В 1931 году, на этапе эскизного проектирования грузового паровоза американского типа 1-5-1 «Санта-Фе» (под шифром «1П»), было предложено использовать его котёл и цилиндры паровой машины для нового мощного пассажирского паровоза… Это предложение полностью отвечало основной доминирующей концепции развития советского паровозостроения — ориентация на передовой северо-американский опыт. При этом, Луганский «завод-гигант» мог расчитывать на дополнительные заказы и освоить крупносерийное производство пассажирского типа в кратчайшие сроки и с наименьшими затратами… Примечательно, что относящиеся к категории «мощный-пассажирский», паровоз типа 2-4-0, серии М, конструктивно в значительной степени соответствовал европейскому типу и поэтому считался неперспективным для сети дорог СССР. Проектируемый Коломенским заводом «мощный» пассажирский тип 1-4-1, конструктивно являлся развитием типа 1-3-1 серии Су (топка типа Бельпер, листовая рама, умеренная осевая нагрузка на рельсы) должен был воплощать опыт и новейшие достижения старой русской и советской школы паровозостроения, мог строиться на старых заводах, при этом конструктивно не соответствовал технологическим возможностям реконструированного Луганского завода.
Техническое задание на эскизный проект перспективного мощного пассажирского паровоза устанавливало следующие требования:
1.Сила тяги на 50 % выше чем у серийного пассажирского паровоза типа 1-3-1 серии Су, при средней нагрузке на рельсы от движущей колёсной пары — до 20 тонн (такой же как и у проетируемого грузового типа 1-5-1);
2.Использование котла, цилиндров паровой машины и максимально возможного количества взаимозаменяемых конструктивных элементов от проектируемого грузового типа 1-5-1;
Начало разработки эскизного проекта пассажирского типа (под шифром «2П»), было начато в ТБ ОГПУ, сразу же после завершения эскизного проекта грузового типа 1-5-1 (под шифром «1П»).
Основная задача эскизного проектирования состояла в обосновании осевой формулы определяющей тип пассажирского локомотива — наилучшим образом соответствующей условиям эксплуатации при ограниченной осевой нагрузке — 20 тонн, на верхнем строении пути с рельсами типа «II-а».
К этому времени, в Северной Америке успешно эксплуатировались мощные пассажирские паровозы типов: 2-4-1 «Маунтен»; 2-3-2 «Гудзон» и 2-4-2 «Локованна», спроектированные с учётом допустимых осевых нагрузок на рельсы значительно превышающих значение 20 тонн… В этой связи, как и при эскизном проектировании грузового типа 1-5-1, разработчики стремясь максимально облегчить конструкцию, добивались максимально возможного соответствия параметров основных частей паровоза: котла, паровой машины и экипажной части — требованию обеспечения расчётной силы тяги.
К концу апреля 1931 года, по завершению разработки эскизного проекта грузового типа 1-5-1, на этапе проработки его технического проекта, определились основные массово-габаритные характеристики котла… Стало очевидно, что задняя поддерживающая ось будет испытывать значительную нагрузку… Это обстоятельство было учтено при эскизном проектировании пассажирского типа, имеющего более высокую конструкционную скорость… Вариантная оценка существующих пассажирских типов, в частности показала, что: тип 2-3-2 — с учётом весовых ограничений по осевой нагрузке — 20 тонн — не обеспечивает силы тяги по сцеплению, достаточной для вождения тяжёлых пассажирских поездов, и может быть реализован лишь в качестве курьерского, желательно при меньшей цилиндровой мощности; тип 2-4-1 — рассматриваемый Управлением тяги НКПС в качестве приоритетного варианта, как и грузовой тип 1-5-1 имел-бы перегруженную заднюю поддерживающую ось, что неприемлемо по воздействию на путь для пассажирских скоростей движения; тип 2-4-2 — разгружает сцепные оси до значений ниже 20 тонн, поэтому, так же не обеспечивает проектной силы тяги по сцеплению, кроме того, при заданных параметрах цилиндров имел бы повышенную склонность к боксованию. В итоге, для проектируемого мощного пассажирского паровоза, впервые в Мире! была принята осевая формула 1-4-2. Примечательно, что созданный ранее (в 1925 году) Северо-Американский тип 1-4-2 «Berkchir», являлся исключительно грузовым по назначению, он имел переднюю поддерживающую тележку системы «Биссель». Советский же — «пассажирский Беркшир», в отличие от американского, должен был иметь переднюю поддерживающую тележку сочленённого типа, системы «Краусс-Гельмгольц». 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 2-х осную тележку.
Технический проект пассажирского типа 1-4-2, разрабатывался на основе утверждённого эскизного проекта, имел своей задачей спроектировать узлы паровой машины (движущий и парораспределительный механизмы, сцепные колёсные пары) и экипажной части (главную раму, поддерживающие тележки, систему рессорного подвешивания), с учётом установки котла и паровых цилиндров от грузового типа 1-5-1, обеспечить оптимальное распределение подрессоренных масс по сцепным и поддерживающим осям, в соответствии с условиями эксплуатации пассажирского локомотива. Рабочий проект (подетальная разработка рабочих чертежей) имел своей целью обеспечить максимально воможную технологическую преемственность и унификацию деталей и узлов экипажной части пассажирского типа 1-4-2, с грузовым типом 1-5-1, с целью обеспечения условий для быстрого и при минимальных затратах освоения крупносерийного производства мощного пассажирского паровоза на Луганском заводе.
В процессе проектирования экипажной части для типа 1-4-2, были заново спроектированы главная рама, хвостовик главной рамы, при этом поперечные скрепления главной рамы, задний стяжной ящик были использованы от типа 1-5-1. Передняя поддерживающая тележка спроектирована сочленённого типа, системы «Краусс-Гельмгольц», 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 2-х осную тележку. Задняя двухосная поддерживающая тележка системы «Биссель» принята конструктивно идентичной грузовому паровозу американской постройки серии Та. Колёсные пары для передней и задней поддерживающих тележек, в целях унификации с грузовым типом 1-5-1, выбраны диаметром по кругу катания — 1050 мм, таким же как и у 6-ти осного тендера «тип 17», спроектированного Луганским заводом специально для второго опытного и последующих серийных паровозов типа 1-5-1 серии ФД. Такое решение, в свою очередь, повлияло на конструктивное исполнение задней поддерживающей тележки грузового типа 1-5-1. Начиная с паровоза ФД20-3, задняя поддерживающая тележка системы Бисель претерпела конструктивные изменения, в частности, вместо колёсной пары с диаметром по кругу катания 1200 мм (ФД20-1 и ФД20-2), установлена колёсная пара унифицированная с тендером «тип 17», диаметром по кругу катания — 1050 мм.
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 «Локованна», 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 завершению разработки эскизного проекта грузового типа 1-5-1, на этапе разработки его 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 так же 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 «Berkchir», 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 2-х осную 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 пассажирскими поездами, 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, стремясь 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.
Участник:Абрамов В.Г./Паровозы серии ИС. Архив..