Pennsylvania Railroad 5550 (PRR 5550) — магистральный паровоз с двухрядным приводом, строящийся в США. С предполагаемым завершением к 2030 году локомотив станет 53-м примером класса паровозов T1 Пенсильванской железной дороги и единственным действующим локомотивом своего типа, [7] а также крупнейшим паровозом, построенным в США с 1952 года. Первоначально предполагаемая стоимость PRR 5550 составляла 10 миллионов долларов, но обновленная прогнозируемая стоимость в 7 миллионов долларов была опубликована с приобретением существующего тендера на дальние перевозки у Исторического общества Западной Нью-Йоркской железной дороги в августе 2017 года. [8] Строительство началось в 2014 году с отливки номерного знака локомотива в форме замкового камня . [8] По состоянию на февраль 2024 года локомотив был готов на 43%. [5]
Паровоз класса T1 компании Pennsylvania Railroad был одним из самых уникальных и противоречивых классов локомотивов, когда-либо построенных. Это было связано с его необычным дуплексным приводом 4-4-4-4 колесной формулы, использованием тарельчатого клапана Franklin Type A с качающимся кулачком и его характерной обтекаемостью, задуманной известным промышленным дизайнером Рэймондом Лоуи . [5] [1] T1 также был единственным классом дуплексов Pennsylvania, способным путешествовать по всей железнодорожной сети, и первым серийным локомотивом, разработанным для использования тарельчатого клапана. [5] Два прототипа локомотива T1 были построены в 1942 году компанией Baldwin Locomotive Works и получили номера 6110 и 6111 соответственно. Из пятидесяти произведенных единиц двадцать пять (с номерами 5500–5524) были построены на заводе Пенсильванской железной дороги в Алтуне , а двадцать пять (с номерами 5525–5549) — в Болдуине, что в общей сложности составило пятьдесят два локомотива класса T1. [9] Это сделало T1 самым массовым из всех локомотивов с двухрядным приводом Пенсильванской железной дороги. [5]
Класс T1 страдал от нескольких проблем с производительностью и конструкцией, включая трудности с тарельчатыми клапанами. [1] Оригинальные материалы, используемые для изготовления клапанов, были подвержены проблемам усталости , особенно когда локомотивы работали со скоростью свыше 100 миль в час. В 1947 году для решения проблем усталости был использован более прочный и устойчивый к усталости сплав, который был модернизирован для класса T1. [5] Тем не менее, конструкция тарельчатых клапанов Franklin Type A сделала несколько ключевых областей клапанов труднодоступными во время технического обслуживания и капитального ремонта. [1] Несмотря на эти проблемы, тарельчатые клапаны улучшили высокоскоростные характеристики T1, требуя меньше лошадиных сил и распределяя поток пара с большей точностью. [10] Локомотивы T1 были дополнительно обременены чрезмерной пробуксовкой колес на одном из двух наборов двигателей при запуске или на высокой скорости. [1] Пенсильванская железная дорога попыталась решить эту проблему, изменив расположение рессорных оснований на T1 — с одного основания, поддерживающего всех восьми водителей, на два основания, каждое из которых поддерживало один из локомотивов и прилегающую к нему тележку. [5] Однако полного решения проблемы пробуксовки колес найдено не было, хотя на дуплексе PRR Q2 -класса ранее был установлен «противобуксовочный» механизм. [1] [5] Одной из возможных причин является то, что инженеры, знакомые с более медленным действием дроссельной заслонки класса K4 , не были готовы к более быстрому отклику дроссельной заслонки T1. [5]
Прежде чем многие проблемы, преследовавшие класс T1, были решены, Пенсильванская железная дорога решила начать переход с паровой энергии на дизельную . Более того, эти проблемы гарантировали, что класс T1 будет выведен из эксплуатации до более надежных классов паровых двигателей, таких как K4. Локомотивы T1 были выведены из эксплуатации между 1952 и 1953 годами. Утилизация началась в 1953 году, [1] и последний сохранившийся T1 был списан в 1956 году. [5] Поспешная утилизация T1 оставила без ответа несколько вопросов, связанных с производительностью и техническими характеристиками. [5]
Pennsylvania Railroad T1 Steam Locomotive Trust, также известный как T1 Trust, является некоммерческой общественной благотворительной организацией, основанной в 2013 году. T1 Trust состоит из экспертов по железным дорогам, которые намерены построить 53-й экземпляр класса T1 и ввести его в эксплуатацию на основных паровых экскурсионных линиях в Соединенных Штатах. Последний серийный T1 имел номер 5549, что делает 5550 логичным выбором для номера нового локомотива. Целью T1 Trust было построить локомотив в течение 17 лет (к 2030 году) по оценочной стоимости в 10 миллионов долларов. [11] Цена основана на расчетных затратах на инфляцию , рабочую силу, материалы, изготовление, переоборудование и проектирование. Уроки, извлеченные во время строительства Tornado в Великобритании, также были приняты во внимание. [7] T1 Trust решил построить T1, а не проверенную конструкцию, такую как Hudsons класса J компании New York Central Railroad , чтобы проверить давно известные слухи о производительности класса T1 и избежать конфликта интересов с другими проектами по копированию локомотивов. [5]
Создатели PRR 5550 надеются побить мировой рекорд скорости пара, который удерживает LNER Class A4 4468 Mallard — 126 миль в час (203 км/ч). [6] 5550 будет работать по своей оригинальной конструкции без каких-либо серьезных модификаций в попытке побить рекорд. [12] Утверждалось, что локомотивы PRR T1 были способны развивать скорость свыше 140 миль в час (230 км/ч) с более легкими поездами из шести или семи вагонов, и T1 Trust полагает, что оригинальная конструкция T1 способна достичь этого. [11] [13]
Председателем T1 Trust является Брэдфорд Нобл, Скотт Макгилл — главный механик, Уэс Кэмп — директор по операциям, а Джейсон Джонсон — генеральный менеджер. [ 7] [8] Структура проекта похожа на ту, что использовалась A1 Trust для финансирования и строительства Tornado . Для этого T1 Trust обратился к базирующемуся в Великобритании A1 Trust и его техническому директору Дэвиду Эллиоту, который дал важные советы по организационной структуре и инженерным методам, которые следует использовать в случае отсутствия важной информации или чертежей относительно конкретных деталей локомотива или необходимых материалов. [7] Другие базирующиеся в Великобритании организации, которые помогают или работают с T1 Trust, включают BR Class 8 Steam Locomotive Trust , Caprotti Black 5 Limited и P2 Steam Locomotive Company . [12] T1 Trust имеет спонсорские программы, в рамках которых доноры могут выбрать спонсирование ведущих колес или других частей локомотива, а также спонсирование чертежей. Это, наряду с периодическими кампаниями Kickstarter , регулярными ежемесячными пожертвованиями, единовременными пожертвованиями и членством в «Клубе основателей» Фонда, помогает собрать необходимые деньги для строительства локомотива. [5] Директор по маркетингу Фонда Скотт Макгилл посетил Архив штата Пенсильвания в Гаррисберге, штат Пенсильвания , где он отсканировал сотни оригинальных чертежей и чертежей класса T1 Пенсильванской железной дороги из коллекции Пенсильванской железной дороги в цифровые форматы. [11] К ноябрю 2016 года большая часть работы по сканированию была завершена, и 1638 из 1798 необходимых чертежей и чертежей были отсканированы и приобретены Фондом T1. В коллекции отсутствуют только 150 чертежей, и они в основном состоят из простых крепежей и других легкодоступных коммерческих компонентов. [8] Цифровые сканированные чертежи, собранные T1 Trust, используются для создания подробных и сложных 3D-моделей с использованием программы автоматизированного черчения (САПР) Dassault Systèmes Solidworks . [6] Для строительства многочисленных деталей и компонентов локомотива T1 Trust заключает контракты с различными производителями и организациями, такими как Strasburg Rail Road или Diversified Rail Services. T1 Trust также печатает ежеквартальный информационный бюллетень под названием T1 Trail Blazer , который получают члены «Общества Keystone» Trust: группа доноров, которые либо обязуются жертвовать пожизненные доходы Trust, либо обязуются указать Trust в качестве бенефициара имущества. [5]В сентябре 2016 года Дойл МакКормак, машинист локомотива, наиболее известный по восстановлению и эксплуатации паровоза 4-8-4 GS-4 класса Southern Pacific 4449 , присоединился к T1 Trust в качестве члена консультативного совета организации. [8]
Строительство PRR 5550 официально началось 31 мая 2014 года с завершения бронзовой замковой пластины локомотива после успешного завершения первоначальной кампании Kickstarter , запущенной Trust. Номерная пластина была выкована традиционными методами членом T1 Trust Чаком Блардоном в кузнице амишей в округе Ланкастер, штат Пенсильвания . За этим последовало изготовление первого штифта приводного звена в октябре 2014 года. 2 мая 2014 года T1 Trust начал встречи и обсуждения с Федеральным управлением железных дорог , чтобы помочь гарантировать, что PRR 5550 построен в соответствии со стандартами FRA. Заявка T1 Trust в Службу внутренних доходов США (IRS) на работу в качестве одобренной на федеральном уровне благотворительной организации, освобожденной от налогов 501(3)(c), была одобрена в июле 2014 года. К марту 2015 года Steamtown National Historic Site , Steam Railroading Institute и Cuyahoga Valley Scenic Railroad выразили заинтересованность в том, чтобы T1 Trust использовал локомотив на своей территории. Частичный спонсор по имени Гэри Бенсман построил фару PRR 5550 в мае 2015 года и передал ее в дар T1 Trust. В знак благодарности имя Бенсмана было выгравировано на фаре Фондом. [8]
5550 планируется использовать тарельчатые клапаны с вращающимся кулачком Franklin Type B2 вместо тарельчатых клапанов с качающимся кулачком Type A из-за повышенной простоты обслуживания и превосходной производительности. Несмотря на необычную компоновку, это не первый случай использования тарельчатых клапанов Type B на Пенсильванской железной дороге класса T1. В 1948 году T1 номер 5500 был перестроен для использования тарельчатых клапанов Type B2 после разрушительного столкновения с K4s в Сент -Луисе, штат Миссури . Редуктор Franklin Type B применялся на нескольких локомотивах, начиная с 1948 года, включая K4s 3847, который был спроектирован или построен с обычными поршневыми клапанами. Тип B2 был разработан специально для T1, поскольку существующее расположение клапанов из редуктора Type A отличалось от типа B. 5500, возможно, первый локомотив, оснащенный двумя типами тарельчатого клапана, вскоре был отмечен за его превосходную производительность по сравнению с другими двигателями своего класса. Пенсильванская железная дорога в какой-то момент даже рассматривала возможность модернизации тарелок типа B2 на других T1, но это действие так и не было предпринято. [5] Стоит отметить, что Пенсильванская железная дорога также экспериментировала с идеей установки обычного клапанного механизма Walschaerts на T1 и модернизировала номер 5547 в такую конфигурацию. [1] Чтобы помочь в реконструкции тарелок типа B2, T1 Trust был великодушно предоставлен полный доступ к USATC S160 Class 2-8-0 USATC No. 611 компанией Bill Miller Equipment Sales. USATC 611 находится вместе со своим владельцем в Eckhart Mines, штат Мэриленд . USATC 611 был оснащен тарельчатыми клапанами Franklin Type D с вращающимся кулачком в 1950-х годах во время его работы в Форт-Юстисе , штат Вирджиния. T1 Trust надеется провести полную проверку и документирование ключевых особенностей в тарельчатых клапанах типа D, чтобы использовать их в качестве основы для реконструкции тарелок типа B2, предложенных для использования на 5550. Также есть надежда, что следственная работа и документация могут помочь в будущем восстановлении USATC 611. [8] P2 Steam Locomotive Company также планирует использовать тарельчатый клапан Franklin Type B Rotary Cam (хотя и более раннюю модель B1) для предлагаемой новой сборки паровоза LNER Class P2 , № 2007 Prince of Wales , и поделилась ценными проектными документами с T1 Trust, необходимыми для воспроизведения клапана. Компоненты клапанного механизма Caprotti будут исследованы, чтобы помочь воссоздать коробку передач тарельчатого клапана типа B2, поскольку некоторые из оригинальных чертежей коробки передач типа B2 были утеряны. Копии проектных документов и чертежей коробки передач Caprotti были предоставлены BR Class 8 Steam Locomotive Trust и Caprotti Black 5 Limited. [12]
Восемь ведущих колес Boxpok оригинальных T1 имели диаметр 80 дюймов (2032 мм). Такая конструкция обладает большей прочностью, чем обычные ведущие колеса со спицами, и идеально подходит для высокоскоростных операций. [11] 8 июля 2015 года T1 Trust запустил кампанию на Kickstarter под названием «Давайте начнем», чтобы собрать 20 000 долларов, которые будут использованы для проектирования и создания литейной модели для новых приводов Boxpok. Кампания достигла своей цели, и началось строительство литейных моделей, которое было завершено в октябре 2015 года. [8] Строительство литейных моделей было выполнено Liberty Pattern в Янгстауне, штат Огайо , с использованием сложной CAD-модели, созданной на основе предлагаемой четвертой колесной пары PRR 5550. Литье ведущих колес было присуждено компании Beaver Valley Alloy в Монаке, штат Пенсильвания [11] 26 февраля 2016 года компания Beaver Valley Alloy успешно отлила первое из восьми ведущих колес на своем литейном заводе. [5] Это историческое событие ознаменовало собой первый случай литья ведущего колеса паровоза в Соединенных Штатах с 1940-х годов. [11] По состоянию на май 2024 года было завершено изготовление семи из восьми ведущих колес локомотива. [14]
Кабина локомотива выполнена из алюминия. [8] Это не новая особенность, так как кабины предыдущих T1 также были сделаны из алюминия, что было сделано для снижения веса. Обтекаемость локомотива, как и кабины, также состоит из алюминиевой конструкции. [5] Оцифровка оригинальных чертежей кабины была выполнена JAKTOOL в Крэнбери, штат Нью-Джерси . 18 января 2017 года рамы и основные компоненты кабины были вырезаны Gemini Industrial Machine в Дувре, штат Огайо , начав строительство кабины. Строительство кабины было поручено Curry Rail Services в Холлидейсбурге, штат Пенсильвания . По совпадению, объект, в котором в настоящее время размещается Curry Rail Services, ранее был вагоноремонтным заводом Samuel Rea компании Pennsylvania Railroad. Кабина была завершена 10 июля 2017 года, хотя и неокрашенной. [8]
Строительство «носовой» части обтекаемой формы локомотива, также выполненной из алюминия, началось 10 ноября 2016 года компанией Gemini Industrial Machine. В этой части конструкции размещаются фара и номерной знак keystone. Используя существующие модели CAD, водоструйный резак , кузов, изготовление и покраску, нос был завершен 16 мая 2017 года с прикрепленными фарой и номерным знаком keystone. [8]
Рама локомотива находится в стадии изготовления на заводе в Дувре, штат Огайо [15] , а окончательная сварка начнется в сентябре 2024 года. [16]
После завершения этого локомотив будет готов на 50%. [17] Это самая сложная часть, которую называют «основой» всего локомотива, поскольку все прикручивается к ней: котел прикручивается к ней, а коробки колесных пушек входят в челюсти пьедестала. [18] : 28:59 Рама 5550 спроектирована так, чтобы иметь прочность, превышающую требования FRA по долговечности и работе на высокой скорости на 4 цилиндрах. [18] : 11:38 Расчеты паровой эры были возрождены для решения проблемы рыскания от возвратно-поступательных цилиндров. [18] : 13:45
26 января 2018 года T1 Trust объявила, что заказала первый и второй ряды огромного котла . Ряды являются крупнейшими частями PRR 5550, заказанными на сегодняшний день. Первые две секции котла будут изготовлены из стали толщиной 1 дюйм (25 мм) и каждая будет иметь диаметр 93 дюйма (2,4 м) и длину 12 футов (3,7 м). Секции будут сварными и будут включать отверстия для долива воды вместе с промывочными заглушками . После завершения сварные швы будут проверены рентгеновским излучением для обнаружения и предотвращения любых возможных дефектов или изъянов. Заказ был размещен у Continental Fabricators в Сент-Луисе, штат Миссури , которая по состоянию на февраль 2018 года участвует как минимум в 3 других проектах по строительству паровых котлов и участвует в проектах паровозов с 1980-х годов. [8] 6 марта 2018 года были завершены и сварены первые два котла, а 15 июня 2018 года был завершен третий котловой курс, который был приварен к первым двум. [19] [20]
Проектированием котла 5550 занималась команда инженеров котлов T1 Trust под руководством Вольфа Фенглера. Над проектированием котла также работали члены Trust Гэри Бенсман, Дэйв Гринер, Скотт Макгилл и Джейсон Джонсон. Команда перепроектировала котел T1 и конструкцию топки , чтобы превзойти текущие стандарты и нормы ASME. [8] В декабре 2019 года Trust официально запустил кампанию по сбору необходимых 150 000 долларов США для строительства топки.
В 2020 году был завершен и сварен весь котел. Также были завершены дымовая камера, обтекание дымовой камеры и камера сгорания. Эти компоненты были соединены вместе с носом к концу 2020 года.
7 августа 2017 года T1 Trust приобрел единственный сохранившийся 16-колесный тендер «Coast to Coast» у Western New York Railway Historical Society для последующего использования на PRR 5550. По данным Trust, покупка указанного тендера снижает общую стоимость проекта как минимум на 3 000 000 долларов США. [8] Первоначально предполагалось, что тендер № 6659 был построен для локомотива M1 класса 4-8-2 Mountain type. После проведения дополнительных исследований Trust обнаружил, что он был построен как вспомогательный тендер Coast to Coast и не был назначен ни на один локомотив. Это, а также его использование в качестве топливного бака для путевого департамента, вероятно, способствовали его сохранению. [21] Перед продажей Historical Society планировало выставить тендер позади PRR 4483, локомотива I1sa класса 2-10-0. В настоящее время тендер находится в Норт-Коллинзе, штат Нью-Йорк . [4] Фонд согласился помочь восстановить тендер, который в настоящее время работает в паре с I1sa Исторического общества в рамках соглашения о покупке тендера M1. Фонд планирует провести обязательное испытание тормозной системы тендера, восстановить тормозные системы, заменить масло в роликовых подшипниках и перевезти тендер в Гамбург, штат Нью-Йорк , для перекраски и окончательной реставрации. Чтобы помочь профинансировать восстановление тендера, Фонд создал отдельный фонд пожертвований для этой задачи и укажет имена всех жертвователей, которые пожертвуют 500 долларов или больше в фонд, на бронзовой табличке, размещенной на самом тендере. Общая стоимость восстановления тендера оценивается в более чем 50 000 долларов. [2] 5 октября 2017 года Фонду был передан в дар автоматический угольный кочерга. Двигатель, угольная дробилка, коробка передач, желоб кочерги и реверсивный клапан были пожертвованы Гэри Бенсманом и Уорреном Латомом. [8]
По состоянию на ноябрь 2023 года проект завершен на 43,3%. [22]
Экономические, нормативные и ответственные соображения потребовали, чтобы Trust внес некоторые изменения в эксплуатацию PRR T1. Локомотив будет сжигать нефть вместо угля и будет иметь многосекционную совместимость с дизельными локомотивами. Он также будет иметь современную 26-литровую тормозную систему и сигнализацию пробуксовки колес. Хотя он может работать на главной линии, это было бы неэкономично и, вероятно, будет работать со скоростью до 40 миль в час (64 км/ч) на ответвлениях. [23]