Самый крупный серийный паровоз

Снова рад вас приветствовать! И в этот раз предлагаю снова поговорить о монстрах инженерной мысли. Но в этот раз не о монстрах инженерной мысли СССР, а о монстрах ж\д перевозок. Мы поговорим о паровом локомотиве Класса 4000 «Big Boy» железной дороги Union Pacific. Только представьте себе, длина этого монстра с тендером превышает 40 метров, служебная масса выше пяти сот тонн! И этот монстр ещё при своих параметрах мог вписываться в кривые до 20 градусов, развивая скорость до 128 км/ч и перевозя составы весом до 3500 т.

И для начала- немного технических данных:

• Длина локомотива - 85 футов (около 26-и метров);
• Длина тендера - 47 футов (около 14 с половиной метров);
• Общая длина локомотива и тендера по сцепкам - 132 фута (около 40,5 метра);
• Колесная база локомотива с тендером - 117 футов (35,1 метра);
• Высота от верха головки рельса до среза дымовой трубы - 16 футов (около 5-и метров);
• Вес локомотива без тендера - 772 000 фунтов (348 тонн);
• Вес загруженного тендера - 428 000 фунтов (192 тонны);
• Суммарный вес локомотива и тендера в снаряженном состоянии с полной загрузкой углем и водой - 1 200 000 фунтов (около 540 тонн);
• Диаметр ведущих колес - 68 дюймов (173 см);
• Расчетное давление в котле - 300 фунтов на квадратный дюйм;
• Диаметр каждого их 4-х главных цилиндров - 23 дюйма (603 мм);
• Ход поршня - 32 дюйма (813 мм);
• Суммарная протяженность трубопроводов и дымоходов в котле 1610 метров; 

«Challenger» Или с чего всё начиналось...

К слову говоря, есть несколько типов данного паровоза, которые не редко путают. На самом деле изначально был сконструирован и построен «Challenger». Его единственный сохранившийся рабочий экземпляр можете видеть на фото левее. Это полусочленённый паровоз типа 2-3-0+0-3-2 (ложный Маллет). Он строился компанией ALCO для Union Pacific Railroad с 1936 года по 1944 год. И на момент создания был самым крупным и тяжёлым локомотивом в мире, так как при общей длине 121 фут общая масса паровоза составляла свыше миллиона фунтов (почти полтысячи тонн).

Интересная история связана с тем, как было выбрано название нового локомотива. Когда он был выпущен, Барнет (главный суперинтендант министерства транспортного машиностроения) предложил организовать для нового локомотива тестовый рейс, устроить ему серьезную проверку. Отправившись из Огдена с тяжело груженым составом, Challenger должен был без какой бы то ни было помощи преодолеть Уасачские горы и проследовать до Грин Ривер (Green River), с тем, чтобы сменить там состав и вернуться обратно в Огден, снова без какой-либо помощи.

Барнет заявил, что такое испытание является настоящим вызовом (a challenge) для любого локомотива. "Да, конечно!… - ответил Джефферс, после чего задумался на секунду и воскликнул - … А давайте назовем их Challengers (Вызывающие)". Сразу после этой встречи Джефферс направил в рекламный департамент UP распоряжение, где говорилось, что он желает, чтобы имя "Challenger" стало официальным названием нового локомотива и использовалось во всех посвященных ему рекламных материалах.

В итоге они стали на столько популярны, что другие дороги глядя на успехи так же начали заказывать аналогичные паровозы. В итоге всего было выпущено 105 паровозов Challenger, однако до наших дней по сути остались лишь два «Челленджера» — № 3977 и 3985. Паровоз № 3977 стоит на вечной стоянке в городе Норт-Платт, а вот № 3985 всё ещё эксплуатируется и на сегодняшний день является самым большим в мире действующим паровозом. Именно он, как я уже выше упоминал, изображён на фото левее.

«Big Boy» или «большой парень»

И так, глядя на успех этой серии было решено пойти дальше. И в 1941 году на базе «Challenger»-а был создан более сильный и тяжёлый паровоз — класса 4000 (Big Boy) типа 2-4-0+0-4-2, который стал самым тяжёлым в мире локомотивом. Стоит отметить, что имя Challenger является официальным названием паровоза, тогда как Big Boy (с англ. — «Большой парень, Здоровяк») является лишь основным прозвищем класса 4000.

И именно паровозы Big Boy стали самыми крупными серийными паровозами мира (длина паровоза с тендером — 132 фута 9¼ дюйма, или 40,47 метра) и вторыми по величине в истории мирового паровозостроения (после опытного паровоза PRR S1), а также самыми тяжёлыми локомотивами в мире (служебная масса паровоза с полностью заправленным тендером, включающим 28т угля и 90т воды — 1 208 000 фунтов, или 548,3 тонны).

Паровозов этой серии было выпущено меньше экземпляров, всего около 25 машин. В принципе это можно объяснить послевоенным ростом цен на уголь, а также большой эффективностью тепловозов и электровозов. Эти факторы быстро предопределили ограниченный срок эксплуатации паровозов Big Boy. Тем не менее, они использовались до 1959 года и стали одними из последних паровозов, снятых с эксплуатации на линейных перевозках в США. На сегодняшний день в различных музеях и коллекциях сохранилось около 8 экземпляров и к большому сожалению, почти все, за исключением пары штук в принципе не могут быть восстановлены до рабочего состояния.

Немного о конструкции самого крупного серийного паровоза в мире:

Начнём с того, что под полными парами Big Boy сжигал 22 тонны угля и расходовал более 47 тонн воды в час. При максимальной нагрузке, когда ему приходилось тянуть длинный состав вверх на Sherman Hill, расход доходил до 28-и тонн угля и почти до 95-и тонн воды за 27-мильный отрезок пути. Во время движения он производил невероятное количество дыма. Чтобы отвести этот дым от кабины машиниста, создатели предусмотрели одну из наиболее совершенных на тот момент систем дымоотвода. Во-первых, у паровоза были две трубы. Одна труба просто не могла обеспечить необходимую пропускную способность. Обе эти трубы спереди и с боков были огорожены специальным металлическим экраном, а кроме того, отделены таким же экраном друг от друга. Во-вторых, с обеих сторон от дымовых труб были предусмотрены откидные дымоотводящие щитки-дефлекторы, которые через механический привод из кабины машиниста могли подниматься и опускаться независимо друг от друга, отводя дым в сторону от кабины при различных направлениях ветра.

Конечно, при таких нагрузках и соответствующей рабочей температуре даже непродолжительное прекращение притока воды к поверхностям испарения грозило плавлением всей конструкции свода, чреватым поистине катастрофическими последствиями - разрушением и взрывом котла. Для предотвращения таких опасных ситуаций топка была оборудована дополнительными контурами в форме перевернутой буквы Т, увеличивающими ее водоснабжение, а также способствующими увеличению парообразования. Говоря о температуре- стоит так же упомянуть, что изначально в конструкции были также предусмотрены вынесенные в переднюю часть локомотива трубчатые радиаторы, расположенные продольно по обеим сторонам передней технической палубы, непосредственно впереди двери дымовой камеры. Но опыт первых лет эксплуатации показал недостаточную эффективность такого решения. Поэтому впоследствии система охлаждения была перестроена. Радиаторы системы Уилсона, которые применялись на Challenger'ах и доказали свою пригодность, были соответствующим образом переработаны и установлены в нижней части передней тележки локомотива, под технической палубой, позади передней отбойной решетки.

Так же стоит упомянуть, что в соответствии с расчетами Big Boy был способен достичь максимальной скорости в 80 миль в час, которая, однако, не была самоцелью. Не предполагалось, что паровоз в условиях реальной эксплуатации будет ездить на такой скорости. Более того, она была ему противопоказана из соображений обеспечения должной управляемости и устойчивости. Эта самая проектная максимальная скорость просто оказалась следствием других конструктивных особенностей локомотива, обеспечивающих его главное назначение - гарантированное, и "с запасом" преодоление подъема Шерман Хилл. Кроме того, стабильность на такой максимальной скорости создавала значительный "запас прочности" при эксплуатации на скоростях до 60-и миль в час, то есть в режиме, обычном для скорых грузовых поездов того времени.