Přesto byla důkazem, že turbínový pohon lze přizpůsobit i provozu na železnici, a její zkoušky vzbuzovaly na svou dobu značnou pozornost.

Strojvedoucí: S Zoelly raději necouvat

Jedním z nejvýraznějších provozních problémů byla schopnost rozjezdu. Lokomotiva Zoelly sice předváděla solidní výkon při ustálené rychlosti, ale při nízkých otáčkách turbíny měl stroj velmi slabou tažnou sílu. Z archivních záznamů vyplývá, že při testech s těžší soupravou nedokázala lokomotiva Zoelly sama vyvinout dostatečný počáteční tah, a proto musela být při několika zkušebních jízdách uvedena do pohybu pomocí jiné parní lokomotivy. Tato skutečnost ukazuje, jak zásadně odlišný je charakter výkonu turbíny oproti pístovému stroji a proč byla adaptace turbínové technologie na železnici komplikovanější, než se původně předpokládalo.

Zoelly Steam Turbine. Who can animate this. pic.twitter.com/xwvCee3gXC

— Daniel J. Costello (@DanCostellodeux) September 14, 2023

Dalším z málo známých provozních problémů byl způsob couvání stroje. Lokomotiva Zoelly používala pouze jednu turbínu pro jízdu vpřed i vzad, což znamenalo, že zpětný chod musel být řešen mechanicky. Reverzační převod byl proto velmi složitý a při zatížení produkoval výrazně vyšší hluk i vibrace, než by bylo u turbínového pohonu příhodno. Strojvedoucí uváděli, že couvání bylo kvůli hluku nepříjemná a velmi složité na ovládání, což podtrhuje, jak obtížné bylo přizpůsobit turbínu provozu na kolejích bez zásahu do samotného principu jejího fungování. Tento problém byl natolik výrazný, že pozdější německá konstrukce Krupp-Zoelly raději použila dvě samostatné turbíny, aby se nutnosti mechanické reverzace zcela vyhnula.

Zoelly prohrála boj s elektrickými lokomotivami

Lokomotiva Zoelly inspirovala další projekty, zejména německou lokomotivu Krupp-Zoelly z roku 1924, která nesla dvě turbíny – jednu pro jízdu vpřed a druhou pro zpětný chod. Tento model ukázal, že turbínový pohon lze přizpůsobit potřebám evropských železnic, které vyžadovaly schopnost provozu v obou směrech bez ztráty výkonu. Lokomotiva Krupp-Zoelly měla rovněž propracovanější kondenzátorový systém a vylepšené převody, takže byla blíže reálnému provozu než švýcarský prototyp.

Navzdory tomu však ani lokomotiva Zoelly, ani její následovníci nedokázali zvrátit trend směřující k elektrifikaci. Elektrické lokomotivy nabízely okamžitý výkon, snadné řízení, nízké provozní náklady a výrazně jednodušší údržbu. Dieselová trakce se navíc rychle vyvíjela a postupně překonávala turbínové stroje jak v robustnosti, tak v ekonomice provozu. Lokomotiva Zoelly se tak ocitla v situaci, kdy byla technologicky zajímavá, ale zároveň ekonomicky komplikovaná.

Zoelly – odvážný experiment, ale ve špatnou dobu

Přesto je její místo v historii nezpochybnitelné. Lokomotiva Zoelly ukazuje, jak daleko sahaly ambice konstruktérů, kteří nebyli ochotni přijmout konec parní éry bez pokusu o modernizaci tradiční technologie. Turbína představovala logický krok vpřed, pokud by se parní trakce dále rozvíjela. Zároveň se však ukázalo, že technologické prostředí té doby již směřovalo jiným směrem.

Lokomotiva Zoelly tak zůstává jako připomínka neuskutečněné budoucnosti, která mohla zásadně změnit podobu železničního provozu. Její konstrukční principy, provozní zkušenosti i další vývojové varianty představují cenný zdroj informací pro historiky i pro nadšence, kteří sledují neprošlapané cesty vývoje železniční dopravy. Dnešní pohled na lokomotivu Zoelly odhaluje nejen technickou odvahu, ale i limity, které neumožnily turbínové technologii prosadit se na kolejích v době prudkých technologických změn.