Локомотив Fairlie — это тип сочлененного паровоза с ведущими колесами на тележках . Локомотив может быть двусторонним (двойной Фэрли) или односторонним (одинарный Фэрли).
Хотя локомотивы Fairlie в настоящее время используются только на старинных железных дорогах , подавляющее большинство дизельных и электрических локомотивов в мире сегодня имеют форму, не сильно отличающуюся от Fairlie - два силовых грузовика со всеми ведущими осями, и многие также следуют двухмоторной конструкции Fairlie. законченная концепция, способная одинаково хорошо двигаться в обоих направлениях.
Шотландский инженер Роберт Фрэнсис Фэрли запатентовал свою конструкцию в 1864 году. Он пришел к убеждению , что традиционная модель локомотива имеет серьезные недостатки; они тратили вес на колеса без привода (максимальное тяговое усилие, которое может оказать локомотив, зависит от веса его ведущих колес ) и на тендер, который ничего не делал, кроме как перевозил топливо и воду, не увеличивая прилипающий вес локомотива . Более того, стандартный локомотив имел переднюю и заднюю часть и не предназначался для длительного движения задним ходом, поэтому на каждой конечной остановке требовалась поворотная платформа или звездочка .
Ответом Фэрли стал двусторонний паровоз, в котором все топливо и вода находились на борту локомотива, и каждая ось которого была приводом. Он имел двусторонний котел с одной топкой в центре и дымовой камерой на каждом конце.
Фэрли не был первым инженером, спроектировавшим и построившим двухмоторный двигатель. В 1850 году бельгийская компания John Cockerill & Co построила двухкотловой локомотив под названием Seraing , который имел две независимо сочлененные ведущие тележки. Он имел несколько отличий от конструкции Фэрли, в частности, буферы были прикреплены к несущей раме, а не к тележкам, а тележки были прикреплены к раме с помощью четырех несущих штифтов, что ограничивало степень шарнирного сочленения. Сераинг оказался неудачным, и Роберт Фэрли, вероятно, не осознавал этого, когда создавал свой дизайн в 1860-х годах. [1] В начале 1860-х годов Арчибальд Старрок , начальник локомотива Великой Северной железной дороги , экспериментировал с механическими тележками под тендерами паровозов GNR. Хотя в конечном итоге они не увенчались успехом, на Фэрли повлияли работы Старрока и использование встречных локомотивов на склоне Бор-Гат на Великой железной дороге Индийского полуострова, начиная с 1856 года .
Первым локомотивом был «Прогресс» , построенный в 1865 году компанией «Джеймс Кросс и компания» для железной дороги Нит и Брекон . [3] Однако провести тягу из обеих половин котла через одну топку не удалось. Большая часть горячих газов от пожара имела тенденцию проходить через одну половину котла, поэтому другая половина вносила небольшой вклад в образование пара и была неэффективной. Первая, Festiniog Railway Little Wonder , имела отдельные топки с водяной рубашкой между ними и оказалась гораздо более успешной.
Машинист локомотива (США: инженер ) работал с одной стороны локомотива, а пожарный — с другой; топки разделяли их. Регуляторы обеих силовых тележек располагались над центром топок, с паровым тормозным клапаном на одном конце.
Внизу локомотив опирался на две поворотные тележки с приводом (США: грузовые автомобили) со всеми ведущими колесами; Локомотивы меньшего размера имели четырехколесные тележки, а более крупные - шестиколесные. Цилиндры каждой силовой тележки были направлены наружу, к концам локомотива. Соединители и буферы (если они есть) устанавливались на тележках, а не на раме локомотива, так что они поворачивались в зависимости от кривизны пути.
Пар подавался в цилиндры по гибким трубкам. Первоначально это была спиральная медная трубка, но со временем она сломалась. Более поздние локомотивы имели жесткие соединительные трубки с необходимой гибкостью, обеспечиваемой металлическими шаровыми шарнирами, подобными тем, которые используются в лабораторной посуде .
Топливо и вода перевозились на локомотиве в боковых цистернах рядом с каждым котлом для воды и в бункерах для топлива над ними.
Вооруженный успехом «Маленького чуда на Фестиниоге», Фэрли организовал в феврале 1870 года серию очень успешных демонстраций на линии Фестиниога перед влиятельными делегациями из многих частей мира. Благодаря этому его изобретение (и концепция узкоколейной железной дороги, на которой оно было основано) было продано по всему миру.
Локомотивы строились для многих британских колоний, для Российской империи и даже один экземпляр для США .
В 1879 году на первой государственной железнодорожной линии в Западной Австралии от Джералдтона до Нортгемптона использовались две двойные Фэрли в качестве третьего и четвертого движущей силы соответственно, но без особого успеха. Единственные действительно успешные случаи использования локомотива Фэрли, кроме Ффестиниогской железной дороги, были в Мексике , Новой Зеландии и России (на Закавказской железной дороге ).
В 1869 году компания Роберта Фэрли построила локомотив под названием Little Wonder для Ffestiniog Railway , узкоколейной шиферной железной дороги в Северном Уэльсе . Фестиниог был первым размером 1 фут 11 дюймов.+Железная дорога шириной 1 ⁄ дюйма (597 ммКонструкция Fairlie подразумевала, чтотопкиизольникине ограничивались шириной рамы или гусеницы, а только общейгабаритом загрузки.«Маленькое чудо»имело такой успех, что Фэрли предоставил железнодорожной компании Фестиниог бессрочную лицензию на использование своего патента на локомотив без ограничений в обмен на использование линии и успех ее локомотивов Фэрли в его рекламе. Всего у Ffestiniog было шесть локомотивов Fairlie, два из которых находились в эксплуатации в 2020 году, а один выставлен вНациональном железнодорожном музее. Седьмой,«Джеймс Спунер II», был построен в их мастерских вБостон-Лоджи вступил в строй в 2023 году, заменив графа Мерионета.[4][5]
Локомотив, проданный в США, был заказан для недавно построенной железной дороги Денвера и Рио-Гранде в 1872 году и получил название «Альпинист». Это был единственный Double Fairlie, работавший на американской узкоколейной железной дороге. Это был локомотив меньшего размера с четырехколесными тележками, что давало ему конфигурацию 0-4-4-0 Т. [6] Опыт железной дороги с локомотивом был типичным и свидетельствовал о том, что, хотя Фэрли устранил несколько проблем обычного локомотива, он ввел новые свои собственные. По крайней мере, один двухместный Fairlie 0-6-6-0 T Janus (на фото) был построен Mason Machine Works в Тонтоне, штат Массачусетс , и работал на железной дороге Лихай-Вэлли .
Пять узкоколейных локомотивов Fairlie Patent были построены компанией Avonside Engine Company в Бристоле в начале 1870-х годов для использования на канадских железных дорогах.
На железной дороге Торонто и Ниписсинга использовалась единственная колея Fairlie шириной 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ) с 1871 года, пока линия не была преобразована в 4 фута 8 дюймов.+Стандартная колея 1 ⁄ дюйма ( 1435 мм )1883года.
Железная дорога Торонто , Грея и Брюса в Онтарио также использовала один локомотив Fairlie шириной 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ), поставленный в 1872 году.
На острове Кейп-Бретон три локомотива Fairlie Patent шириной 3 фута ( 914 мм ), построенные бристольской компанией Avonside Company, использовались для перевозки угля между Сиднеем и резервными шахтами с 1872 по 1902 год. Книга Херба Макдональда «Кейп-Бретонские железные дороги: иллюстрированная история» (Кейп-Бретон) Breton University Press, 2012) утверждает, что «журнал железнодорожной отрасли, опубликованный в начале 1903 года, заявил, что «старые двухконечные локомотивы... недавно были разобраны в заповеднике и будут утилизированы как старый хлам. Машинисты, которые разобрали их и сказали, что это была самая тяжелая работа, с которой они когда-либо сталкивались, поскольку двигатели были очень прочными, а детали в основном изготавливались кованым способом».
В Мексике компания Ferrocarril Mexicano (FCM) использовала Fairlies на горном участке линии между Мехико и Веракрусом , где находились 49 огромных Fairlies 0-6-6-0 T весом около 125 коротких тонн (112 длинных тонн; 113 т) каждая. импортирован из Англии. Здесь были построены самые большие и мощные локомотивы, которые использовались до электрификации линии в 1920-х годах. Показатели тягового усилия (см. таблицу ниже) заметно выше по сравнению с относительно современными локомотивами (такими как BR Standard Class 9F ).
Ролт [7] писал:
«...именно Мексиканская железная дорога стала самым преданным приверженцем Фэрли. Три двенадцатиколесных Avonside Fairlies были построены для этой компании в 1871 году для обеспечения движения на крутом участке главной линии между Кордовой и линией высотой 7923 фута (2415 м). Бока-дель-Монте, Мексика, вершина в горах Орисаба , расстояние 108 миль (174 км).Они были настолько успешными, что стали предшественниками не менее пятидесяти Fairlies, поставленных в Мексику компанией Avonside и другими британскими строителями за определенный период. сорок лет».
Даррант [8] придерживался более скептической точки зрения:
«Самыми крупными построенными Fairlies были... экземпляры массой 102 коротких тонны (91 длинная тонна; 93 тонны) для Мексиканской железной дороги ... Несмотря на свои впечатляющие размеры, эти двигатели были лишены пароперегревателей или современных клапанных устройств и вскоре были заменена электрификацией ».
В этой таблице приведены краткие сведения о локомотивах. Подробные характеристики можно найти на сайте steamlocomotive.com [9].
Ключ:
Даррант показывает фотографию (авторизованную English Electric ) самолета FCM номер 184, построенного компанией Vulcan Foundry (VF) в 1911 году. Он имеет типично британский вид, если не считать шлифовального купола , который, как ни странно, имеется только на одном конце. На этой фотографии FCM номер 183 [1], заархивированной 11 июля 2011 года в Wayback Machine , изображен локомотив отчетливо американского вида. Если это один из двигателей VF, то он наверняка был серьезно переработан.
Двигатели VF почти наверняка были построены на жидком топливе . Фотография в книге Дарранта выглядит как рабочая фотография, на которой изображен двигатель в новом состоянии, а наверху котлов есть прямоугольные баки, что было обычным расположением на мазутных Fairlies. Тепло котлов сохраняло масло теплым и не давало ему стать слишком вязким в холодную погоду.
В Новой Зеландии одинарные Fairlies класса R и S , а также двойные Fairlies класса B и E были заказаны в 1870-х годах для использования в системе узкой колеи ( 3 фута 6 дюймов или 1067 мм ) , построенной по проекту Юлиуса Фогеля в 1870 году. Программа «Великие общественные работы» по открытию страны. Три Fairlies S-класса были проданы государственным железным дорогам Западной Австралии в 1891 году .
В России «Фирли» использовались на линии Тамбов — Саратов (1871–1887 гг.) и на Сурамиском перевале Закавказской железной дороги (с 1872 г.). Эти локомотивы, как и те, что использовались в Мексике, имели конфигурацию 0-6-6-0 Т. Первые из них были построены в Англии ( Avonside Engine Company , Yorkshire Engine Company и Sharp, Stewart and Company ), вторые транши были изготовлены немецкими заводами (1879 г.), последние — 17 для РЖД Коломенским заводом, Коломна (1884 г.) по лицензии. Самые большие локомотивы весили 90 тонн и работали на жидком топливе . В 1912 году все Феи в России были включены в серию F и использовались до 1934 года, когда была электрифицирована линия через Сурамиский перевал .
В 1879 году компания Avonside Engine Company построила 25 самолетов Double Fairly, предназначенных для участия в Третьей англо-афганской войне . Заказ был отменен в 1880 году, но уже было построено 17 паровозов, которые были куплены Индией, хотя один был потерян в море при транспортировке в Индию. Остальные локомотивы работали на Боланской перевалной железной дороге , но успеха не имели и были сданы на хранение в 1887 году. Десять отправились в Бирму в 1896 году, а четыре других были отправлены на горную железную дорогу Нилгири в 1907 году. Локомотивы Нилгири работали там по крайней мере до 1914 года. [13] [14]
Емкость для топлива и воды ограничена компоновкой локомотива. В конструкции Фэрли меньше места для запасов топлива, чем в обычном локомотиве-цистерне , который может быть оснащен бункером в задней части кабины. Твердое топливо нельзя перевозить в тендере, поскольку нет доступа из центральной кабины. Как это было позже в случае с локомотивами класса Leader компании Bulleid , ограниченные запасы топлива не были бы проблемой, если бы вместо угля использовался мазут . Некоторые из крупных фейри в Мексике (см. выше) работали на жидком топливе, а в последнее время жидкое топливо стало использоваться на железной дороге Фестиниог.
Гибкие паровые трубы, ведущие к цилиндрам каждого поворотного двигателя и обратно, были склонны к утечкам, что приводило к потере мощности. Эти проблемы были частично решены. Ролт отмечает, что трудности, возникшие в 1909 году при проектировании и изготовлении паронепроницаемых гибких паровых соединений для локомотива Гарратта, были решены конструкторами Beyer, Peacock & Company после изучения сферических паровых соединений на локомотиве Fairlie, построенном для Фестиниогская железная дорога. [15]
Колеса без привода на паровозе уменьшают его склонность к блужданию или «охоте» при движении по прямому пути и ведут локомотив на поворотах, тем самым уменьшая сходы с рельсов. Ранние Fairlies имели тенденцию вести себя грубо на трассе и были более склонны к сходу с рельсов, чем следовало бы. Первое «Маленькое чудо Фэрли» железной дороги Фестиниог износилось менее чем за двадцать лет эксплуатации. В значительной степени проблема заключалась не в использовании силовых тележек, а в недостатках их конструкции и особенно в отсутствии грузов на задних концах тележек для уравновешивания цилиндров. [16] Последующие двигатели FR были намного легче на трассе. Все FR Fairlies имеют репутацию двигателей с плавным ходом подножки по сравнению с оригинальными двигателями 0-4-0, построенными Джорджем Инглэндом и компанией .
Машинист находится с одной стороны топки, а пожарный — с другой. В результате локомотив леворульный и движется в одну сторону, а праворульный – в другую. Это потенциально снижает видимость сигналов.
Разновидностью Fairlie, которая пользовалась некоторой популярностью, особенно в Соединенных Штатах, была одинарная Fairlie, по существу наполовину двойная Fairlie, с одним котлом, кабиной на одном конце и одинарной шарнирно-сочлененной тележкой с приводом в сочетании с неприводной тележкой под днищем. кабины, сохраняя способность преодолевать крутые повороты. Эта конструкция отказалась от двунаправленного характера двойного Fairlie, но вернула возможность иметь большой бункер и резервуар для воды за кабиной, а также возможность использования прицепного тендера в случае необходимости. Единственный обычный котел удешевил обслуживание и избавил от разделения экипажа.
Первым локомотивом Single Fairlie был 0-4-4 T , спроектированный и построенный Александром Макдоннеллом для Великой Южной и Западной железной дороги в 1869 году. [17]
Эта конструкция была особенно популярна у Уильяма Мэйсона , лицензиата Fairlie в США , который построил около 146 локомотивов Mason Bogie , которые были вариантом этой конструкции. В Великобритании один Fairlie 0-4-4 T использовался на Суиндонской, Мальборо и Андоверской железной дороге , а три 0-6-4 T - на Узкоколейных железных дорогах Северного Уэльса . Помимо своих культовых двойных Фейрли, на железной дороге Фестиниога также есть одинарный локомотив Фэрли 0-4-4 Т , силовая тележка которого по сути такая же, как у их двойных Фейри.
И в Великобритании, и в США одиночные локомотивы Fairlies были первыми локомотивами в каждой стране, в которых использовался европейский клапанный механизм Walschaerts . В звеньевой передаче Стивенсона , которая была обычной в то время, между рамами использовалось несколько эксцентриков, но шестерня Вальшерта была установлена снаружи рам и шатунов. Это было выгодно, поскольку система Fairlie требовала этого пространства между рамами для поворота тележки.
Локомотив Пешо-Бурдон был последней разработкой типа Fairlie. Пешо-Бурдон был разработан капитаном французской артиллерии Пешо для стрельбы калибром 600 мм ( 1 фут 11 дюймов).+Железные дороги шириной 5/8 дюйма , связанныеполевой артиллериейикрепостями. Конструкция была выбрана с расчетом на то, что если одинкотелили комплектарматурыбудет поврежден огнем противника, локомотив сможет продолжить работу.[ нужна цитата ]Основное различие между Fairlie и Péchot-Bourdon состоит в том, что у последнего был только одинпаровой купол. Была построена только одна конструкция— 0-4-4-0 T. Около пятидесяти экземпляров было построено в 1906 году, а еще 280 были построены во времяПервой мировой войны, некоторые из которых были построены американской компаниейBaldwin Locomotive Works.
Сохранилось два экземпляра: один во Франкфуртерском фельдбанмузеуме, предоставленный Дрезденским музеем транспорта , Германия , [18] и один в Сербии , в Железнодорожном музее Пожеги . [19]
Модель локомотива Пешо-Бурдон в масштабе 1:32 произведена компанией Scalelink. [20]
Модифицированный Fairlie был представлен North British Locomotive Company на Южноафриканских железных дорогах в 1924 году. По внешнему виду он был похож на локомотив Garratt, но котел, топливные баки и баки для воды были установлены на единой раме, которая поворачивалась на силовых тележках. . Такая компоновка отличается от модели Garratt, у которой топливные и водяные баки установлены непосредственно на силовых тележках.
На железной дороге Ффестиниог в Уэльсе до сих пор используются локомотивы Fairlie. Он имеет три двойных Феи в рабочем состоянии. Самый последний из них, Джеймс Спунер , был построен в 2023 году на заводе Ffestiniog's Boston Lodge к 153-й годовщине испытаний Little Wonder в 1870 году. Мерддин Эмрис 1879 года был первым паровозом, построенным в Boston Lodge. Ffestiniog также владел и управлял Taliesin , одиночным Fairlie, с 1876 по 1927 год. Он был списан в 1935 году, но в 1999 году в Boston Lodge была построена его копия.
«Феи» на Ффестиниогской железной дороге были созданы для сжигания угля. После испытаний в 1971 году, как и большинство других двигателей Ffestiniog, они были модифицированы для сжигания масла. В 2005 году граф Мерионет был переоборудован на уголь и был построен как масляная горелка. [21] Успех этого преобразования привел к тому, что Мерддин Эмрис , старейшая из FR Fairlies, была переведена обратно на сжигание угля в 2007 году. [22]
Самая старая Fairlie, которая до сих пор находится в эксплуатации, — это Mason Bogie, хранящаяся в музее Генри Форда в Дирборне, штат Мичиган . Локомотив 0-6-4 Т был построен в 1873 году и до сих пор возит пассажиров туристического поезда в летний сезон.
Локомотив Double Fairlie «Граф Мерионет» сейчас сохранился на заводе Boston Lodge, где он был построен в 1979 году. Он был выведен из эксплуатации 8 апреля 2018 года. [23] [ ненадежный источник ] Double Fairlie Josephine (Железная дорога Данидина и Порт-Чалмерса # 2, NZR E 175, PWD # 504) хранится в Данидине , Новая Зеландия, в Музее поселенцев Отаго , а R 28 - одиночный Фэрли в Рифтоне . R 28 - единственный сохранившийся оригинальный британский сингл Fairlie, Taliesin Фестинога - это точная копия, построенная в 1999 году. Остатки другого самолета, номер R класса 271, были сброшены в Оамару для защиты железнодорожных станций от береговой эрозии в 1930 году и с тех пор перешел в собственность Общества восстановления паровоза и железных дорог Оамару . Еще два котла класса R и две силовые тележки от двойных Fairlies класса B и E принадлежат Кентерберийскому железнодорожному обществу на его Ферримидской железной дороге в Крайстчерче .
В Восточной Германии также сохранился двойной паровоз трамвайного типа Fairlie , а один из оригинальных локомотивов Festiniog, « Ливингстон Томпсон» 1885 года, находится в Национальном железнодорожном музее в Йорке .
В детском телесериале « Томас и друзья» , основанном на сериале преподобного У. Одри « Железная дорога» , Майти Мак - двойной Фэрли на узкоколейной железной дороге Скарлоуи .
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )