W połowie lat 20. gwałtownie wzrósł przepływ towarów na magistrali kolejowej Baku – Tbilisi – Batumi.
Ponieważ ropa bakijska była eksportowana przez port w Batumi, w kierunku zachodnim dominował ruch pociągów cysternowych. Na wschód pociągi towarowe przewoziły drewno z Borżomi, rudę z Chiatury, towary importowane oraz puste cysterny z Batumi.
Najtrudniejszym odcinkiem trasy był fragment Chaszuri – Zestafoni o długości 63 km. Od Zestafoni stalowe szyny wiły się serpentyną w góry, na przełęczy Suramskiej przechodziły przez czterokilometrowy tunel, a następnie opadały do stacji Chaszuri. Różnica wysokości na tym odcinku sięgała 500 m, droga nieustannie zakręcała, tak że łuki o promieniu mniejszym niż 200 m stanowiły ponad jedną trzecią całej trasy. W ciągu doby udawało się przepuścić jedynie 20–22 pary pociągów. I oto dlaczego.
W pociągach cysternowych co 10–15 wagonów – które wówczas nie były jeszcze wyposażone w hamulce – doczepiano platformy załadowane kamieniem z ręcznym hamulcem. Na tych platformach w podróż wyruszała cała brygada hamulcowych. Na przełęcz skład wciągały dwa lub trzy parowozy. Podczas zjazdu maszynista lokomotywy prowadzącej rozpędzał pociąg do prędkości 40–45 km/h i w najbardziej niebezpiecznych miejscach dawał sygnał gwizdkiem. Usłyszawszy go, maszyniści wszystkich parowozów oraz hamulcowi na platformach zmniejszali prędkość do 10–12 km/h. Wymagało to wysokiej koordynacji działań. Klocki hamulcowe rozgrzewały się do czerwoności i dosłownie spalały po kilku kursach. Sadza, zmieszana z parą z parowozów, spowijała cały skład.
Zdarzało się, że pociąg tak się rozpędzał, iż wykolejał się. Aby zapobiec wypadkom, na końcu długich i najbardziej stromych zjazdów budowano pułapki–ślepe tory z przeciwstawnym podjazdem o długości do 1 km. To właśnie w nie wpadały „zerwane” pociągi. Jednak mimo wszystkich środków ostrożności ruch przez przełęcz wiązał się z dużymi trudnościami, a czasem i ryzykiem.
Wyjście z sytuacji można było znaleźć tylko przechodząc z trakcji parowej na elektryczną. Taką decyzję podjęła 7 maja 1926 roku Rada Pracy i Obrony. Kilka miesięcy później rozpoczęły się prace przygotowawcze. Po dwóch latach przystąpiono do budowy sieci trakcyjnej, podstacji trakcyjnych i linii wysokiego napięcia.
Już w 1921 roku Komitet Techniczny NKPS opowiedział się za stosowaniem na kolejach prądu stałego o napięciu 1500 V dla ruchu podmiejskiego i 3000 V dla magistrali. Do końca lat 20. urządzenia na 3000 V były już dobrze dopracowane. Szczególnie nadawały się one do dróg górskich, ponieważ umożliwiały stosowanie w lokomotywach elektrycznych hamowania rekuperacyjnego.
W marcu 1931 roku prace na przełęczy Suramskiej wpisano na listę inwestycji priorytetowych. W nocy z 1 na 2 lipca 1932 roku linię wysokiego napięcia poddano próbie, a miesiąc później podano prąd do sieci trakcyjnej.
Budowa lokomotywy elektrycznej odbywała się w stołecznej fabryce elektromechanicznej „Dynamo”. Jeden z uczestników tej pracy, Ch. J. Bystricki, wspomina: „Przede wszystkim musieliśmy wykonać prototypowe próbki urządzeń trakcyjnych: silników, kontrolerów, przekaźników, styczników. Choć nasze przygotowanie teoretyczne było dość wysokie, brak doświadczenia produkcyjnego dawał się we znaki, tak że wiele części i zespołów trzeba było wykonywać ponownie, co wymagało czasu. Ale nie zniechęcaliśmy się. Młodość, upór i entuzjazm pomogły nam stworzyć bardzo potrzebną maszynę. To właśnie tę lokomotywę zakład jako pierwszą uruchomił w produkcji seryjnej”.
W sierpniu 1932 roku robotnicy zakładów maszynowych w Kołomnie przekazali do „Dynamo” część mechaniczną lokomotywy, a w listopadzie elektrowóz był już zmontowany. Otrzymał oznaczenie Ss, co oznaczało „Suramski Sowiecki”.
W tej serii elektrowozów zastosowano układ osi O—3o—O+O—3o—O. Silniki trakcyjne różniły się nieznacznie od używanych w WL19. Przełożenie przekładni wynosiło 4,45. Lokomotywy wyposażono w system hamowania rekuperacyjnego oraz urządzenia sterujące dwoma sprzężonymi elektrowozami z kabiny jednej maszyny.
Pierwszy egzemplarz, Ss11-01, przetestowano na Kolei Północnej i na początku 1933 roku przeniesiono na przełęcz Suramską. W ciągu roku dołączyły do niego jeszcze trzy takie same maszyny. Po elektryfikacji odcinka Chaszuri – Zestafoni prędkość na najstromszych podjazdach wzrosła 2–2,5 raza, masa pociągów o 20%, przepustowość o 92%, a koszt przewozu spadł o 57%. Szesnaście elektrowozów zastąpiło 42 parowozy serii E. Tylko w ciągu jednego roku kolejarze zaoszczędzili 14 tys. ton ropy, którą wcześniej spalano w kotłach parowozów. Ponadto zwolniono ponad 200 pracowników obsługujących odcinek.
W latach 1933–1934 zbudowano 21 elektrowozów serii Ss. Pracowały one również na kolei permskiej, gdzie działał już zelektryfikowany odcinek magistrali Kizel – Czusowska o długości 112 km, o górzystym profilu, długich podjazdach i zjazdach. Tam także wyniki były doskonałe. Masa pociągów wzrosła z 710 t do 1050 t, a prędkość ich jazdy z 19 km/h do 27 km/h. Przepustowość wzrosła ponad dwukrotnie.
29 marca 1935 roku na Kolei Permskiej sprzężone elektrowozy Ss11-16 i Ss11-18 poprowadziły szczególnie ciężki pociąg towarowy (o masie 2165 t). Ujawniły się przy tym zalety takiego systemu prowadzenia. Chodziło o to, że siła pociągowa pojedynczej lokomotywy, wskutek poślizgu nawet jednej osi, zmniejszała się prawie o 30%. Przy podwójnej trakcji krótkotrwały poślizg miał znacznie mniejszy wpływ na całkowitą siłę. Prawdopodobieństwo spadku prędkości, a tym bardziej zatrzymania składu, wyraźnie malało. Doświadczenia zdobyte w trakcie tych prób przydały się do zwiększenia przepustowości wielu zelektryfikowanych magistrali kolejowych.
Na górskich odcinkach elektrowozy serii Ss wykazały zalety hamowania rekuperacyjnego. Na przykład na kolei permskiej podczas zjazdu napięcie w sieci trakcyjnej wzrastało do 3300 V. Ułatwiało to dalszą pracę innej lokomotywy jadącej pod górę, oszczędzało energię elektryczną, zmniejszało zużycie obręczy kół i klocków hamulcowych, a płynność jazdy i prędkość na zjazdach wzrastały.
W latach powojennych elektrowozy serii Ss wielokrotnie modernizowano: silniki trakcyjne wymieniano na mocniejsze, doskonalono schemat sterowania. Takie maszyny oznaczano jako Sms. Dwie z nich (Sms–05 i Sms–14) stały się obecnie pomnikami. Można je zobaczyć na stałej ekspozycji przy lokomotywowni elektrycznej stacji Perm II.
OLEG KURIKHIN
kandydat nauk technicznych
