Локомотив Fairlie — это тип сочлененного паровоза , у которого ведущие колеса находятся на тележках . Локомотив может быть двухсторонним (двойной Fairlie) или односторонним (одинарный Fairlie). Большинство двухсторонних Fairlie имели колесную формулу 0-4-4-0T или 0-6-6-0T .
Хотя локомотивы Fairlie сейчас используются только на исторических железных дорогах , подавляющее большинство дизельных и электрических локомотивов в мире сегодня имеют конструкцию, не сильно отличающуюся от Fairlie — две силовые тележки со всеми ведущими осями, а многие также следуют двухсторонней концепции Fairlie, способной одинаково хорошо двигаться в обоих направлениях.
Шотландский инженер Роберт Фрэнсис Фэрли запатентовал свою конструкцию в 1864 году . Он был убежден, что традиционная модель локомотива была серьезно несовершенна; они тратили вес на неприводные колеса (максимальное тяговое усилие, которое может оказать локомотив, является функцией веса на его ведущих колесах ) и на тендер, который ничего не делал, кроме как перевозил топливо и воду, не внося вклад в адгезионный вес локомотива . Кроме того, стандартный локомотив имел переднюю и заднюю части и не был предназначен для длительного движения задним ходом, поэтому требовал поворотного круга или звездообразного соединения на каждой конечной станции.
Ответом Фэрли был двухсторонний паровоз, перевозивший все топливо и воду на борту локомотива и имевший привод на каждую ось. Он имел двухсторонний котел , с одной топкой в центре и дымовыми камерами на каждом конце.
Фэрли не был первым инженером, который спроектировал и построил двухмоторный локомотив. 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 сочленения. Seraing был неудачным, и Роберт Фэрли, вероятно, не знал об этом, когда создавал свой проект в 1860-х годах. [1] В начале 1860-х годов Арчибальд Старрок , локомотивный суперинтендант Великой Северной железной дороги , экспериментировал с приводными тележками под тендерами паровых локомотивов GNR. Хотя эти проекты не увенчались успехом, Фэрли находился под влиянием работы Старрока и использования локомотивов, идущих в паре, на подъеме Бхор-Гхат на Великой индийской железной дороге, начавшейся в 1856 году. [2]
Первым локомотивом был The Progress , построенный в 1865 году компанией James Cross and Company для железной дороги Neath and Brecon . [3] Однако тяга из обеих половин котла через одну топку оказалась неудачной. Существовала тенденция к тому, что большая часть горячих газов от огня проходила через одну половину котла, поэтому другая половина вносила небольшой вклад в парообразование и была неэффективной. Первый, Festiniog Railway Little Wonder , имел отдельные топки с водяной рубашкой между ними и оказался гораздо более успешным.
Машинист локомотива (в США: инженер ) работал с одной стороны локомотива, а кочегар — с другой; их разделяли топки. Регуляторы для обеих силовых тележек располагались над центром топок, а клапан парового тормоза — на одном конце.
Снизу локомотив поддерживался двумя поворотными силовыми тележками (США: грузовики), со всеми ведущими колесами; локомотивы меньшего размера имели четырехколесные тележки, а более крупные — шестиколесные. Цилиндры на каждой силовой тележке были направлены наружу, к концам локомотива. Сцепки и буферы (где они были установлены) были установлены на тележках, а не на раме локомотива, так что они поворачивались вместе с кривизной пути.
Пар подавался в цилиндры по гибкой трубке. Первоначально это была спиральная медная трубка, но она ломалась после определенного периода использования. Более поздние локомотивы имели жесткие соединительные трубки с необходимой гибкостью, обеспечиваемой металлическими шаровыми шарнирами, похожими на те, что используются в лабораторной посуде .
Топливо и вода перевозились на локомотиве в боковых цистернах возле каждого котла для воды и в бункерах для топлива над ними.
Вооруженный успехом Little Wonder на Фестиниоге, Фэрли организовал серию очень успешных демонстраций на линии Фестиниог в феврале 1870 года для высокопоставленных делегаций из многих частей света. Это продало его изобретение (и концепцию узкоколейной железной дороги, на которой оно было основано) по всему миру.
Локомотивы строились для многих британских колоний, для Российской империи и даже один экземпляр для Соединенных Штатов .
В 1879 году первая правительственная железнодорожная линия в Западной Австралии от Джералдтона до Нортгемптона использовала два двойных Фэрли в качестве третьего и четвертого локомотива соответственно, но без особого успеха. Единственные действительно успешные применения локомотива Фэрли, помимо Фестиниогской железной дороги, были в Мексике , Новой Зеландии и России (на Транскавказской железной дороге ).
В 1869 году компания Роберта Фэрли построила локомотив под названием Little Wonder для Ffestiniog Railway , узкоколейной сланцевой железной дороги в Северном Уэльсе . Ffestiniog был первым локомотивом длиной 1 фут 11 дюймов .+1 ⁄ 2 дюйма(597 мм) колеи железной дороги для использования локомотивов. Конструкция Fairlie означала, чтотопкиизольникине были ограничены рамой или шириной пути, а только общимгабаритом загрузки.Little Wonderимел такой успех, что Fairlie предоставил Festiniog Railway Company постоянную лицензию на использование своего патента на локомотив без ограничений в обмен на использование линии и успеха своих локомотивов Fairlie в его рекламе. Во время своей первоначальной эксплуатации Ffestiniog владел в общей сложности пятью локомотивами Fairlie, один из которых теперь является частьюНациональной коллекции Великобритании. С момента повторного открытия железной дороги в презентации ихBoston Lodgeпостроили три новых локомотива Double Fairlie, последним из которых былJames Spooner II, который вступил в эксплуатацию в 2023 году, заменивEarl of Merioneth.[4][5]
Локомотив, проданный в США, был заказан для недавно построенной железной дороги Денвер и Рио-Гранде в 1872 году и был назван «Mountaineer». 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 T. [6] Опыт железной дороги с локомотивом был типичным и свидетельствовал о том, что, хотя Fairlie устранил несколько проблем обычного локомотива, он ввел новые собственные. По крайней мере один double Fairlie 0-6-6-0 T Janus (на фото) был построен Mason Machine Works в Тонтоне, Массачусетс , и работал на железной дороге Lehigh Valley .
В начале 1870-х годов компания Avonside Engine Company из Бристоля построила пять узкоколейных локомотивов Fairlie Patent для использования на канадских железных дорогах.
На железной дороге Торонто и Ниписсинга использовалась единая колея Фэрли шириной 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ) с 1871 года до тех пор, пока линия не была переведена на колею шириной 4 фута 8 дюймов.+Стандартная колея 1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм)в 1883 году.
На железной дороге Торонто, Грея и Брюса в Онтарио также использовался один локомотив Fairlie с шириной колеи 3 фута 6 дюймов ( 1067 мм ), поставленный в 1872 году.
На острове Кейп-Бретон три локомотива Fairlie Patent шириной 3 фута ( 914 мм ), построенные компанией Bristol's Avonside Company, использовались для перевозки угля между Сиднеем и шахтами Reserve с 1872 по 1902 год. В книге Герба Макдональда «Железные дороги Кейп-Бретона: иллюстрированная история» (издательство Cape Breton University Press, 2012) говорится, что «в железнодорожном отраслевом журнале, опубликованном в начале 1903 года, говорилось, что «старые двухконечные локомотивы... недавно были разобраны в Reserve и будут утилизированы как старый хлам. Машинисты, которые их разбирали, говорят, что это была самая трудная работа, за которую они когда-либо брались, поскольку двигатели были очень прочными, а детали в основном изготавливались методом ковки».
.jpg/1280px-Double-Ended_Ferrocarril_Mexicano_Locomotive_No._27_(29970180555).jpg)
.jpg/1280px-Double-Ended_Ferrocarril_Mexicano_Locomotive_No._184_(29676484710).jpg)
В Мексике Ferrocarril Mexicano (FCM) использовала Fairlies на горном участке линии между Мехико и Веракрусом , куда из Англии было импортировано 49 огромных Fairlies 0-6-6-0 T весом около 125 коротких тонн (112 длинных тонн; 113 т) каждый. Это были самые большие и мощные локомотивы, построенные там до того времени, они использовались до тех пор, пока линия не была электрифицирована 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 Fairlie. Три двенадцатиколесных Fairlie Avonside были построены для этой компании в 1871 году для обеспечения движения на крутом участке главной линии между Кордовой и вершиной Бока-дель-Монте (7923 фута) (2415 м) в горах Орисаба , Мексика , на расстоянии 108 миль (174 км). Они были настолько успешны, что стали предшественниками не менее пятидесяти Fairlie, поставленных в Мексику Avonside и другими британскими строителями в течение сорока лет».
Дюррант [8] придерживался более скептической точки зрения:
«Самыми большими построенными Fairlies были... 102-тонные (91-тонные; 93 т) экземпляры для Мексиканской железной дороги... Несмотря на свои впечатляющие размеры, эти паровозы были лишены пароперегревателей или современных клапанных устройств и вскоре были заменены электрификацией » .
В этой таблице приведены краткие данные о локомотивах. Подробные характеристики можно найти на steamlocomotive.com [9]
Ключ:
Дюррант показывает фотографию (приписываемую English Electric ) FCM номер 184, построенного Vulcan Foundry (VF) в 1911 году. Он имеет типично британский вид, за исключением шлифовального купола , который, как ни странно, предусмотрен только на одном конце. Эта фотография FCM номер 183 [1], заархивированная 11 июля 2011 года в Wayback Machine, показывает локомотив отчетливо американского вида. Если это один из двигателей VF, он, безусловно, был серьезно перестроен.
Двигатели VF почти наверняка были построены как работающие на масле . Фотография в книге Дюрранта выглядит как заводская фотография, показывающая двигатель в новом состоянии, а на котлах есть прямоугольные баки, что было обычным расположением на Fairlies, работающих на масле. Тепло от котлов сохраняло масло теплым и не позволяло ему становиться слишком вязким в холодную погоду.
В Новой Зеландии одноместные Fairlies класса R и класса S , а также двухместные Fairlies класса B и класса E были заказаны в 1870-х годах для использования на узкоколейной системе ( 3 фута 6 дюймов или 1067 мм ) , построенной в рамках программы Юлиуса Фогеля 1870 года «Великие общественные работы» для освоения страны. Три Fairlies класса S были проданы Western Australian Government Railways в 1891 году . [12]
В России «Фэрли» использовались на линии Тамбов — Саратов (1871–1887) и на Сурамском перевале Закавказской железной дороги (с 1872). Эти паровозы, 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 ), вторая партия была изготовлена немецкими заводами (1879), последняя — 17 для Российских государственных железных дорог Коломенским заводом в Коломне (1884) по лицензии. Самые большие паровозы весили 90 тонн и работали на мазуте . В 1912 году все «Фэрли» в России были включены в серию F и использовались до 1934 года, когда линия через Сурамский перевал была электрифицирована .
В 1879 году компания Avonside Engine Company построила 25 Double Fairlies, предназначенных для использования в Третьей англо-афганской войне . Заказ был отменен в 1880 году, но 17 локомотивов уже были построены и куплены Индией, хотя один из них был потерян в море во время транспортировки в Индию. Остальные локомотивы работали на железной дороге Bolān Pass , но не имели успеха и были отправлены на хранение в 1887 году. Десять из них отправились в Бирму в 1896 году, а четыре других были отправлены на горную железную дорогу Nilgiri в 1907 году. Локомотивы Nilgiri работали там по крайней мере до 1914 года. [13] [14]
Вместимость для топлива и воды ограничена компоновкой локомотива. Конструкция Fairlie имеет меньше места для запасов топлива, чем обычный локомотив-цистерна , 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 Bulleid's Leader class , ограниченные запасы топлива не были бы проблемой, если бы вместо угля использовалось мазут . Некоторые из больших Fairlies для Мексики (см. выше) работали на нефти, и в последнее время мазут использовался на железной дороге Ffestiniog.
Гибкие паровые трубы, ведущие к цилиндрам каждого поворотного двигателя и от них, были склонны к утечкам, что приводило к потере мощности. Эти проблемы были частично решены. Ролт записал, что трудности, возникшие в 1909 году при проектировании и изготовлении герметичных гибких паровых соединений для локомотива Гарратта, были решены конструкторами Beyer, Peacock & Company после изучения сферических паровых соединений на локомотиве Fairlie, построенном для железной дороги Фестиниог. [15]
Неприводные колеса на паровозе уменьшают его тенденцию к блужданию или «рысканью» при движении по прямому пути и ведут локомотив в повороты, тем самым уменьшая количество сходов с рельсов. Ранние Fairlies имели тенденцию быть грубыми на пути и более склонными к сходу с рельсов, чем они должны были быть. Первый Fairlie Little Wonder железной дороги Фестиниог был изношен 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 паровозы FR были намного легче на пути. Все паровозы FR Fairlies имели репутацию плавного хода на подножке по сравнению с оригинальными паровозами 0-4-0, построенными George England and Co.
Машинист находится с одной стороны топки, а кочегар — с другой. В результате локомотив леворульный, идущий в одном направлении, и праворульный — в другом. Это потенциально снижает видимость сигналов.
Разновидностью Fairlie, которая пользовалась некоторой популярностью, особенно в Соединенных Штатах, был одинарный Fairlie, по сути, половина двойного Fairlie, с одним котлом, кабиной на одном конце и одной сочлененной силовой тележкой в сочетании с неприводной тележкой под кабиной, сохраняя способность преодолевать крутые повороты. Эта конструкция отказалась от двунаправленной природы двойного Fairlie, но вернула возможность иметь большой бункер и водяной бак позади кабины, а также возможность использовать прицепной тендер при необходимости. Одиночный обычный котел удешевил обслуживание и устранил разделение 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]
Конструкция была особенно популярна у Уильяма Мейсона , лицензиата Fairlie в Соединенных Штатах , который построил около 146 локомотивов Mason Bogie , которые были вариантом этой конструкции. В Великобритании один локомотив Fairlie 0-4-4 T использовался на железной дороге Суиндон, Мальборо и Андовер , а три 0-6-4 T — на узкоколейных железных дорогах Северного Уэльса . Помимо своих культовых двойных Fairlies, на железной дороге Фестиниог также есть один локомотив Fairlie 0-4-4 T , силовая тележка которого по сути такая же, как у их двойных Fairlies.
И в Великобритании, и в США одиночные Fairlies были первыми локомотивами в каждой стране, которые использовали европейский клапанный механизм Walschaerts . Механизм Stephenson , который был обычным в то время, использовал несколько эксцентриков между рамами, но механизм Walschaerts был установлен снаружи рам и шатунов. Это было выгодно, поскольку система Fairlie требовала этого пространства между рамами для шарнира тележки.
Локомотив Péchot-Bourdon был последним развитием типа Fairlie. Péchot-Bourdon был разработан капитаном Péchot из французской артиллерии для работы на 600-мм ( 1 фут 11+5 ⁄ 8 дюймов) железные дороги, связанные сполевой артиллериейикрепостями. Конструкция была выбрана с убеждением, что если одинкотелили комплектклапанного механизмабудет поврежден вражеским огнем, локомотив сможет продолжать работать.[ требуется ссылка ]Основное различие между Fairlie и Péchot-Bourdon заключается 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, и еще 280 были построены во времяПервой мировой войны, некоторые из них — американской компаниейBaldwin Locomotive Works.
Сохранилось два экземпляра: один находится в музее Франкфуртских железных дорог, предоставленный Дрезденским музеем транспорта , Германия , [18] и один находится в Сербии в Пожегском железнодорожном музее. [19]
Масштабная модель локомотива Péchot-Bourdon в 1:32 произведена компанией Scalelink. [20]
Модифицированный Fairlie был представлен компанией North British Locomotive Company на Южноафриканских железных дорогах в 1924 году. Он был похож по внешнему виду на локомотив Garratt, но котел, топливные и водяные баки были установлены на одной раме, которая была повернута на силовых тележках. Эта компоновка отличается от Garratt, в котором топливные и водяные баки установлены непосредственно на силовых тележках.
Ffestiniog Railway в Уэльсе до сих пор использует локомотивы Fairlie. У нее есть три двойных Fairlie в рабочем состоянии. Самый последний из них, James Spooner , был построен в 2023 году на заводе Ffestiniog в Бостон-Лодж в 153-ю годовщину испытаний Little Wonder в 1870 году. Merddin Emrys 1879 года был первым локомотивом, построенным в Бостон-Лодж. Ffestiniog также владел и управлял Taliesin , одиночным Fairlie, с 1876 по 1927 год. Он был списан в 1935 году, но его копия была построена в Бостон-Лодж в 1999 году.
Паровозы Fairlies на железной дороге Ffestiniog были спроектированы для сжигания угля. После испытаний в 1971 году, как и большинство других паровозов Ffestiniog, они были модифицированы для сжигания нефти. В 2005 году Earl of Merioneth был переоборудован на уголь, поскольку был построен как масляный обогреватель. [21] Успех этого преобразования привел к тому, что Merddin Emrys , старейший из FR Fairlies, был переоборудован обратно на сжигание угля в 2007 году. [22]
Самый старый из до сих пор работающих Fairlie — это Mason Bogie, хранящийся в музее Генри Форда в Дирборне, штат Мичиган . Локомотив 0-6-4 T был построен в 1873 году и до сих пор возит пассажиров туристического поезда в летний сезон.
Двойной локомотив Fairlie The Earl of Merioneth в настоящее время хранится на заводе Boston Lodge Works, где он был построен в 1979 году. Он был выведен из эксплуатации 8 апреля 2018 года. [23] [ ненадежный источник ] Двойной локомотив Fairlie Josephine (железная дорога Данидин и Порт-Чалмерс № 2, NZR E 175, PWD № 504) хранится в Музее поселенцев Отаго в Данидине , Новая Зеландия , а одиночный локомотив Fairlie R 28 — в Рифтоне . R 28 — единственный оригинальный британский одиночный локомотив Fairlie, который сохранился, Taliesin компании Festinog — его копия, построенная в 1999 году. Останки другого локомотива, класса R № 271, были сброшены в Оамару для защиты железнодорожных сортировочных станций от прибрежной эрозии в 1930 году и с тех пор перешли в собственность Общества восстановления паровых и железных дорог Оамару . Еще два котла класса R и две силовые тележки от двухконтурных паровозов классов B и E хранятся в Кентерберийском железнодорожном обществе на его железной дороге Ferrymead в Крайстчерче .
В Восточной Германии также сохранился двойной трамвайный локомотив Fairlie , а один из оригинальных локомотивов Festiniog, Livingston Thompson 1885 года, находится в Национальном железнодорожном музее в Йорке .
В детском телесериале «Томас и его друзья» , основанном на одноименном романе преподобного У. Одри «Железнодорожный сериал» , Майти Мак — двойной паровозик Фэрли на узкоколейной железной дороге Скарлоуи .
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь )