Локомотивы London and North Eastern Railway Gresley Classes A1 и A3 представляли собой два отдельных этапа в истории британских паровозов 4-6-2 "Pacific", разработанных Найджелом Гресли . Они были разработаны для магистральных пассажирских перевозок, а затем и для экспресс-пассажирских перевозок, изначально на Great Northern Railway (GNR), компании, входящей в состав London and North Eastern Railway после слияния в 1923 году , для которой они стали стандартной конструкцией. Изменение обозначения класса на A3 отражало установку на то же шасси котла более высокого давления с большей поверхностью перегрева и небольшим уменьшением диаметра цилиндра, что привело к увеличению веса локомотива. В конечном итоге все локомотивы A1 были перестроены, большинство по спецификациям A3, но № 4470 был полностью перестроен как класс A1/1 .
Названия локомотивов брали из разных источников. Первый, Great Northern , был назван в честь своей материнской компании. Другим давали имена высокопоставленных железнодорожных чиновников, но большинству давали имена известных скаковых лошадей. Один был назван в честь самого известного пассажирского поезда дальнего следования компании, Flying Scotsman . Flying Scotsman — единственный сохранившийся представитель этого класса.
Новые локомотивы Pacific были построены на заводе в Донкастере в 1922 году по проекту Найджела Гресли, который стал главным инженером-механиком GNR в 1911 году. Целью было создание локомотива, способного без посторонней помощи обслуживать магистральные экспресс-сервисы, которые приближались к пределу возможностей крупнотоннажных паровозов Atlantics компании Ivatt .
Первоначальный проект Гресли Pacific 1915 года был для удлиненной версии конструкции Ivatt Atlantic с четырьмя цилиндрами. [2] Наконец, осознав, что он находится в конструкторском тупике, он взял в качестве модели новый класс American Pennsylvania Railroad K4 Pacific 1914 года. Он, в свою очередь, был обновлен из серии прототипов, научно разработанных в 1910 году под руководством Фрэнсиса Дж. Коула, главного инженера-консультанта Alco в Скенектади [3] и прототипа Pennsylvania K29 Alco 1911 года, также разработанного Коулом. [4] Описания этих локомотивов появились в британской технической прессе того времени и дали Гресли элементы, необходимые для проектирования полностью современного локомотива.
Первые два паровоза GNR Pacific, 1470 Great Northern и 1471 Sir Frederick Banbury, были введены в эксплуатацию в 1922 году. [1] Правление Great Northern заказало ещё десять локомотивов «класса 1470», которые строились в Донкастере во время формирования LNER в 1923 году. Среди них был и будущий единственный сохранившийся представитель класса, 4472 Flying Scotsman , тогда безымянный и имевший номер 1472. [5] [6]
В соответствии с философией, лежащей в основе прототипов Cole's Alco, Gresley Pacifics были построены по максимальным пределам габарита загрузки LNER с большим котлом и широкой топкой, дающей большую площадь решетки. Топка была установлена низко и опиралась на заднюю несущую ось. Однако, в отличие от Pennsylvania K4, топка была не плоской, как у Belpaire , а круглой, что соответствовало традиции Great Northern. Общими чертами с американскими типами были нисходящий профиль к задней части топки и сужающийся к передней части котел. Теплопередача и поток газов облегчались использованием камеры сгорания, простирающейся вперед от пространства топки в ствол котла, а также длиной трубы котла, ограниченной 19 футами (5,8 м), характеристики, унаследованные от типа K4, но отсутствовавшие на более ранних прототипах Cole. [7] Давление в котле было оценено в 180 фунтов на квадратный дюйм (1,24 МПа ).
Pacific класса 1470 был третьим типом локомотива Great Northern, включавшим универсальную 3- цилиндровую компоновку Gresley. [1] [8] Все три цилиндра приводили в движение среднюю сцепленную ось. Внешние кривошипы были установлены под углом 120°, а внутренний кривошип смещен примерно на 7 градусов, чтобы обеспечить наклон внутреннего цилиндра 1:8, это небольшое отклонение от равномерного расстояния было предложением Гарольда Холкрофта из SECR , что позволило внешним цилиндрам быть идеально горизонтальными. Сопряженный клапанный механизм Gresley получал движение внутреннего штока клапана от двух внешних штоков клапана: это устранило недоступный средний набор клапанных механизмов между рамами . Особенностью K4, от которой вскоре отказалась Пенсильванская железная дорога, была необычная трехстержневая версия скользящей планки Лэрда. [9] Однако Гресли применил этот тип направляющей планки для всех своих локомотивов, а позднее его применил Буллейд для своих локомотивов Pacific , а Риддлс — для стандартных конструкций британских железных дорог .
Great Northern Railway была включена в недавно сформированную LNER в результате Группировки 1923 года . Гресли был назначен главным инженером-механиком новой компании, которая была второй по величине из «Большой четверки» железнодорожных компаний в Великобритании. [1] Осознавая необходимость стандартизации, Гресли принял свой проект GNR Pacific в качестве стандартного экспресс-пассажирского локомотива для главной линии LNER, обозначив его «A1» в системе классификации локомотивов LNER . Выбор был сделан после сравнительных испытаний с эквивалентным локомотивом North Eastern Railway (NER) Pacific, классифицированным « A2 ». Между 1923 и 1925 годами было построено 51 локомотив A1: двадцать компанией North British Locomotive Company , а остальные — Doncaster Works. Однако Pacifics Гресли были спроектированы для работы в пределах Great Northern Railway, что означало максимальные расстояния менее 200 миль (322 км). [1] После объединения локомотивы должны были иметь гораздо больший рабочий диапазон.
В 1924 году номер 4472 Flying Scotsman , перенумерованный и названный по этому случаю, был представлен на Британской имперской выставке в Уэмбли вместе с первым представителем класса Castle Большой Западной железной дороги (GWR) под номером 4073 Caerphilly Castle . [10] [11] [12] Последний весил на 19,6 длинных тонн (19,9 т; 22,0 коротких тонны) меньше, чем Pacific, но считался самым мощным локомотивом в Великобритании с тяговым усилием, оцениваемым в 31 625 фунтов-сил (140,68 кН).
В последующие месяцы две железнодорожные компании провели сравнительные испытания по обмену между двумя типами, из которых победителем вышел Great Western с 4079 Pendennis Castle . [1] [13] LNER извлекла ценные уроки из испытаний, которые привели к серии модификаций, проведенных с 1926 года на номере 4477 Gay Crusader . Изменения в клапанном механизме включали увеличенный зазор и более длинный ход в соответствии с практикой Great Western; это позволило полнее использовать расширяющиеся свойства пара и уменьшить противодавление от выхлопных газов, преобразуя производительность и экономичность; достигнутая экономия в потреблении угля и воды была такова, что 180 фунтов на квадратный дюйм Pacifics могли совершать дальние беспосадочные рейсы, что ранее было невозможно. Затем последовала полная переделка клапанного механизма, которая была применена к 2555 Centenary в 1927 году, а остальная часть класса была модифицирована в свое время. [14] Локомотивы с модифицированным клапанным механизмом имели слегка приподнятую ходовую пластину над цилиндрами, чтобы дать место для более длинного комбинированного рычага, необходимого для более длинного хода клапана. Еще одна модификация была сделана в 1927 году, когда номер 4480 Enterprise был оснащен котлом на 220 фунтов на квадратный дюйм (1,52 МПа ). За этим вскоре последовали два других локомотива, которые также включали изменения в диаметре цилиндра и размере пароперегревателя для сравнительных целей. Это заставило Гресли радикально отойти от практики Черчворда , увеличив количество больших труб, содержащих элементы перегрева, тем самым увеличив площадь поверхности пароперегревателя, контактирующую с горячими газами, тем самым повысив температуру пара. Наличие большего пароперегревателя можно было распознать по квадратным крышкам по обе стороны дымовой коробки, особенность, которую локомотивы сохраняли на протяжении всего своего существования.
На выставке Британской империи 1925 года «Летучий шотландец» снова был представлен; но на этот раз GWR отправила замок Пенденнис . [12] [15]
Большинство локомотивов, построенных как класс A1 (также все, построенные как класс A3), 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 с поездами, сформированными из бывших вагонов NER. Соответственно, пятнадцать (№№ 2568–82) из сорока A1, 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 в вакуумные тормоза между 1933 и 1935 годами. [16]
Результатом различных экспериментов и модификаций, сделанных над A1 в конце 1920-х годов, стал новый класс A3 «Super Pacific», первый образец которого имел 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 большим ходом, улучшенной смазкой и измененным распределением веса. [17] Еще одной новой разработкой стал переход с правого на левое управление, что было менее удобно для пожарного-правши, но более удобно для сигналов визирования, что привело к модификации всех более ранних локомотивов.
Двадцать семь A3 были построены с нуля до 1935 года с небольшими изменениями, за исключением нового типа котла с «банджо-куполом», [18] овальным паровым коллектором, который был помещен поверх заднего кольца котла. [19] Первый банджо-купол был спрятан под кожухом Cock o' the North 1934 года; [20] впоследствии он использовался в обтекаемых A4 . Последние девять A3 Pacific были построены с устройством в 1935 году, и оно стало стандартным приспособлением на всех больших котлах LNER с широкой топкой, которые применялись на новых локомотивах до 1949 года, за исключением короткого периода, когда Эдвард Томпсон был CME. Банджо-купол был одной из особенностей Gresley, которая ему не нравилась. [1] Он также применялся к сменным котлам на A3.
Хотя все оригинальные локомотивы класса A1 в конечном итоге были перестроены в соответствии со спецификациями класса A3, [i] это был длительный процесс, который продолжался до 1949 года; 60068 Sir Visto был последним переоборудованным локомотивом. [21] Переход на левостороннее управление занял больше времени и продолжался до пятидесятых годов.
Несмотря на то, что Гресли остановился на новом стандартном типе, он продолжал экспериментировать на отдельных локомотивах, в одном из которых были установлены подогреватели питательной воды ACFI на A1 2576 The White Knight и A3 2580 Shotover . Однако на Pacifics повышение эффективности было признано недостаточным, и аппарат в конечном итоге был снят. [22] В 1935 году номер 2544 Lemberg получил поршневые клапаны Trofimoff оригинальной конструкции с автоматически изменяющимися паровыми проходами. [23]
A3 2747 Coronach и 2751 Humorist были подвергнуты испытаниям по отклонению дыма после аварии на железной дороге Лондона, Мидленда и Шотландии (LMS) из-за плохой видимости; это включало модификацию верхней части дымовой коробки, окружающей дымоход. Первоначально вся обертка дымовой коробки была сохранена для того, чтобы сформировать воздуховод с выходом позади дымохода, но это было признано неэффективным. Следующим этапом, по крайней мере, с 2751, было отрезание верхней части обертки, но сохранение наклонной пластины, которая направляла поток воздуха вверх, и, следовательно, поднимала дым над локомотивом. Первоначальная дымовая труба была заменена разновидностью двойной дымовой трубы, а миниатюрные дефлекторные пластины были добавлены с обеих сторон, наклоненные для концентрации потока воздуха, когда локомотив находился в движении. [24] [25]
Устройства для подъема дыма не были приоритетом для обычных Pacific с одной трубой. Однако с двойной трубой и последующей установкой двойного выхлопа Kylchap в 1937 году Humorist продолжал представлять проблему в этом отношении и всегда имел небольшие крылья по обе стороны трубы. Наконец, в 1950-х годах он приобрел дефлекторные пластины типа Peppercorn .
.jpg/1280px-LNER_pacific_4472_Flying_Scotsman,_with_corridor_tender_(CJ_Allen,_Steel_Highway,_1928).jpg)
Оригинальные A1 были соединены с традиционным тендером типа Great Northern с угольными рельсами, конструкция которых восходит к временам Стерлинга . Вариант A1 был значительно увеличенной восьмиколесной версией, перевозившей 8 длинных тонн (8,13 т; 8,96 коротких тонн) угля и 5000 имперских галлонов (23 000 л; 6000 галлонов США) воды. В 1928 году для нового беспосадочного поезда Flying Scotsman был построен новый специальный тип корпуса тендера . Этот тендер имел коридорное соединение и туннель доступа через водяной бак. [26] Он имел более современную конструкцию с высокими боковыми листами, изогнутыми вверху, и имел угольную вместимость 9 длинных тонн (9,14 т; 10,08 коротких тонн). Для того 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 некоридорная версия аналогичной конструкции с грузоподъемностью 8 тонн угля и без угольных рельсов. [27] Дальнейшие серии обоих типов имели дисковые колеса вместо предыдущих спицевых. [25]
Ранние A1 Pacific соответствовали характеристикам, которые от них требовались в начале 1920-х годов. Они, безусловно, могли в одиночку перевозить грузы, которые были за пределами возможностей их предшественников Atlantic , как это было показано в испытательном пробеге, проведенном № 1471 сэром Фредериком Банбери, когда он провез поезд из 20 вагонов весом 600 длинных тонн (610 т ; 670 коротких тонн ) на расстояние 105 миль (169 км) от Лондона до Грэнтема со средней скоростью 51,8 миль в час (83,4 км/ч). Однако это было достигнуто за счет большого потребления угля, а общая производительность была значительно ниже предельного потенциала конструкции. [28] Это было во многом связано с регрессом по сравнению с более ранней 3-цилиндровой конструкцией 2-6-0 , которая была первой, в которой было стандартное сопряженное движение Gresley в сочетании с большим ходом клапана. [29] Однако возникли практические проблемы с компонентами, которые быстро изнашивались, особенно в главном подшипнике большого рычага 2:1, который еще не был оснащен очень необходимым шариковым кольцом ; чрезмерный «люфт» привел к такому большому перебегу среднего клапана, что он начал ударяться о торцевые крышки. Чтобы предотвратить это, при применении передачи на Pacifics Гресли прибег к укорачиванию хода клапана, хотя это и приводило к заглушению выхлопа на скорости, было причиной большого расхода угля и сводило на нет большинство преимуществ, полученных благодаря революционной конструкции локомотива. [28] Однако, благодаря внедрению модификаций клапанов, вдохновленных Great Western, экономия в потреблении угля и воды была такой, что 180 фунтов на квадратный дюйм Pacifics могли совершать дальние беспосадочные поездки, которые ранее были невозможны.
Первый и самый впечатляющий результат произошел в 1928 году, когда Pacifics были призваны ежедневно обслуживать поезд Flying Scotsman без остановок на протяжении 392 миль (631 км) между Лондоном и Эдинбургом. Первоначально на этой линии поочередно работали три A1 и два A3. Изменения также дали локомотивам A1 больший скоростной потенциал, и доказательство этого пришло в 1933 году, когда обсуждалась высокоскоростная трехвагонная дизельная железнодорожная служба. Поскольку это обеспечило бы ограниченное размещение пассажиров, было предложено использовать паровую тягу на аналогичных скоростях обслуживания с шестью вагонами. Пробный обратный рейс между Лондоном и Лидсом был совершен с модифицированным локомотивом A1 номер 4472, Flying Scotsman ; на обратном пути с 6 вагонами весом 208 длинных тонн (211,3 т; 233,0 коротких тонн) он достиг скорости 100 миль в час (160 км/ч) недалеко от Литл-Байтэма в Линкольншире на протяжении чуть более 600 ярдов (549 м). [25] Ранее были заявления о такой скорости, в частности, локомотивом Great Western 3440 City of Truro , но этот пробег 1933 года обычно считается первым достоверно зарегистрированным случаем. В более позднем испытательном пробеге до 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 короткие тонны ) в том же месте, поддерживая скорость выше 100 миль в час (161 км/ч) на протяжении 12,5 последовательных миль (20,1 км), что является мировым рекордом для необтекаемого локомотива, разделённым с французским Chapelon Pacific. [30]
Наряду со всеми 3-цилиндровыми типами Gresley, Pacific страдали от низких стандартов технического обслуживания военного времени, условий, для которых они не были предназначены. После внезапной смерти Gresley в 1941 году Эдвард Томпсон принял управление, и после окончания военных действий в 1945 году Томпсон обратился к своему заводскому персоналу с просьбой выбрать локомотив для перестройки, первым из A1 Pacific Gresley, был выбран Great Northern , который стал спецификацией LNER Class A1/1 с разделенным приводом и отдельным клапанным механизмом для внутреннего цилиндра. Томпсон намеревался перестроить в этой конфигурации все Gresley A1, которые не были преобразованы в стандарт A3; тем временем оставшиеся Gresley A1 были переклассифицированы в A10. Перестройка этих локомотивов в A1/1 так и не состоялась. Вместо этого продолжилось преобразование в стандарт A3. Сначала A1/1 был классифицирован как A1, а затем переклассифицирован как A1/1, когда Артур Пепперкорн спроектировал и построил свой собственный класс A1 в 1947 году. Этот класс во многом обязан своим появлением работе Томпсона, показавшего улучшения, которые можно было сделать с точки зрения доступности и затрат на техническое обслуживание по сравнению с конструкцией Грезли с сопряженным клапанным механизмом вместо трех комплектов.
Трехцилиндровый привод Gresley продолжал приносить ряд практических проблем, корнем которых, вероятно, была необходимость того, чтобы внутренний цилиндр был круто наклонен, чтобы дать место внутреннему шатуну, чтобы освободить ведущую сопряженную ось; в то же время внутренний шток клапана должен был быть параллелен внешним, от которых он получал свое движение. Эта проблема была преодолена с помощью того, что Холкрофт назвал «изгибом в портах» (проходы, которые переносили пар в цилиндры и из них). Следствием этого было то, что длина этих проходов была больше, чем обычно рекомендуется, увеличивая «мертвое пространство», и это сочеталось с более коротким выпускным проходом. Конечным результатом были бы довольно разные рабочие условия в среднем цилиндре по сравнению с условиями снаружи. Сопутствующей проблемой было то, что любое удлинение внешних штоков клапана умножалось на сопряженный клапанный механизм. [31] Хотя это и предполагалось на этапе проектирования, общим последствием стало то, что внутренний цилиндр имел тенденцию давать больше мощности, чем два других, по мере увеличения скорости, что приводило к перегрузке внутренних шатунных подшипников, особенно большого конца, который был склонен к перегреву и выходу из строя. На протяжении многих лет проводились различные эксперименты, чтобы вылечить эту хроническую болезнь, и только к концу паровой эры было найдено реальное решение в методах смазки и производства большого конца Great Western. [32] Другие проблемы сохранялись, такие как жесткий, нечувствительный регулятор и общие недостатки конструкции, которые затрудняли обслуживание. [31]
Несмотря на все это и введение более поздних Pacific, в середине 1950-х годов типы Gresley продолжали иметь квазимонополию на экспресс-пассажирские перевозки на East Coast Main Line, и с приближением шестидесятых годов они прошли через еще одну серию усовершенствований, сопоставимых с усовершенствованиями 1920-х годов. Наиболее значительным из них была установка французской двойной выхлопной системы Kylchap , которая была полностью обусловлена настойчивостью с 1956 года PN Townend, помощника окружного суперинтенданта по локомотивной энергии в локомотивном депо King's Cross . [33] Эти модификации значительно снизили противодавление выхлопных газов, сделав локомотивы более экономичными и свободноходовыми, а также сохранили чистоту жаровых труб, сократив время оборота, настолько, что они смогли вписаться в более интенсивные работы тепловозов. [34] Компоновка Kylchap уже повсеместно применялась к обтекаемым локомотивам A4 Pacific , хотя в случае с необтекаемыми локомотивами A3 мягкий выхлоп приводил к тому, что дым и пар попадали в поле зрения машиниста. Решение пришло в виде узких дымовых дефлекторов в немецком стиле , которые несколько изменили внешний вид локомотивов A3 в их последние дни.
Прототип локомотива, номер 60113 Great Northern , был перестроен Эдвардом Томпсоном в практически новую конструкцию. Первым был отозван 60104 Solario в 1959 году. В остальном класс оставался нетронутым до 1961 года и все еще работал на экспресс-пассажирских перевозках. Последним представителем класса, отозванным British Railways, 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.
Единственным сохранившимся представителем A3s и A1s является 4472 (60103) Flying Scotsman . Локомотив был выведен из эксплуатации British Railways в 1963 году и после спасения от слома был продан на сохранение Алану Пеглеру . После капитального ремонта Scotsman совершил ряд железнодорожных рейсов, включая беспосадочный рейс Лондон-Эдинбург в 1968 году, последний год паровой тяги на British Railways.
После широко разрекламированного обращения в 2004 году «Летучий шотландец» был куплен Национальным железнодорожным музеем в Йорке и теперь является частью Национальной коллекции. [44]
Запасной котел A3, который был установлен на 60041 Salmon Trout и 60097 Humorist , но в основном на Salmon Trout, сохранился в Национальной коллекции Национального железнодорожного музея. [45] Детали цилиндра от Salmon Trout, купленные Аланом Пеглером, сохранились до сих пор, они являются частью Flying Scotsman . [46]
Компании по производству моделей железных дорог Tri-ang , а позднее Hornby , практически непрерывно производили модели Gresley A1 и A3 в масштабе 'OO' с 1960-х годов. В 2000-х годах Hornby также производила образцы с живым паром , повторно используя шасси от первоначальных моделей LNER Class A4 . Trix, а позднее Liliput производили версии с локомотивным и тендерным приводом в колеи 'OO'. Хотя теперь они принадлежат Bachmann, модели никогда не возрождались. Другие производители производили модели в других масштабах, такие как Minitrix, Graham Farish и Dapol (размер N) и Bassett-Lowke (размер O). [47]
