Локомотивы Гресли классов A1 и A3 Лондонской и Северо-Восточной железной дороги представляли собой два отдельных этапа в истории британских паровозов 4-6-2 «Pacific», спроектированных Найджелом Гресли . Они были разработаны для магистральных пассажирских перевозок, а затем для экспресс-пассажирских перевозок, первоначально на Великой Северной железной дороге (GNR), входящей в состав Лондонской и Северо-Восточной железной дороги после объединения в 1923 году , для которой они стали стандартной конструкцией. Изменение обозначения класса на А3 отражало установку на то же шасси котла более высокого давления с большей поверхностью перегрева и небольшим уменьшением диаметра цилиндра, что привело к увеличению массы локомотива. В конце концов все локомотивы А1 были перестроены, большинство в соответствии со спецификациями А3, но нет. 4470 был полностью перестроен в класс А1/1 .
Названия локомотивов взяты из разных источников. Первая, Great Northern , была названа в честь материнской компании. Другим были присвоены имена высокопоставленных железнодорожных чиновников, но большинству были присвоены имена известных скаковых лошадей. Один был назван в честь самого известного пассажирского поезда дальнего следования компании « Летучий шотландец» . Летучий шотландец - единственный сохранившийся член класса.
Новые тихоокеанские локомотивы были построены на Донкастерском заводе в 1922 году по проекту Найджела Гресли, который стал главным инженером-механиком GNR в 1911 году. Целью было создать двигатель, способный без посторонней помощи выполнять магистральные экспресс-перевозки. которые достигли пределов возможностей Иватта с большими котлами «Атлантик» .
Первоначальный тихоокеанский проект Гресли в 1915 году представлял собой удлиненную версию конструкции Ivatt Atlantic с четырьмя цилиндрами. [2] Наконец, осознав, что он зашел в тупик, он взял в качестве модели новую американскую Пенсильванскую железную дорогу класса K4 Pacific 1914 года. Она, в свою очередь, была обновлена из серии прототипов, научно разработанных в 1910 году под руководством Фрэнсиса Дж. Коула. Главный инженер-консультант Alco в Скенектади [3] и прототип K29 Alco в Пенсильвании 1911 года, также разработанный Коулом. [4] Описания этих локомотивов появились в то время в британской технической прессе и дали Гресли элементы, необходимые для разработки совершенно современного локомотива.
Первые два GNR Pacific, 1470 Great Northern и 1471 Sir Frederick Banbury, были представлены в 1922 году. [1] Совет Great Northern заказал еще десять локомотивов класса 1470, которые строились в Донкастере во время формирования LNER в 1923 году. В их число входил будущий единственный выживший член этого класса, 4472 Flying Scotsman , тогда безымянный и номер 1472. [5] [6]
В соответствии с философией, лежащей в основе прототипов Alco Коула, Gresley Pacifics были построены с учетом максимальных пределов грузоподъемности LNER, с большим котлом и широкой топкой , обеспечивающей большую площадь решетки. Топка была установлена низко и опиралась на поддерживающую ось. Однако, в отличие от Pennsylvania K4, топка была не типа Belpaire с плоским верхом , а закругленной, что соответствовало традициям Великого Севера. Общими чертами американских типов были нисходящий профиль к задней части топки и сужающийся к передней части котел. Теплопередаче и потоку газов способствовало использование камеры сгорания, простирающейся вперед из топки в корпус котла, а также длина котловой трубы, ограниченная 19 футами (5,8 м), особенности, унаследованные от типа К4, но не присутствующие. на более ранних прототипах Коула. [7] Давление в котле было оценено в 180 фунтов на квадратный дюйм (1,24 МПа ).
Pacific класса 1470 был третьим типом локомотива Great Northern, в котором использовалась универсальная трехцилиндровая компоновка Гресли . [1] [8] Все три цилиндра приводили в движение среднюю соединенную ось. Внешние кривошипы были установлены под углом 120°, а внутренний кривошип смещен примерно на 7 градусов, чтобы обеспечить наклон внутреннего цилиндра в соотношении 1:8. Это небольшое отклонение от равномерного расстояния было предложено Гарольдом Холкрофтом из SECR , что позволило цилиндры должны быть идеально горизонтальными. Сопряженный клапанный механизм Гресли получил движение внутреннего шпинделя клапана от двух внешних шпинделей клапана: это устранило недоступный средний набор клапанного механизма между рамами . Особенностью K4, от которой вскоре отказались Пенсильванская железная дорога, была необычная трехрычажная версия направляющей Лэрда. [9] Однако Гресли применил этот тип направляющей для всех своих локомотивов, а позже он был использован Буллейдом для его Pacifics и Риддлсом для стандартных конструкций Британских железных дорог .
Великая Северная железная дорога была включена в состав вновь образованной ЛНЭР в результате Группировки 1923 года . Гресли был назначен главным инженером-механиком новой компании, которая была второй по величине железнодорожной компанией «Большой четверки» в Великобритании. [1] Понимая необходимость стандартизации, Гресли принял свою конструкцию GNR Pacific в качестве стандартного экспресс-пассажирского локомотива для основной линии LNER, обозначив его как «A1» в системе классификации локомотивов LNER . Выбор был сделан после сравнительных испытаний с эквивалентом Северо-Восточной железной дороги (NER) Pacific, классифицированным как « А2 ». С 1923 по 1925 год был построен 51 локомотив А1; двадцать - от North British Locomotive Company , а остальные - от Doncaster Works. Однако Pacifics Гресли был спроектирован для работы в пределах Великой Северной железной дороги, что означает максимальные расстояния менее 200 миль (322 км). [1] После группировки локомотивы должны были иметь гораздо больший рабочий диапазон.
В 1924 году номер 4472 Flying Scotsman , перенумерованный и названный по этому случаю, был показан на выставке Британской империи на Уэмбли вместе с первым членом класса замков Great Western Railway (GWR) под номером 4073 Caerphilly Castle . [10] [11] [12] Последний весил 19,6 длинных тонн (19,9 т; 22,0 коротких тонн) меньше, чем Тихоокеанский локомотив, но считался самым мощным локомотивом в Великобритании с тяговым усилием в 31 625 фунтов силы (140,68 кН). ).
В последующие месяцы две железнодорожные компании провели сравнительные испытания обмена между двумя типами, в результате которых компания Great Western одержала победу с 4079 Pendennis Castle . [1] [13] LNER извлек ценные уроки из испытаний, в результате которых с 1926 года на самолете Gay Crusader под номером 4477 был внесен ряд модификаций . Изменения в клапанном механизме включали увеличение коленей и удлинение хода в соответствии с практикой Great Western; это позволило более полно использовать расширяющие свойства пара и снизить противодавление выхлопных газов, что изменило производительность и экономичность; Достигнутая экономия в потреблении угля и воды была такова, что Тихоокеанские регионы с давлением 180 фунтов на квадратный дюйм могли совершать безостановочные рейсы на большие расстояния, что раньше было невозможно. За этим последовала полная переработка клапанного механизма, который был применен на модели 2555 Centenary в 1927 году, а остальная часть класса была модифицирована со временем. [14] Локомотивы с модифицированным клапанным механизмом имели слегка приподнятую опорную пластину над цилиндрами, чтобы освободить место для более длинного комбинированного рычага, необходимого для большего хода клапана. Еще одна модификация была сделана в 1927 году, когда предприятие № 4480 было оснащено котлом на 220 фунтов на квадратный дюйм (1,52 МПа ). За этим последовали два других локомотива, которые также имели вариации в диаметре цилиндра и размере пароперегревателя для целей сравнения. Это побудило Гресли радикально отойти от практики Черчварда , увеличив количество больших труб, содержащих перегревательные элементы, тем самым увеличив площадь поверхности перегревателя, контактирующую с горячими газами, тем самым повысив температуру пара. Наличие более крупного пароперегревателя можно было узнать по квадратным крышкам по обе стороны дымовой камеры - особенность, которую локомотивы сохраняли на протяжении всего своего существования.
На выставке Британской империи 1925 года «Летучий шотландец» снова был выставлен; но на этот раз GWR отправило замок Пенденнис . [12] [15]
Большинство локомотивов класса А1 (а также все локомотивы класса А3) имели вакуумные тормоза как для локомотива, так и для поезда. Однако LNER унаследовала значительное количество вагонов с тормозами Westinghouse, в основном от NER, и было необходимо снабдить некоторые локомотивы тормозами Westinghouse для работы поездов, сформированных из бывших вагонов NER. Соответственно, пятнадцать (№ 2568–82) из сорока А1, заказанных LNER в 1923 году, имели двойные тормоза Westinghouse и вакуумные тормоза для поезда - на них тормоза локомотива были Westinghouse. В 1928 году LNER решила стандартизировать вакуумные тормоза, и, поскольку количество вагонов с тормозами Westinghouse впоследствии уменьшилось, потребность в локомотивах с тормозами Westinghouse также упала. Пятнадцать A1 с тормозами Westinghouse были переоборудованы на вакуумные тормоза в период с 1933 по 1935 год .
Результатом различных экспериментов и модификаций, внесенных в A1 в конце 1920-х годов, стал новый класс A3 «Super Pacific», первым экземпляром которого был номер 2743 Felstead . [1] Этот локомотив появился в августе 1928 года с котлом на 220 фунтов на квадратный дюйм (1,52 МПа), 19-дюймовыми (483 мм) цилиндрами, увеличенным перегревом, клапанами с длинным ходом, улучшенной смазкой и измененным распределением веса. [17] Еще одной новой разработкой стал переход с правого на левый руль, менее удобный для пожарного-правши, но более удобный для прицельных сигналов, что привело к модификации всех более ранних локомотивов.
До 1935 года было построено двадцать семь самолетов А3, с небольшими изменениями, за исключением нового типа котла с «куполом банджо», [18] овальным паросборником, который был помещен поверх заднего кольца котла. [19] Первый купол банджо был спрятан под корпусом « Петуха с севера» в 1934 году; [20] впоследствии он был использован в обтекаемых самолетах А4 . Последние девять A3 Pacific были построены с использованием этого устройства в 1935 году, и оно стало стандартным оборудованием для всех больших котлов LNER с широкой топкой, которые применялись на новых локомотивах до 1949 года, за исключением короткого периода, пока Эдвард Томпсон был CME. Купол банджо был одной из особенностей Гресли, которые ему не нравились. [1] Это также применялось при замене котлов на самолетах A3.
Хотя все первоначальные локомотивы класса А1 в конечном итоге были переоборудованы в соответствии со спецификациями класса А3, [i] это был длительный процесс, который длился до 1949 года; 60068 Сэр Висто был последним переоборудованным локомотивом. [21] Переход на левостороннее управление занял больше времени и продолжался до пятидесятых годов.
Несмотря на выбор нового стандартного типа, Гресли продолжал экспериментировать на отдельных локомотивах, в одном из экспериментов подогреватели питательной воды ACFI были установлены на A1 2576 The White Knight и A3 2580 Shotover . Однако на Тихом океане повышение эффективности сочли недостаточным, и в конечном итоге аппарат сняли. [22] В 1935 году Лемберг под номером 2544 получил поршневые клапаны Trofimoff оригинальной конструкции с автоматически изменяющимися проходами пара. [23]
A3 2747 Coronach и 2751 Humorist подверглись испытаниям на отклонение дыма после аварии на Лондонской, Мидлендской и Шотландской железной дороге (LMS) из-за плохой видимости; это включало модификацию верхней зоны дымовой камеры, окружающей дымоход. Первоначально вся оболочка дымовой коробки была сохранена, чтобы образовать воздуховод с выходом за дымоход, но это было признано неэффективным. Следующим этапом, по крайней мере у 2751, было отрезать верхнюю часть обертки, но сохранить наклонную пластину, направляющую поток воздуха вверх, и, следовательно, поднимающую дым над локомотивом. Первоначальный дымоход был заменен на двойной дымоход, а с обеих сторон были добавлены миниатюрные дефлекторные пластины, расположенные под углом, чтобы концентрировать поток воздуха во время движения локомотива. [24] [25]
Дымоподъёмные устройства не были приоритетом у обычных однотрубных Пасифик. Однако с двойным дымоходом и последующей установкой двойного выхлопа Килчапа в 1937 году «Юморист» продолжал создавать проблемы в этом отношении и всегда имел небольшие крылья по обе стороны дымохода. Наконец, в 1950-х годах компания приобрела дефлекторные пластины типа Peppercorn .
.jpg/1280px-LNER_pacific_4472_Flying_Scotsman,_with_corridor_tender_(CJ_Allen,_Steel_Highway,_1928).jpg)
Оригинальные А1 были соединены с традиционным тендером типа Great Northern с угольными рельсами, конструкция которых восходит к временам Стерлинга . Вариант A1 представлял собой значительно увеличенную восьмиколесную версию, перевозившую 8 длинных тонн (8,13 т; 8,96 коротких тонн) угля и 5000 британских галлонов (23000 л; 6000 галлонов США) воды. В 1928 году для нового беспосадочного поезда «Летучий шотландец» был построен тендерный кузов нового специального типа . Этот тендер имел коридорное соединение и туннель для доступа через резервуар для воды. [26] Он имел более современную конструкцию с высокими боковыми листами, изогнутыми вверху, и вместимость угля 9 длинных тонн (9,14 т; 10,08 коротких тонн). Чтобы иметь возможность упаковать дополнительную тонну угля, в этой конкретной серии был предусмотрен один угольный рельс, но позже он был признан ненужным. Было построено десять таких коридорных тендеров, а затем последовала версия аналогичной конструкции без коридора с грузоподъемностью 8 тонн угля и без угольных рельсов. [27] Дальнейшие серии обоих типов имели дисковые колеса вместо предыдущей разновидности со спицами. [25]
Первые модели A1 Pacific соответствовали характеристикам, которые от них требовались в начале 1920-х годов. Они, безусловно, были способны в одиночку брать грузы, которые превосходили возможности их атлантических предшественников , как было показано в испытательном пробеге, проведенном сэром Фредериком Бэнбери № 1471 , когда он взял поезд из 20 вагонов весом 600 длинных тонн (610 т ; 670 коротких тонн ) на расстояние 105 миль (169 км) от Лондона до Грэнтэма со средней скоростью 51,8 миль в час (83,4 км/ч). Однако это произошло за счет большого потребления угля, а общие характеристики были значительно ниже максимального потенциала конструкции. [28] Во многом это произошло из-за отхода от более ранней конструкции 3-цилиндрового двигателя 2-6-0 , которая была первой, в которой стандартное сопряженное движение Гресли сочеталось с длинным ходом клапана. [29] Однако практические проблемы возникли с компонентами, быстро подверженными преждевременному износу, особенно с главным подшипником большого рычага 2:1, который еще не был оснащен очень необходимым шариковым кольцом ; чрезмерный «люфт» привел к такому чрезмерному перемещению среднего клапана, что он начал ударяться о торцевые крышки. Чтобы предотвратить это, при применении механизма к Тихому океану Гресли прибегнул к сокращению хода клапана, несмотря на то, что это заглушало выхлоп на скорости, было причиной большого расхода угля и сводило на нет большинство преимуществ, полученных от Революционный дизайн локомотива. [28] Однако за счет включения модификаций клапанов, вдохновленных Great Western, достигнутая экономия в потреблении угля и воды была такой, что Тихоокеанские двигатели с давлением 180 фунтов на квадратный дюйм могли совершать безостановочные рейсы на большие расстояния, что ранее было невозможно.
Первый и самый впечатляющий результат произошел в 1928 году, когда тихоокеанцам ежедневно приходилось без остановок работать с поездом «Летучий шотландец» на протяжении 392 миль (631 км) между Лондоном и Эдинбургом. Первоначально эту услугу по очереди использовали три А1 и два А3. Модификации также придали локомотивам А1 больший скоростной потенциал, и доказательством этого стал 1933 год, когда обсуждалось предложение высокоскоростного трехвагонного дизельного вагона. Поскольку это обеспечило бы ограниченное размещение пассажиров, было предложено использовать паровую тягу с одинаковыми рабочими скоростями с шестью вагонами. Пробный обратный рейс между Лондоном и Лидсом был осуществлен с использованием модифицированного локомотива А1 номер 4472, Flying Scotsman ; на обратном пути с 6 тренерами весом 208 длинных тонн (211,3 т; 233,0 коротких тонн) он достиг скорости 100 миль в час (160 км / ч) недалеко от Литл-Битэма в Линкольншире на расстояние чуть более 600 ярдов (549 м). [25] Ранее были заявления об этой скорости, в частности, локомотивом Great Western 3440 City of Truro , но этот пробег 1933 года обычно считается первым достоверно зарегистрированным случаем. Во время более позднего пробного полета в Ньюкасл-апон-Тайн и обратно в 1935 году A3 номер 2750 Papyrus достиг скорости 108 миль в час (174 км/ч), перевозя 217 длинных тонн (220 т ; 243 коротких тонны ) в одном и том же месте, сохраняя скорость выше 100 миль в час (161 км/ч) на протяжении 12,5 миль подряд (20,1 км), мировой рекорд для необтекаемого локомотива, общий с французским Chapelon Pacific. [30]
Как и все трехцилиндровые двигатели Gresley, модели Pacific страдали от низких стандартов технического обслуживания во время войны, условий, для которых они не были предназначены. После внезапной смерти Гресли в 1941 году Эдвард Томпсон вступил во владение и после окончания боевых действий в 1945 году Томпсон обратился к своему заводскому персоналу с просьбой выбрать локомотив для восстановления, первый из локомотивов Гресли A1 Pacific, Great Northern, был выбран и стал классом LNER. Спецификация A1/1 с разделенным приводом и отдельным клапанным механизмом для внутреннего цилиндра. Томпсон намеревался перестроить до этой конфигурации все Gresley A1, которые не были преобразованы в стандарт A3; Тем временем оставшиеся Gresley A1 были реклассифицированы в A10. Перестройки этих локомотивов под А1/1 так и не произошло. Вместо этого переход на стандарт А3 продолжился. A1/1 сначала классифицировался как A1, а затем был реклассифицирован как A1/1, когда Артур Пепперкорн спроектировал и построил свои собственные самолеты класса A1 в 1947 году. Этот класс во многом обязан работе Томпсона по демонстрации улучшений, которые можно было бы сделать с точки зрения доступности. и затраты на техническое обслуживание по сравнению с установкой Gresley с сопряженным клапанным механизмом вместо трех комплектов.
Трехцилиндровый привод Gresley по-прежнему создавал ряд практических проблем, корень которых, вероятно, заключался в необходимости иметь крутой наклон внутреннего цилиндра, чтобы освободить место для внутреннего шатуна, чтобы освободить ведущую соединенную ось; при этом внутренний шпиндель клапана должен был быть параллелен внешним, от которых он получал свое движение. Эта проблема была решена за счет того, что Холкрофт назвал «поворотом портов» (каналов, по которым пар входил в цилиндры и выходил из них). В результате длина этих каналов оказалась больше, чем обычно рекомендуется, что увеличило «мертвое пространство», и это сочеталось с более коротким выхлопным каналом. В результате условия работы в среднем цилиндре будут существенно отличаться от условий снаружи. Дополнительная проблема заключалась в том, что любое удлинение наружных шпинделей клапанов увеличивалось за счет сопряженного клапанного механизма. [31] Хотя это было предвидено на стадии проектирования, общим последствием было то, что внутренний цилиндр имел тенденцию выдавать большую мощность, чем два других, по мере увеличения скорости, что приводило к перегрузке внутренних шатунных подшипников, особенно больших -конец, который мог перегреться и выйти из строя. На протяжении многих лет проводились различные эксперименты, чтобы вылечить это хроническое заболевание, и только к концу эры пара было найдено реальное решение в виде западных методов смазки и производства подшипников шатуна. [32] Сохранялись и другие проблемы, такие как жесткий, нечувствительный регулятор и общие недостатки конструкции, которые затрудняли техническое обслуживание. [31]
Несмотря на все это и появление более поздних моделей Pacific, в середине 1950-х годов типы Гресли продолжали обладать квазимонополией на экспресс-пассажирские перевозки по магистральной линии Восточного побережья, и по мере приближения шестидесятых годов они претерпели еще одну серию улучшений. сравнима с ситуацией 1920-х годов. Самым значительным из них была установка французской двойной выхлопной системы Kylchap , которая была полностью связана с настойчивостью с 1956 года П.Н. Тауненда, помощника окружного суперинтенданта локомотивов Кингс-Кросс . [33] Эти модификации значительно снизили противодавление выхлопных газов, сделав локомотивы более экономичными и автономными, а также сохранили дымовые трубы чистыми, сократив время оборота настолько, что они смогли вписаться в более интенсивную работу тепловозов. . [34] Устройство Килчапа уже повсеместно применялось к обтекаемым локомотивам Pacific A4 , хотя в необтекаемых локомотивах A3 мягкий выхлоп приводил к тому, что дым и пар попадали в передний обзор машиниста. Решением стали узкие дымовые дефлекторы немецкого типа , которые несколько изменили внешний вид локомотивов А3 последних лет.
Прототип локомотива под номером 60113 Great Northern был перестроен Эдвардом Томпсоном в практически новую конструкцию. Первым был снят с производства самолет 60104 Solario в 1959 году. В остальном этот класс оставался неизменным до 1961 года и все еще работал на экспресс-пассажирских перевозках. Последним членом класса, отозванным Британскими железными дорогами, был номер 60052, Prince Palatine в январе 1966 года. [35] 60103 Flying Scotsman был отозван в 1963 году и с тех пор хранится в Национальном железнодорожном музее в Йорке.
Единственный выживший член A3 и A1 — 4472 (60103) Flying Scotsman . Локомотив был выведен из эксплуатации Британских железных дорог в 1963 году и после спасения из металлолома был продан на консервацию Алану Пеглеру . После капитального ремонта Скотсман совершил несколько железнодорожных рейсов, в том числе безостановочный рейс Лондон-Эдинбург в 1968 году, последнем году существования паровой тяги на Британских железных дорогах.
После широко разрекламированного призыва в 2004 году «Летучий шотландец» был куплен Национальным железнодорожным музеем в Йорке и теперь является частью Национальной коллекции. [44]
Запасной котел A3, который устанавливался на 60041 Salmon Trout и 60097 Humorist , но в основном на Salmon Trout, сохранился в Национальной коллекции Национального железнодорожного музея. [45] Детали цилиндров от Salmon Trout , приобретенные Аланом Пеглером, существуют и по сей день, они являются частью Flying Scotsman . [46]
Компании, производящие модели железных дорог Tri-ang , а позже Hornby , почти непрерывно с 1960-х годов производили модели Gresley A1 и A3 в масштабе OO. В 2000-х годах Hornby также производила образцы с острым паром , повторно используя шасси первоначальных моделей LNER Class A4 . Trix, а позже и Liliput, производили версии с локомотивом и тендерным приводом с шириной колеи «ОО». Хотя сейчас эти модели принадлежат Бахманну, они так и не были возрождены. Другие производители выпустили модели в других масштабах, такие как Minitrix, Graham Farish, Dapol (N-калибровка) и Bassett-Lowke (O-калибровка). [47]
