Класс S2 Пенсильванской железной дороги был паротурбинным локомотивом, спроектированным и построенным совместными усилиями Baldwin Locomotive Works и Westinghouse Electric & Manufacturing Company в попытке продлить господство паровозов путем адаптации технологии, которая была широко принята в морской промышленности. Один был построен, #6200, доставлен в сентябре 1944 года. S2 был единственным примером колесной формулы 6-8-6 в нотации Уайта , с шестиколесной ведущей тележкой, поддерживающей локомотив на скорости, восемью приводными и спаренными ведущими колесами и шестиколесной задней тележкой, поддерживающей большую топку . S2 использовал паровую турбину с прямым приводом, предоставленную Westinghouse Electric & Manufacturing Company , приводимую в действие центральной парой осей, а внешние две оси соединялись боковыми тягами ; фиксированное передаточное отношение составляло 18,5:1. Такая конструкция должна была предотвратить потерю энергии, и S2 достиг механического КПД 97%, что означает, что только 3% энергии пара терялось в тяговом оборудовании. Недостатком паровой турбины с прямым приводом было то, что турбина не могла работать на оптимальных скоростях во всем диапазоне скоростей локомотива. S2 был самым большим, тяжелым и быстрым локомотивом с прямым приводом, когда-либо построенным.
Локомотив должен был быть 4-8-4 , но ограничения военного времени на легкие стальные сплавы увеличили вес, пока не потребовались шестиколесные ведущие и задние тележки; его строительство также было отложено Второй мировой войной . Строительство локомотива происходило на заводе Болдуина в Эддистоне. Были установлены две турбины, одна для движения вперед и одна поменьше для движения назад со скоростью до 22 миль в час (35 км/ч). Перегретый пар со скоростью около 2000 фунтов в час направлялся на лопатки турбины через 4 сопла; тысячи лопаток турбины передавали энергию пара на передаточный механизм. Максимальная скорость вращения передней турбины составляет 9000 об/мин, развивая 6900 л. с.; обратная турбина вырабатывает 1500 л. с. при 8300 об/мин. Система контроля гарантировала, что передняя турбина могла быть запущена только при выключенной обратной турбине. Вес силовой установки составлял 39 000 фунтов, или 5,65 фунта/л.с. Был установлен большой котел с топкой Belpaire и длинной камерой сгорания . Была установлена автоматическая система смазки, соединяющая корпус трансмиссии, где ведущие шестерни были погружены в смазочный резервуар, заполненный смазочным маслом. Смазка проходит через все точки смазки, включая роликовые подшипники на всех осях, через фильтрованные трубы с помощью двух паровых насосов. Для повышения эффективности был установлен подогреватель питательной воды модели Worthington . Сдвоенные воздушные насосы для торможения поезда были установлены под подножками рядом с передней частью дымовой коробки, а большой радиаторный узел в носовой части охлаждал сжатый воздух.
Выхлоп турбины направлялся по трубам через набор из четырех сопел в дымовой коробке , обеспечивая равномерную тягу для огня и выходя через уникальную четверную трубу. У S2 не было дымового дефлектора , когда он был доставлен из Болдуина в PRR в сентябре 1944 года, но вскоре после начала его службы PRR обнаружила, что локомотив сильно дымил на низкой скорости во время работы. Поэтому была приобретена пара небольших дымовых дефлекторов, а тонкая полукруглая металлическая пластина для подъема дыма была забита в нескольких футах позади дымовой трубы. По-видимому, они были недостаточны, поэтому в декабре 1946 года на заводе Altoona Works была добавлена гораздо большая пара, которая выглядит как «слоновьи уши», используемые на New York Central class S1b 4-8-4 Niagara и Union Pacific FEF-3 4-8-4. Использование дымового дефлектора никогда не было традицией Пенсильванской железной дороги . До S2 #6200 было только три K4, на которых были установлены дымовые дефлекторы между 1939 и 1941 годами в экспериментальных целях: PRR #5038, #3876 и #3878. Все их дымовые дефлекторы были сняты после войны, поэтому паровая турбина #6200 была единственным локомотивом Pennsy с огромными «слоновьими ушами» после войны.
Тендер PRR S2 #6200 изначально был сделан для локомотива класса L1s с обозначением 180-F-82. Позже он был назначен как 180-P-75 для класса K4s № 3768; тендер был снова перестроен и получил обозначение 180-P-85 для использования в S2 6200. Этот большой 16-колесный тендер был похож на тот, который использовался на других больших пассажирских локомотивах PRR, T1 и S1 . Чтобы уменьшить нагрузку на бригаду, на локомотиве была установлена «Система управления давлением жидкости» ( патент США 2,515,962 ), разработанная инженером Westinghouse Гарри К. Мэем. Она управляла запуском, ходом, реверсом, выходной мощностью и скоростью, а также ограничивала скорость в обоих направлениях работы, все это с помощью одного рычага управления, который был установлен перед сиденьем машиниста.
Локомотив оказался мощным и способным, с запасом мощности на скорости и разумной экономией топлива. Турбинный привод был легким на пути и позволял больше мощности на рельсах. Во время испытательного пробега, официально организованного PRR 30 марта 1945 года, S2 #6200, буксирующий динамометрический вагон, смог протащить 17-вагонный поезд на расстояние 48 километров (ровный путь) со скоростью 110 миль в час (180 км/ч) между Форт-Уэйном и Чикаго. Инженер г-н Флая Картрайт и кочегар г-н М. Э. Браун были назначены на этот официальный испытательный пробег. Э. С. Кокс, британский машинист локомотива, однажды проехал на подножке и сообщил, что «100 миль в час поддерживались и превышались в течение 12 последовательных минут». Хотя локомотив был экономичен на скорости, на более низкой скорости он был крайне неэкономичен. Турбина использовала меньше пара, чем обычные локомотивы на скорости выше 30 миль в час (48 км/ч), но ниже этой скорости локомотив использовал слишком много пара и топлива. Котел обычно работал при давлении 310 фунтов на квадратный дюйм (2,1 МПа), но на низкой скорости давление могло упасть до 85 фунтов на квадратный дюйм (0,59 МПа). Повышенное потребление топлива на низких скоростях приводило к тому, что топка нагревалась сильнее, что иногда приводило к поломке распорных болтов.
Проблемы локомотива, быстрое падение пассажиропотока PRR с 1947 года и преимущества появляющегося тепловоза гарантировали, что № 6200 никогда не будет дублироваться, но S2 все равно принял участие в Чикагской железнодорожной ярмарке 1948 года с дуплексным паровозом T1 4-4-4-4. [1] В августе 1949 года локомотив получил серьезные повреждения турбины. Поскольку расходы на техническое обслуживание постоянно росли, S2, наконец, был отправлен на хранение в Крестлайн и Алтуну . В 1952 году он был окончательно выведен из эксплуатации и в следующем году был списан.
S2 был приписан к дивизии Форт-Уэйн и базировался в депо Крестлайн. Он перевозил различные престижные пассажирские поезда, обслуживающие коридор Нью-Йорк-Чикаго, такие как The Broadway Limited , The Liberty Limited , The Trail Blazer , The General , The Manhattan Limited и The Golden Arrow на маршруте между Чикаго и Крестлайном, штат Огайо (283 мили/446 км). S2 также перевозил воинские эшелоны и был замечен в качестве буксировщика экспресс-поездов. PRR S2 № 6200, как экспериментальный прототип паротурбинного локомотива с прямым приводом, пробежал в общей сложности 103 000 миль, прежде чем был полностью выведен из эксплуатации в августе 1949 года и вскоре должен был ждать своего часа. 6200 в конечном итоге был списан в Конвее, штат Пенсильвания.
Компания по производству моделей поездов Lionel выпустила несколько моделей S2. Первые модели, 671 и 2020, были выпущены в 1946 году и сняты с производства в 1949 году. Первая партия турбины 681 была выпущена в 1950 и 1951 годах. Она была похожа на обе оригинальные модели турбин, но у 681 была функция Magne-Traction от Lionel, которая делала колеса магнитными. В 1952 году Корейская война вызвала нехватку магнитного материала, поэтому 671 была перевыпущена как 671rr (повторная версия 671). 681 вернулась в следующем году. В 1954 и 1955 годах была выпущена еще одна турбина под номером 682. 682 по сути была 681, но с клапанным механизмом на колесах и белой полосой, нарисованной с обеих сторон.
