Паровозы Pennsylvania Railroad (PRR) класса T1 с двухрядным приводом 4-4-4-4 , представленные в 1942 году двумя прототипами, а затем в 1945-1946 годах 50 производственными образцами, были последними паровозами, построенными для PRR, и, возможно, самыми спорными. Они были амбициозными, технологически сложными, мощными, быстрыми и отчетливо обтекаемыми Рэймондом Лоуи . Однако они также были склонны к пробуксовке колес как при старте, так и на скорости, в дополнение к тому, что их было сложно обслуживать и дорого эксплуатировать. [ необходима цитата ] В 1948 году PRR решила установить тепловозы на всех пассажирских экспресс-поездах, оставив без ответа вопросы о том, можно ли устранить недостатки T1, особенно принимая во внимание, что у двух прототипов не было проблем, присущих серийным единицам.
Статья, опубликованная в выпуске журнала Pennsylvania Railroad Technical and Historical Society Magazine за 2008 год, показала, что недостаточная подготовка инженеров, переходящих на T1, могла привести к чрезмерному использованию дроссельной заслонки, что привело к пробуксовке машиниста. [7] Другой основной причиной пробуксовки колес было неправильное «выравнивание пружин»: жесткость пружин, поддерживающих локомотив над осями, не была отрегулирована для надлежащего выравнивания сил между колесами и рельсами. [8] Машинисты были уравновешены вместе, но не уравновешены с локомотивом. В производственном парке PRR уравновешивал локомотив с передним двигателем, а замыкающий грузовик — с задним двигателем, что помогло решить проблему пробуксовки колес. [9]
До T1 последним серийным экспресс-пассажирским локомотивом, выпущенным PRR, был K4s 1914 года, выпускавшийся до 1928 года. Два экспериментальных увеличенных локомотива K5 были произведены в 1929 году, но они не были сочтены достаточно хорошим улучшением, чтобы быть стоящим. После этого внимание PRR переключилось на электрификацию и производство электровозов ; по-видимому, железная дорога решила, что ей не нужно больше паровозов.
Однако недостатки K4 стали более очевидными в 1930-х годах. Локомотивы работали хорошо, но с увеличением длины поездов они оказались недостаточно мощными; двухголовые локомотивы K4 стали нормой во многих поездах. У железной дороги было много доступных локомотивов, но платить двум бригадам по два локомотива на поезд было дорого. Тем временем другие железные дороги вырвались вперед, разрабатывая все более мощные пассажирские локомотивы. Конкурирующая New York Central построила 4-6-4 Hudsons , в то время как другие дороги разработали пассажирские 4-8-2 типа «Mountain », а затем 4-8-4 типа «Northern ». Паровая сила PRR начала выглядеть устаревшей.
PRR снова начала разрабатывать паровозы в середине-конце 1930-х годов, но с одной разницей. Там, где предыдущая политика PRR в отношении локомотивов была консервативной, появились новые радикальные конструкции. Конструкторы из Baldwin Locomotive Works , давнего партнера PRR по развитию, стремились доказать жизнеспособность пара перед лицом новой конкуренции со стороны дизель-электрических локомотивов. Они убедили железную дорогу принять последнюю идею Болдуина: дуплексный локомотив . Это разделило ведущие колеса локомотива на два набора, каждый со своей собственной парой цилиндров и стержней. До этого единственными локомотивами с двумя наборами водителей были сочлененные локомотивы , но дуплекс использовал одну жесткую раму. В дуплексной конструкции цилиндры могли быть меньше, а вес боковых и главных стержней мог быть радикально уменьшен. Учитывая, что движение главного стержня не могло быть полностью сбалансировано, дуплексная конструкция уменьшала «удар молота» по рельсам. Меньшая возвратно-поступательная масса означала, что можно было достичь более высоких скоростей. Использование тарельчатых клапанов также увеличивало скорость, поскольку они обеспечивали очень точную подачу пара в цилиндры. [ необходима цитата ] Однако был недостаток используемой металлургии: тарельчатый клапан не мог выдерживать нагрузку, возникающую при длительной работе на высоких скоростях (то есть более 100 миль в час (160 км/ч) на серийных T1). [ необходима цитата ]
Первым дуплексом PRR был единственный экспериментальный S1 № 6100 1939 года. Он смог достичь скорости 100,97 миль в час (162,50 км/ч) на ровном пути, тянув 1350-тонный пассажирский поезд. Его производительность побудила PRR продолжить разработку дуплексных паровозов. S1 был построен неоправданно большим для его показа на Всемирной выставке в Нью-Йорке 1939 года до октября 1940 года; поэтому его радиус поворота не позволял ему работать на большей части сети PRR. Конструкция 6-4-4-6 снижала тягу приводного агрегата до такой степени, что он был особенно склонен к пробуксовке колес [ необходима ссылка ] ; таким образом, был построен только один класс S1. PRR вернулся в Болдуин, чтобы разработать дуплексную конструкцию, пригодную для серийного производства.
PRR заказала два прототипа Baldwin (№№ 6110 и 6111) по цене 600 000 долларов 26 июня 1940 года. [10] Оба прототипа имели многочисленные проблемы с началом производства и были склонны к пробуксовке колес, если инженер не обращался с ними осторожно, но благоприятные отчеты об испытаниях привели к заказу на производство 50 T1, разделенных между собственным заводом PRR Altoona Works и Baldwin. 20 декабря 1944 года Совет PRR санкционировал закупку 50 локомотивов класса T1 за 14 125 000 долларов (282 500 долларов за единицу, что эквивалентно 4 889 546 долларам каждый сегодня). Главный конструктор Baldwin, Ральф П. Джонсон, отвечал за механические аспекты нового класса T1. [1] Дизайнер Рэймонд Лоуи получил патент США D 136,260 на ранний концептуальный дизайн T1 с высоко расположенной кабиной, расположенной над передним приводным агрегатом. [11] Хотя это соответствовало цели Болдуина сделать максимально отличительный паровоз, практические соображения привели к тому, что дизайн T1 был пересмотрен в сторону обычного расположения кабины с небольшим изменением уникальной конструкции носа, включенной в патент Лоуи. Отличительный дизайн Рэймонда T1 сильно повлиял на другие локомотивы, в первую очередь на класс 520 Южно-Австралийских железных дорог . В конце 1942 года главный инженер Islington Railway Workshops Фрэнк Хью Харрисон увидел T1 в американском журнале во время проектирования класса 520. Фрэнк был впечатлен, и обтекаемость T1 стала основой дизайна. Затем темпы строительства класса 520 были увеличены, чтобы он вышел раньше T1, чтобы избежать патентных претензий.
Последний серийный T1 (№ 5549) поступил в эксплуатацию 27 августа 1946 года. [12] Двигатель № 5539 развивал 5012 л. с. (3737 кВт), что было испытано в период с 11 по 14 сентября 1946 года на динамометрическом вагоне DM-1 железной дороги Чесапик и Огайо , когда он был предоставлен в аренду C&O. [ требуется ссылка ] В 1944 году № 6110, испытанный на стационарном испытательном заводе в Алтуне, развивал 6550 л. с. (4880 кВт) в цилиндрах при скорости 85 миль в час (137 км/ч). [13] Они также регулярно проезжали более 8000 миль в месяц. [14]
Из-за своей сложности по сравнению с другими конструкциями паровозов, T1 было трудно обслуживать. Разработанные для надежной работы на скоростях до 100 миль в час (160 км/ч), T1 были настолько мощными, что они могли легко превышать свои расчетные ограничения по нагрузке и скорости, что, в свою очередь, вызывало повышенный износ, особенно тарельчатых клапанов с ограничением в 100 миль в час. Их описывали как «свободное парение», что означало, что они могли в целом поддерживать давление в котле независимо от настройки дроссельной заслонки. Они были настолько мощными, что сильная пробуксовка колес могла произойти в широком диапазоне скоростей, если машинист не обращался с дросселем осторожно; потеря тяги водителя на высоких скоростях, особенно когда T1 находился под большой нагрузкой при подъеме на склоны, приводила к повреждению тарельчатых клапанов. Клапанный механизм Franklin Type A, применяемый в T1, был разработан для постоянной скорости в 100 миль в час и разгона до 125 миль в час. В интервью с историком Уильямом Л. Витуном в 1970-х годах инженеры Franklin Юлиус Кирххоф и Рэй Делано оба утверждали, что техник Franklin, которому было поручено определить причину частых отказов тарельчатых клапанов на T1, видел, как они работали на скорости до 100–110 миль в час, чтобы наверстать время с короткими поездами из шести или семи вагонов, определяя скорость по времени, когда поезд проходил километровые столбы. [15]
Когда в 1948 году Совет PRR принял решение о дизелизации всех основных поездов первого класса, большинство T1 были понижены в классе для перевозки второстепенных поездов. Некоторые из них были выведены из эксплуатации в 1949 году; все они были выведены из эксплуатации к 1952 году. Они были списаны между 1951 и 1956 годами.
В 2014 году некоммерческая группа, известная как The T1 Trust, начала восстанавливать T1, используя первоначальные планы с незначительными улучшениями производительности там, где это необходимо. [3] Целью T1 Trust является предоставление услуг по экскурсионному обслуживанию основной линии. Оценка стоимости строительства T1 номер 5550, подготовленная T1 Trust, составляет 10 миллионов долларов, а ожидаемая дата завершения — 2030 год [3] (с тех пор эта сумма была снижена до чуть более 7 миллионов долларов, поскольку вместо нового строительства был приобретен бывший в употреблении дальнемагистральный тендер PRR).
Строительство 5550 также следует методам строительства и финансирования, впервые примененным в проекте LNER Peppercorn Class A1 60163 Tornado . [16] Первая часть локомотива, номерной знак в форме замкового камня, была отлита в апреле 2014 года, за ним в октябре 2014 года последовал первый второстепенный компонент, штифт пружинной тяги привода. Основные компоненты, завершенные по состоянию на март 2019 года, включают два привода Boxpok , нос, кабину, котел третьего ряда и противопожарную дверь. Строительство передней трубной доски велось производителем в Сент-Луисе, штат Миссури. [17] [ требуется обновление ]
